Эндосимбиотическая теория

Так как Эндосимбиотическая теория известна эволюционно-биологическая гипотеза, которая связывает развитие высшей жизни с эндосимбиозом прокариот. Впервые идея была обсуждена в конце 19 века ботаником Шимпером. Многие результаты исследований теперь говорят в пользу теории.

Что такое эндосимбиотическая теория?

Ботаник Шимпер впервые опубликовал идею эндосимбиотической теории в 1883 году, которая должна объяснить происхождение хлоропластов в его работе. Русский биолог-эволюционист Константин Сергеевич Мерещковский снова занялся теорией эндосимбионтов в начале 20 века. Однако эта теория стала известна только в 1967 году, когда ее подхватила Линн Маргулис.

В упрощенном изложении теория утверждает, что одноклеточные организмы были поглощены другими одноклеточными организмами в ходе эволюции. Считается, что это поглощение позволило развить клеточные компоненты высших живых существ. Таким образом, по мнению сторонников теории, в ходе эволюции возникала все более сложная жизнь.

Итак, изначально компоненты клеток человека восходят к простейшим. Согласно теории, эукариоты возникли только тогда, когда прокариотические организмы-предшественники вступили в симбиоз. В частности, говорят, что хемотрофные и фототрофные бактерии были поглощены другими прокариотическими клетками архей в акте фагоцитоза.

Вместо того, чтобы переваривать их, прокариотические клетки удерживали их внутри, где они становились эндосимбионтами. Считается, что эти эндосимбионты превратились в клеточные органеллы в клетках-хозяевах. Клетка-хозяин и органеллы в ней соответствуют эукариотам. Клеточные органеллы митохондрий и пластид по-прежнему обладают этими характеристиками.

Поскольку эукариоты также существуют без описанных органелл, эти компоненты должны быть либо выведены из употребления, либо теория неприменима.

Функция и задача

Эндосимбиотическая теория называет развитие митохондрий и пластид в прокариотических организмах. Сообщается, что одноклеточные организмы вступили в эндосимбиоз с другими клетками и продолжили жить в клетке-хозяине. По сей день наука видит, что амебоидные простейшие поглощают цианобактерии, которые продолжают жить в них. Подобные наблюдения, кажется, подтверждают эндосимбиотическую теорию.

В ходе эволюции, согласно теории эндосимбиотиков, два организма должны были стать взаимозависимыми, так что ни один партнер не мог выжить без другого. Считается, что возникший в результате эндосимбиоз привел к потере органеллами тех частей генетического материала, которые больше не нужны. Считается, что индивидуальные белковые комплексы в органеллах частично состоят из кодируемых ядром, а частично из кодируемых митохондриями единиц.

Согласно геномному анализу, пластиды происходят от цианобактерий, а митохондрии связаны с аэробными протеобактериями. Наука называет эндосимбиоз между эукариотами и прокариотами первичным эндосимбиозом. Если клеточные органеллы возникли в результате приема внутрь эукариота с ранее испытанным событием первичного эндосимбиоза, мы говорим о вторичном эндосимбиозе.

Первичные пластиды находятся в двух оболочечных мембранах, которые, согласно теории, соответствуют мембранам абсорбированной цианобактерии. Считается, что таким путем развились три типа первичных пластид и, следовательно, три линии автотрофных организмов. Например, одноклеточные водоросли Glaucocystaceae содержат пластиды цианобактерий, как и красные водоросли. Зеленые водоросли и высшие растения содержат наиболее развитые пластиды - хлоропласты. Вторичные пластиды имеют три или четыре покрывающих мембраны. Вторичные эндосимбиозы между зелеными водорослями и эукариотами теперь известны, так что Euglenozoa и Chlorarachniophyta могли поглотить первичных эндосимбионтов независимо друг от друга.

Болезни и недуги

Если эндосимбиотическая теория верна, как предполагает текущее состояние исследований, все комплексы растительных, животных и, следовательно, также человеческих клеток происходят из слияния прокариот. Человеку придется благодарить прокариотов за саму жизнь.

Однако прокариоты также несут ответственность за многочисленные заболевания при контакте с людьми. В этом контексте следует упомянуть, например, о значении протеобактерий для болезни, которые особенно важны в теории эндосимбионтов. Многие бактерии из этого отдела считаются патогенами. Это относится, например, к Helicobacter pylori, палочковидной бактерии, которая колонизирует желудок человека. Инфекция Helicobacter pylori с распространенностью 50 процентов часто является одной из самых распространенных хронических бактериальных инфекций во всем мире. Этой бактерией инфицировано более 30 миллионов человек, но только у 10–20 процентов всех инфицированных появляются симптомы.

Основные симптомы - пептические язвы, которые могут поражать желудок или двенадцатиперстную кишку. В целом, инфекции, вызванные этой бактерией, ответственны за целый ряд желудочных заболеваний, особенно за те болезни, которые проявляются в повышенной секреции желудочной кислоты. Следовательно, помимо язв желудка и двенадцатиперстной кишки, бактерия, вероятно, также может быть вовлечена в гастрит типа B.

Обследование на бактериальную инфекцию протеобактериями теперь является частью стандартизированной диагностики желудочных заболеваний. Помимо упомянутых заболеваний, хроническая инфекция этой бактерии теперь классифицируется как фактор риска рака желудка. То же самое и с лимфомой MALT.

Также, похоже, существует связь между инфекцией и такими заболеваниями, как идиопатическая хроническая крапивница (крапивница), хроническая иммунная тромбоцитопения, железодефицитная анемия и болезнь Паркинсона.

Helicobacter pylori обсуждался здесь только в качестве примера. Многие другие прокариоты связаны с болезнью и считаются патогенами для людей, животных и растений.