Endosymbiotická teorie

Tak jako Endosymbiotická teorie je známa evoluční biologická hypotéza, která spojuje vývoj vyššího života s endosymbiózou prokaryot. Tato myšlenka byla poprvé projednána na konci 19. století botanikem Schimperem. Mnoho výsledků výzkumu nyní hovoří pro teorii.

Co je to endosymbiotická teorie?

Botanik Schimper poprvé publikoval myšlenku endosymbiotické teorie v roce 1883, která by měla vysvětlit původ chloroplastů v jeho práci. Ruský evoluční biolog Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski začal teorii endosymbiontů znovu na začátku 20. století. Teorie se však stala známou až v roce 1967, kdy ji vyzvedla Lynn Margulis.

Ve zjednodušeném shrnutí teorie říká, že jednobuněčné organismy byly v průběhu evoluce přijímány jinými jednobuněčnými organismy. Toto vychytávání údajně umožnilo vývoj buněčných složek vyšších živých bytostí. Tímto způsobem se podle příznivců teorie objevil v průběhu evoluce stále složitější život.

Takže původně lidské buněčné komponenty se vracejí k prvokům. Podle teorie se eukaryoty objevily teprve tehdy, když prokaryotické prekurzorové organismy vstoupily do symbióz. Zejména se uvádí, že chemotrofní a fototropní bakterie byly absorbovány jinými prokaryotickými buňkami archaea při fagocytóze.

Místo trávení je prokaryotické buňky držely uvnitř, kde se staly endosymbionty. O těchto endosymbiontech se říká, že se vyvinuly v buněčné organely v hostitelských buňkách. Hostitelská buňka a organely v ní odpovídají eukaryotům. Buněčné organely mitochondrií a plastidů dodnes tyto vlastnosti nesou.

Protože eukaryoty existují i ​​bez těchto organel, které byly popsány, musí být tyto složky buď postupně vyřazovány, nebo se teorie nepoužije.

Funkce a úkol

Endosymbiotická teorie pojmenovává vývoj mitochondrií a plastidů v prokaryotických organismech. O jednobuněčných organismech se říká, že vstoupily do endosymbiózy s jinými buňkami a nadále žily v hostitelské buňce. Věda vidí dodnes, že amoeboidní prvoky přijímají sinice, které v nich nadále žijí. Zdá se, že taková pozorování podporují endosymbiotickou teorii.

V průběhu evoluce se podle endosymbiotické teorie měly dva organismy stát vzájemně závislými, aby žádný partner nemohl přežít bez druhého. Výsledná endosymbióza způsobuje, že organely ztratily části genetického materiálu, které již nejsou potřeba. Jednotlivé proteinové komplexy v organelách jsou údajně složeny částečně z jádra a částečně z mitochondriálně kódovaných jednotek.

Podle genomických analýz jsou plastidy odvozeny od sinic, zatímco mitochondrie jsou spojeny s aerobními proteobakteriemi. Věda označuje endosymbiózu mezi eukaryoty a prokaryoty za primární endosymbiózu. Pokud buněčné organely vznikly požitím eukaryota s dříve zažívanou primární endosymbiózou, hovoříme o sekundární endosymbióze.

Primární plastidy leží ve dvou membránách obalu, které podle teorie odpovídají membránám absorbované kyanobakterie. Uvádí se, že se tímto způsobem vyvinuly tři typy primárních plastidů, a tedy tři řady autotrofních organismů. Například jednobuněčné řasy Glaucocystaceae obsahují plastidy cyanobaktérií, stejně jako červené řasy. Zelené řasy a vyšší rostliny obsahují nejrozvinutější plastidy, chloroplasty. Sekundární plastidy mají tři nebo čtyři krycí membrány. Nyní jsou známy sekundární endosymbiosy mezi zelenými řasami a eukaryoty, takže Euglenozoa a Chlorarachniophyta mohly absorbovat primární endosymbionty nezávisle na sobě.

Nemoci a nemoci

Pokud je endosymbiotická teorie správná, jak naznačuje současný stav výzkumu, všechny komplexy rostlinných, živočišných a tedy i lidských buněk mají svůj původ ve fúzi prokaryot. Člověk by měl prokaryoty, aby poděkoval za život sám.

Prokaryoty jsou však také zodpovědné za četná onemocnění, která přicházejí do styku s lidmi. V této souvislosti je třeba zmínit například hodnotu onemocnění Proteobakterií, které jsou zvláště důležité v teorii endosymbiontů. Mnoho bakterií z tohoto oddělení se považuje za patogeny. To se týká například Helicobacter pylori, tyčinkovité bakterie, která kolonizuje lidský žaludek. Infekce Helicobacter pylori je s prevalencí 50 procent často jednou z nejčastějších chronických bakteriálních infekcí na světě. Více než 30 milionů lidí je infikováno bakterií, ale pouze u deseti až 20 procent všech infikovaných lidí se objeví příznaky.

Hlavními příznaky jsou peptické vředy, které mohou ovlivnit žaludek nebo dvanácterník. Celkově lze říci, že infekce bakteriemi jsou zodpovědné za celou řadu žaludečních chorob, zejména za ta onemocnění, která se projevují zvýšenou sekrecí žaludeční kyseliny. Kromě ulcerací žaludku a dvanáctníku může být bakterie pravděpodobně také zapojena do gastritidy typu B.

Vyšetření na bakteriální infekci proteobakteriem je nyní součástí standardizované diagnostiky žaludečních chorob. Kromě uvedených onemocnění je nyní chronická infekce bakterií klasifikována jako rizikový faktor pro rakovinu žaludku. Totéž platí pro lymfom MALT.

Zdá se také, že existuje souvislost mezi infekcí a nemocemi, jako je idiopatická chronická kopřivka (kopřivka), chronická imunitní trombocytopenie, anémie s nedostatkem železa a Parkinsonova choroba.

Helicobacter pylori byl zde diskutován pouze jako příklad. Četné další prokaryoty jsou spojeny s hodnotou onemocnění a jsou považovány za patogeny pro člověka, zvířata a rostliny.