Endosymbiotisk teori

Som Endosymbiotisk teori der kendes en evolutionær biologisk hypotese, som binder udviklingen af ​​højere liv til endosymbiose af prokaryoter. Ideen blev først drøftet i slutningen af ​​det 19. århundrede af botanikeren Schimper. Mange forskningsresultater taler nu for teorien.

Hvad er den endosymbiotiske teori?

Botanikeren Schimper offentliggjorde først ideen om den endosymbiotiske teori i 1883, som skulle forklare chloroplasts oprindelse i hans arbejde. Den russiske evolutionærbiolog Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski tog igen endosymbiont-teorien i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Men teorien blev ikke kendt før i 1967, da den blev afhentet af Lynn Margulis.

I et forenklet resumé siger teorien, at encellede organismer blev indtaget af andre encellede organismer i løbet af udviklingen. Denne optagelse siges at have muliggjort udviklingen af ​​cellekomponenter hos højere levende væsener. På denne måde er der, ifølge tilhængere af teorien, opstået et mere og mere komplekst liv i løbet af udviklingen.

Så oprindeligt går menneskelige cellekomponenter tilbage til protozoer. I henhold til teorien opstod eukaryoter kun, når prokaryotiske forstadierorganismer indgik i symbioser. Navnlig siges det, at kemotrofiske og fototrofiske bakterier er blevet absorberet af andre prokaryote celler i archaea i en handling med fagocytose.

I stedet for at fordøje dem, holdt de prokaryote celler dem inde, hvor de blev endosymbionter. Det siges, at disse endosymbionter har udviklet sig til celleorganeller i værtsceller. Værtscellen og organellerne deri svarer til eukaryoterne. Celleorganellerne i mitokondrier og plastider bærer stadig disse egenskaber i dag.

Da eukaryoter også findes uden disse organeller, der er beskrevet, skal disse komponenter enten have været udfaset, eller teorien finder ikke anvendelse.

Funktion & opgave

Den endosymbiotiske teori navngiver udviklingen af ​​mitokondrier og plastider i prokaryote organismer. Det antages, at de encellede organismer har indgået en endosymbiose med andre celler og fortsatte med at leve i værtscellen. I dag ser videnskaben, at amoeboidprotozoer optager cyanobakterier, der fortsætter med at leve i dem. Observationer som disse synes at understøtte den endosymbiotiske teori.

I løbet af udviklingen skulle to organismer ifølge den endosymbiotiske teori være blevet indbyrdes afhængige, så ingen af ​​parterne kunne overleve uden den anden. Den resulterende endosymbiose siges at have forårsaget organellerne til at miste dele af det genetiske materiale, som ikke længere er nødvendigt. Det siges, at de individuelle proteinkomplekser i organellerne har været dels sammensat af kernekodede og dels af mitokondrielt kodede enheder.

Ifølge genomiske analyser er plastiderne afledt af cyanobakterier, mens mitokondrier er forbundet med aerobe proteobakterier. Videnskab refererer til endosymbiose mellem eukaryoter og prokaryoter som primær endosymbiose. Hvis celleorganeller er opstået gennem indtagelse af en eukaryot med en tidligere oplevet primær endosymbiosehændelse, taler vi om sekundær endosymbiose.

Primære plastider ligger i to kuvertmembraner, der ifølge teorien svarer til membranerne i cyanobakteriet, der er blevet absorberet. Tre typer af primære plastider og dermed tre linjer af autotrofiske organismer siges at have udviklet sig på denne måde. Encelle-alger fra Glaucocystaceae indeholder for eksempel plastider af cyanobakteriet, ligesom røde alger. Grønalger og højere planter indeholder de mest udviklede plastider, chloroplasterne. Sekundære plastider har tre eller fire dækkende membraner. Sekundære endosymbioser mellem grønne alger og eukaryoter er nu kendt, så Euglenozoa og Chlorarachniophyta kunne have absorberet de primære endosymbionter uafhængigt af hinanden.

Sygdomme og lidelser

Hvis endosymbiont-teorien er korrekt, som den nuværende forskningstilstand antyder, har alle komplekser af plante-, dyre- og dermed også menneskelige celler deres oprindelse i en fusion af prokaryoter. Mennesket ville have prokaryoter at takke for selve livet.

Prokaryoter er imidlertid også ansvarlige for adskillige sygdomme i kontakt med mennesker. I denne sammenhæng bør der f.eks. Henvises til sygdomsværdien af ​​Proteobakterierne, som er særligt relevante i endosymbiont-teorien. Mange bakterier fra denne afdeling betragtes som patogener. Dette gælder for eksempel Helicobacter pylori, en stavformet bakterie, der koloniserer den menneskelige mave. Med en forekomst på 50 procent er Helicobacter pylori-infektion ofte en af ​​de mest almindelige kroniske bakterieinfektioner på verdensplan. Mere end 30 millioner mennesker er inficeret med bakterien, men kun mellem 10 og 20 procent af alle inficerede mennesker udvikler symptomer.

De vigtigste symptomer er mavesår, der kan påvirke maven eller tolvfingertarmen. Generelt holdes infektioner med bakterien ansvarlig for en lang række gastriske sygdomme, især dem, der manifesterer sig i øget sekretion af gastrisk syre. Ud over mavesår i mave og tolvfingertarmen kan bakterien derfor sandsynligvis også være involveret i type B gastritis.

Undersøgelsen for en bakteriel infektion med proteobacterium er nu en del af den standardiserede diagnose af gastriske sygdomme. Bortset fra de nævnte sygdomme klassificeres en kronisk infektion med bakterien nu som en risikofaktor for gastrisk kræft. Det samme gælder MALT-lymfom.

Der ser ud til at være en forbindelse mellem infektion og sygdomme, såsom idiopatisk kronisk urticaria (nældefeber), kronisk immuntrombocytopeni, jernmangelanæmi og Parkinsons sygdom.

Helicobacter pylori blev kun diskuteret her som et eksempel. Talrige andre prokaryoter er forbundet med sygdomsværdi og betragtes som patogener for mennesker, dyr og planter.