Endosymbiotisk teori

Som Endosymbiotisk teori en evolutionär biologisk hypotes är känd som fäster utvecklingen av högre livslängd till endosymbiosen hos prokaryoter. Idén diskuterades först i slutet av 1800-talet av botanikern Schimper. Många forskningsresultat talar nu för teorin.

Vad är den endosymbiotiska teorin?

Botanisten Schimper publicerade först idén om den endosymbiotiska teorin 1883, vilket skulle förklara kloroplasternas ursprung i hans arbete. Den ryska evolutionsbiologen Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski tog upp endosymbiontteorin igen i början av 1900-talet. Men teorin blev inte känd förrän 1967 när den plockades upp av Lynn Margulis.

I en förenklad sammanfattning säger teorin att encelliga organismer togs in av andra encelliga organismer under utvecklingen. Detta upptag sägs ha möjliggjort utvecklingen av cellkomponenter hos högre levande varelser. På detta sätt, enligt teorinsupportrar, har mer och mer komplicerat liv uppstått under utvecklingen.

Så ursprungligen mänskliga cellkomponenter går tillbaka till protozoer. Enligt teorin uppstod eukaryoter endast när prokaryota prekursororganismer ingick i symbios. I synnerhet sägs kemotrofa och fototrofa bakterier ha absorberats av andra prokaryota celler i archaea i en handling av fagocytos.

I stället för att smälta dem höll de prokaryota cellerna dem inuti, där de blev endosymbionter. Dessa endosymbionter sägs ha utvecklats till cellorganeller i värdceller. Värdcellen och organellerna i den motsvarar eukaryoterna. Cellorganellerna i mitokondrierna och plastiderna har fortfarande dessa egenskaper idag.

Eftersom eukaryoter också finns utan att dessa organeller har beskrivits, måste dessa komponenter antingen ha fasats ut eller teorin gäller inte.

Funktion & uppgift

Den endosymbiotiska teorin namnger utvecklingen av mitokondrier och plastider i prokaryota organismer. De encelliga organismerna sägs ha gått in i en endosymbios med andra celler och fortsatt att leva i värdcellen. Fram till idag ser vetenskapen att amoeboidprotozoer tar upp cyanobakterier som fortsätter att leva i dem. Observationer som dessa verkar stödja den endosymbiotiska teorin.

Enligt den endosymbiotiska teorin borde två organismer ha utvecklats ömsesidigt beroende, så att ingen av parterna kunde överleva utan den andra. Den resulterande endosymbiosen sägs ha orsakat organellerna att förlora delar av det genetiska materialet som inte längre behövs. De enskilda proteinkomplexen i organellerna sägs ha delvis bestått av kärnkodade och dels av mitokondriellt kodade enheter.

Enligt genomiska analyser härleds plastiderna från cyanobakterier, medan mitokondrier är associerade med aeroba proteobakterier. Vetenskap hänvisar till endosymbios mellan eukaryoter och prokaryoter som primär endosymbios. Om cellorganeller har uppstått genom intag av en eukaryot med en tidigare erfaren primär endosymbioshändelse, talar vi om sekundär endosymbios.

Primära plastider ligger i två kuvertmembran, som enligt teorin motsvarar membranen i cyanobakteriet som har absorberats. Tre typer av primära plastider och därmed tre linjer med autotrofiska organismer sägs ha utvecklats på detta sätt. Encelliga alger av Glaucocystaceae, till exempel, innehåller plastider av cyanobakteriet, liksom röda alger. Grönalger och högre växter innehåller de mest utvecklade plastiderna, kloroplasterna. Sekundära plastider har tre eller fyra täckande membran. Sekundära endosymbios mellan grönalger och eukaryoter är nu kända, så att Euglenozoa och Chlorarachniophyta kunde ha absorberat de primära endosymbionterna oberoende av varandra.

Sjukdomar och sjukdomar

Om endosymbiontteorin är korrekt, som det nuvarande forskningsläget antyder, har alla komplex av växt, djur och därmed också mänskliga celler sitt ursprung i en sammansmältning av prokaryoter. Mannen skulle ha prokaryoter att tacka för själva livet.

Prokaryoter är emellertid också ansvariga för många sjukdomar i kontakt med människor. I detta sammanhang bör till exempel hänvisas till sjukdomsvärdet för Proteobacteria, som är särskilt relevanta i endosymbiontteorin. Många bakterier från denna avdelning anses vara patogener. Detta gäller till exempel Helicobacter pylori, en stavformad bakterie som koloniserar den mänskliga magen. Med en prevalens av 50 procent är Helicobacter pylori-infektion ofta en av de vanligaste kroniska bakterieinfektionerna världen över. Mer än 30 miljoner människor är smittade med bakterien, men bara mellan tio och 20 procent av alla smittade människor utvecklar symtom.

De viktigaste symtomen är magsår som kan påverka magen eller tolvfingertarmen. Sammantaget hålls infektioner med bakterien ansvariga för en hel rad magsjukdomar, särskilt de som manifesterar sig i ökad utsöndring av magsyra. Förutom sår i magsäcken och tolvfingertarmen kan bakterien därför troligtvis också vara inblandad i gastrit typ B.

Undersökningen avseende en bakteriell infektion med proteobacterium är nu en del av den standardiserade diagnosen magbesvär. Förutom de nämnda sjukdomarna klassificeras nu en kronisk infektion med bakterien som en riskfaktor för magcancer. Detsamma gäller för MALT-lymfom.

Det verkar också finnas en koppling mellan infektion och sjukdomar såsom idiopatisk kronisk urtikaria (nässelfeber), kronisk immuntrombocytopeni, järnbristanemi och Parkinsons sjukdom.

Helicobacter pylori diskuterades endast här som ett exempel. Många andra prokaryoter är förknippade med sjukdomsvärde och betraktas som patogener för människor, djur och växter.