Endosimbiotiku teorija

Kā Endosimbiotiku teorija ir zināma evolūcijas bioloģiskā hipotēze, kas augstākās dzīves attīstību saista ar prokariotu endosimbiozi. Ideju pirmo reizi apsprieda 19. gadsimta beigās botāniķis Šimpers. Daudzi pētījumu rezultāti tagad runā par teoriju.

Kāda ir endosimbiotisko teorija?

Botāniķis Šimpers ideju par endosimbiotiku teoriju pirmo reizi publicēja 1883. gadā, un tas savā darbā vajadzētu izskaidrot hloroplastu izcelsmi. Krievu evolūcijas biologs Konstantīns Sergejevičs Mereschkovskis 20. gadsimta sākumā atkal pārņēma endosimbiontu teoriju. Tomēr teorija kļuva zināma tikai 1967. gadā, kad to izvēlējās Lins Margulis.

Vienkāršotā kopsavilkumā teorija saka, ka vienšūnu organismus evolūcijas gaitā ieņēma citi vienšūnu organismi. Tiek apgalvots, ka šī uzņemšana ļāva attīstīt augstāku dzīvo būtņu šūnu komponentus. Tādā veidā, pēc teorijas atbalstītāju domām, evolūcijas gaitā ir izveidojusies arvien sarežģītāka dzīve.

Tātad sākotnēji cilvēka šūnu komponenti atgriežas pie vienšūņiem. Saskaņā ar teoriju eikarioti parādījās tikai tad, kad prokariotu prekursoru organismi ienāca simbiozēs. Jo īpaši tiek teikts, ka citas archaea prokariotu šūnas ir absorbējušas ķemotrofiskās un fototrofās baktērijas fagocitozes rezultātā.

Tā vietā, lai tos sagremotu, prokariotu šūnas turēja tos iekšā, kur viņi kļuva par endosimbiontiem. Tiek uzskatīts, ka šie endosimbionti ir izveidojušies par šūnu organellām saimnieka šūnās. Saimnieka šūna un tajā esošās organellas atbilst eikariotiem. Mitohondriju un plastidu šūnu organellām šīs īpašības joprojām ir raksturīgas.

Tā kā eikarioti pastāv arī bez aprakstītajiem organelliem, šie komponenti vai nu ir pakāpeniski pārtraukti, vai arī teorija nav piemērojama.

Funkcija un uzdevums

Endosimbiotisko teoriju sauc par mitohondriju un plastidu attīstību prokariotu organismos. Tiek uzskatīts, ka vienšūnu organismi ir nonākuši endosimbiozē ar citām šūnām un turpina dzīvot saimnieka šūnā. Līdz šai dienai zinātne redz, ka amēboīdi vienšūņi uzņem zilaļģes, kas tajās turpina dzīvot. Šādi novērojumi, šķiet, atbalsta endosimbiotisko teoriju.

Evolūcijas gaitā saskaņā ar endosimbiotisko teoriju diviem organismiem vajadzēja kļūt savstarpēji atkarīgiem, lai neviens partneris nevarētu izdzīvot bez otra. Tiek apgalvots, ka rezultātā izveidotā endosimbioze organelliem zaudēja ģenētiskā materiāla daļas, kas vairs nav vajadzīgas. Atsevišķi olbaltumvielu kompleksi organellās, domājams, sastāv no kodolu kodētām un daļēji no mitohondrijiem kodētām vienībām.

Saskaņā ar genomiskajām analīzēm, plastidi ir iegūti no zilaļģēm, savukārt mitohondriji ir saistīti ar aerobām proteobaktērijām. Zinātne atsaucas uz endosimbiozi starp eikariotiem un prokariotiem kā primāro endosimbiozi. Ja šūnu organelles ir radušās, ieņemot eikariotu ar iepriekš pieredzētu primāro endosimbiozes notikumu, mēs runājam par sekundāro endosimbiozi.

Primārie plastidi atrodas divās aplokšņu membrānās, kuras saskaņā ar teoriju atbilst absorbētā zilaļģu membrānām. Tiek apgalvots, ka šādā veidā ir attīstījušies trīs veidu primārie plastidi un līdz ar to trīs autotrofisko organismu līnijas. Piemēram, Glaucocystaceae vienšūnu aļģes satur zilaļģu plastidus, tāpat kā sarkanās aļģes. Zaļās aļģes un augstākie augi satur visattīstītākos plastidus - hloroplastus. Sekundārajām plastidām ir trīs vai četras pārklājošās membrānas. Tagad ir zināmi sekundārie endosimbiozes starp zaļajām aļģēm un eikariotiem, tāpēc Euglenozoa un Chlorarachniophyta primāros endosimbionus būtu varējuši absorbēt viens no otra.

Slimības un kaites

Ja endosimbiontu teorija ir pareiza, kā liecina pašreizējais pētījumu stāvoklis, visiem augu, dzīvnieku un tādējādi arī cilvēku šūnu kompleksiem ir prokariotu saplūšana. Cilvēkam būtu prokarioti, lai pateiktos par pašu dzīvi.

Tomēr prokarioti ir atbildīgi arī par daudzām slimībām, kas nonāk saskarē ar cilvēkiem. Šajā kontekstā jāatsaucas, piemēram, uz proteobaktēriju slimības vērtību, kas ir īpaši būtiska endosimbiontu teorijā. Daudzas baktērijas no šīs nodaļas tiek uzskatītas par patogēniem. Tas attiecas, piemēram, uz Helicobacter pylori - stieņa formas baktēriju, kas kolonizē cilvēka kuņģi. Ar 50% izplatību Helicobacter pylori infekcija bieži ir viena no visbiežāk sastopamajām hroniskām baktēriju infekcijām visā pasaulē. Vairāk nekā 30 miljoni cilvēku ir inficēti ar baktēriju, bet tikai desmit līdz 20 procentiem no visiem inficētajiem cilvēkiem rodas simptomi.

Galvenie simptomi ir peptiskas čūlas, kas var ietekmēt kuņģi vai divpadsmitpirkstu zarnas. Kopumā infekcijas ar baktērijām ir atbildīgas par virkni kuņģa slimību, īpaši tām slimībām, kas izpaužas kā paaugstināta kuņģa skābes sekrēcija. Tāpēc baktērijas, iespējams, līdztekus kuņģa un divpadsmitpirkstu zarnas čūlai var būt iesaistītas arī B tipa gastrītā.

Tagad bakteriālās infekcijas ar proteobaktēriju pārbaude ir daļa no kuņģa slimību standartizētās diagnozes. Papildus minētajām slimībām hronisku baktērijas infekciju tagad klasificē kā kuņģa vēža riska faktoru. Tas pats attiecas uz MALT limfomu.

Šķiet, ka pastāv saikne arī starp infekcijām un tādām slimībām kā idiopātiska hroniska nātrene (nātrene), hroniska imūno trombocitopēnija, dzelzs deficīta anēmija un Parkinsona slimība.

Helicobacter pylori šeit tika apskatīts tikai kā piemērs. Daudzi citi prokarioti ir saistīti ar slimības vērtību un tiek uzskatīti par patogēniem cilvēkiem, dzīvniekiem un augiem.