Эндосимбиотическая теория – это общепринятый механизм эволюции эукариотических клеток из прокариотических клеток. Он включает в себя кооперативные отношения между двумя клетками, которые позволяют обеим выжить – и в конечном итоге привели к развитию всей жизни на Земле.
История теории эндосимбиотиков
Теория эндосимбионтов, впервые предложенная биологом Бостонского университета Линн Маргулис в конце 1960-х годов, предполагала, что основные органеллы эукариотической клетки на самом деле были примитивными прокариотическими клетками, которые были поглощены другой, более крупной прокариотической клеткой.
Теория Маргулиса медленно получала признание, поначалу столкнувшись с насмешками в основной биологии. Однако Маргулис и другие ученые продолжили работу над этим предметом, и теперь ее теория стала общепринятой нормой в биологических кругах.
Во время исследования Маргулис происхождения эукариотических клеток, она изучила данные о прокариотах, эукариотах и органеллах, наконец, предположив, что сходство между прокариотами и органеллами в сочетании с их появлением в летописи окаменелостей лучше всего объясняется чем-то, что называется «эндосимбиозом» (что означает «внутреннее сотрудничество»).
Независимо от того, обеспечивала ли большая ячейка защиту меньших ячеек, или меньшие ячейки обеспечивали энергию большей ячейке, такое расположение казалось взаимовыгодным для всех прокариот.
Хотя поначалу это звучало как надуманная идея, данные для ее резервного копирования неоспоримы. Органеллы, которые, казалось, были их собственными клетками, включают митохондрии, а в фотосинтетических клетках – хлоропласт. Обе эти органеллы имеют свою собственную ДНК и свои собственные рибосомы, которые не соответствуют остальной части клетки. Это указывает на то, что они могут выживать и воспроизводиться самостоятельно.
На самом деле ДНК в хлоропласте очень похожа на фотосинтезирующие бактерии, называемые цианобактериями. ДНК в митохондриях больше всего похожа на ДНК бактерий, вызывающих тиф.
Прежде чем эти прокариоты смогли подвергнуться эндосимбиозу, они, скорее всего, сначала должны были стать колониальные организмы. Колониальные организмы – это группы прокариотических одноклеточных организмов, которые живут в непосредственной близости от других одноклеточных прокариот.
Преимущество перед колонией
Даже несмотря на то, что отдельные одноклеточные организмы оставались отдельными и могли выживать независимо, существование рядом с другими прокариотами было своего рода преимуществом. Независимо от того, было ли это функцией защиты или способом получить больше энергии, колониализм должен быть в некотором роде благотворным для всех прокариот, участвующих в колонии.
Как только эти одноклеточные живые существа оказались на достаточно близком расстоянии друг от друга, они сделали еще один шаг вперед в своих симбиотических отношениях. Более крупный одноклеточный организм поглотил другие, более мелкие одноклеточные организмы.. В этот момент они больше не были независимыми колониальными организмами, а превратились в одну большую клетку.
Когда большая клетка, поглотившая меньшие, начала делиться, внутри были созданы копии более мелких прокариот, которые передавались дочерним клеткам.
В конце концов, более мелкие прокариоты, которые были поглощены, адаптировались и превратились в некоторые из известные нам сегодня органеллы в эукариотических клетках, такие как митохондрии и хлоропласты.
Другие органеллы
Из них в конечном итоге возникли другие органеллы. первые органеллы, включая ядро, в котором расположена ДНК эукариота, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи.
В современной эукариотической клетке эти части являются известные как мембраносвязанные органеллы. Они по-прежнему не появляются в прокариотических клетках, таких как бактерии и археи, но присутствуют во всех организмах, относящихся к домену Eukarya.