Poznata kao endosimbiontska teorija, to je hipoteza evolucijske biologije koja razvoj višeg života pripisuje endosimbiozi prokariota. O toj je ideji botaničar Schimper prvi put razgovarao krajem 19. stoljeća. U međuvremenu, mnogi rezultati istraživanja govore u prilog teoriji.
Što je teorija endosimbionta?
Tijekom evolucije, prema teoriji endosimbionta, dva su organizma trebala postati međusobno ovisna, tako da niti jedan partner ne može preživjeti bez drugog. Botaničar Schimper prvi je put objavio ideju o teoriji endosimbionta 1883. godine, a njegov je rad trebao objasniti podrijetlo kloroplasta. Ruski evolucijski biolog Konstantin Sergejevič Merežkovski ponovno je posjetio teoriju endosimbionta početkom 20. stoljeća. Međutim, teorija je postala dobro poznata tek 1967. godine, kada ju je preuzeo Lynn Margulis. U pojednostavljenom sažetku, teorija navodi da su jednoćelijski organizmi tijekom evolucije zauzeli drugi jednoćelijski organizmi. Kaže se da je ovo prihvaćanje omogućilo razvoj staničnih komponenata viših organizama. Na taj se način, prema pristalicama teorije, tijekom evolucije razvijao sve složeniji život. Komponente ljudskih stanica tako se izvorno vraćaju jednoćelijskim organizmima. Prema teoriji, eukarioti su stoga prvi put nastali jer su prokariotski organizmi preteče ušli u simbioze. Konkretno, kemotrofni i fototrofni bakterija smatra se da su ih prokariontske stanice arheja zauzele u činu fagocitoze. Umjesto da ih probave, prokariontske stanice pohranile su ih unutra, gdje su postale endosimbionti. Smatra se da su ti endosimbionti na kraju evoluirali u stanične organele u stanicama domaćina. Stanica domaćina i organela unutar svake odgovaraju eukarionima. Stanične organele od mitohondriji a plastide još uvijek imaju svojstva u tom smislu. Budući da eukarioti postoje i bez ovih opisanih organela, te su komponente morale biti filogenetski izgubljene ili se teorija ne primjenjuje.
Funkcija i zadatak
Teorija endosimbionta imenuje razvoj mitohondriji i plastide u prokariotskim organizmima. Smatra se da su protozoe upale u endosimbiozu s drugim stanicama i da su nastavile živjeti u stanicama domaćina. Do danas znanost vidi kako ameboidne praživotinje unose cijanobakterije i nastavljaju živjeti u njima. Čini se da promatranja poput ovih podupiru teoriju endosimbionta. Tijekom evolucije, smatra se da su dva organizma postala međusobno ovisna, prema teoriji endosimbionta, tako da niti jedan od partnera ne može preživjeti bez drugog. Kaže se da je rezultirajuća endosimioza uzrokovala da organele izgube dijelove genetskog materijala koji im više nisu potrebni. Stoga se smatra da su pojedinačni proteinski kompleksi u organelama sastavljeni dijelom od nuklearno kodiranih, a dijelom od mitohondrijski kodiranih jedinica. Prema analizama genoma, plastidi potječu od cijanobakterija, dok mitohondriji povezani su s aerobnim proteobakterijama. Endosimioza između eukariota i prokariota ono je što znanstvenici nazivaju primarnom endosimbiozom. S druge strane, ako su stanične organele nastale usvajanjem eukariota s prethodno iskusnim primarnim endosimbiozom, govorimo o sekundarnoj endosimbiozi. Primarni plastidi smješteni su u dvije ovojne membrane, koje su prema teoriji iste kao membrane odgovarajuće progutane cijanobakterije. Smatra se da su na ovaj način nastale tri vrste primarnih plastida, a time i tri loze autotrofnih organizama. Jednoćelijske alge Glaucocystaceae, na primjer, sadrže plastide cijanobakterije, kao i crvene alge. Zelene alge kao i više biljke sadrže najrazvijenije plastide, kloroplaste. Sekundarni plastidi imaju tri ili četiri ovojne membrane. Sada su poznate sekundarne endosimbioze između zelenih algi i eukariota, pa su Euglenozoa i Chlorarachniophyta možda neovisno uzimali primarne endosimbiote.
Bolesti i tegobe
Ako je teorija endosimbionta točna, kao što sugerira trenutno stanje istraživanja, svi kompleksi biljnih, životinjskih, a time i ljudskih stanica nastali su u fuziji prokariota. Ljudi bi na taj način život dugovali prokarionima. Međutim, prokarioti u kontaktu s ljudima odgovorni su i za brojne bolesti. U tom kontekstu treba se pozvati, na primjer, na vrijednost bolesti proteobakterija, koje su posebno relevantne u teoriji endosimbionta. Puno bakterija iz ove se podjele razmatraju patogeni. To vrijedi, na primjer, za Pylori, koja je bakterija u obliku štapića koja kolonizira čovjeka želudac. S prevalencijom od 50 posto, Pylori infekcija se često naziva jednom od najčešćih kroničnih bakterijskih infekcija u svijetu. Više od 30 milijuna ljudi zaraženo je bakterijom, ali tek između deset i 20 posto svih zaraženih ljudi razvija simptome. Ti simptomi prvenstveno uključuju peptični čir, koji može utjecati na želudac or dvanaesnika. Za infekcije bakterijom u cjelini se krivi čitav niz želučanih bolesti, posebno onih koje se očituju u povećanom lučenju želučane kiseline. Slijedom toga, osim čira na želudac i dvanaesnika, bakterija je vjerojatno također uključena u tip B gastritis. Ispitivanje na bakterijsku infekciju proteobakterijom sada je dio standardizirane dijagnoze želučanih bolesti. Osim spomenutih bolesti, kronična infekcija bakterijom sada je klasificirana kao čimbenik rizika za karcinom želuca. Isto vrijedi i za MALT limfoma. Čini se da postoji i veza između infekcije i bolesti poput idiopatske kronične urtikarija (košnice), kronična imunost trombocitopenija, nedostatak željeza anemijai Parkinsonovu bolest. Pylori ovdje je raspravljen samo kao primjer. Brojni drugi prokarioti povezani su s vrijednošću bolesti i uzimaju se u obzir patogeni ljudi, životinja i biljaka.
