Ендосимбиотичната теория

Когато разглеждаме вътрешността на еукариотните клетки, виждаме мембранни органели и някои от тези мембранни органели са особено интересни. Например, ето една диаграма на хлоропласт, който се среща в клетките на растенията и водораслите, и знаем, че това е мястото, където протича фотосинтезата. Но най-интересното е, че изглежда хлоропластите имат много от машинарията, която е необходима, за да бъдат прокариотни клетки сами по себе си. Не ги виждаме да действат самостоятелно, но имат собствено ДНК. Имат рибозоми, които, както знаем, са мястото, където преминаваме от иРНК към протеин. Подобно, друг интересен мембранен органел, който присъства в еукариотните клетки, и това включва дори животинските клетки и клетките в твоето и моето тяло, са митохондриите. Митохондриите често са разглеждани като енергийните централи на еукариотните клетки, където използваме кислород, за да произведем АТФ, и, подобно на хлоропластите, митохондриите имат собствена ДНК. Също така имат и митохондриални рибозоми. Ето някои диаграми как може да изглеждат митохондриите в по-голяма еукариотна клетка. И еволюционните биолози много десетилетия наблюдавали това и са се питали защо тези органели съществуват и защо изглеждат почти като прокариотни клетки сами по себе си. И дори има примери за прокариотни клетки, за независими прокариотни бактерии, които живеят в симбиоза вътре в други клетки и изглеждат много подобно на митохондриите и хлоропластите. През 60-те години на 20-ти век, тази дама на име Лин Маргулис излиза на сцената с ендосимбионтната теория и нейната гледна точка е, че мембранните органели като митохондриите и хлоропластите, ако се разровим в еволюционното минало, да кажем, преди два и половина милиарда години, предшествениците им всъщност били независими прокариотни организми, които можели да произвеждат енергия аеробно, т.е. използвайки кислород, и прекурсори на това, което днес приемаме за съвременни еукариотни клетки, които може вече да са имали някои мембранно-ограничени структури като ядро и може би други неща, но можели да метаболизират веществата само анаеробно. Те не можели да използват кислород, докато тези други организми можели да използват кислород и може би те са станали симбионти, при които единият, който можел да използва кислород, за да произвежда повече енергия, бил погълнат от по-голямата клетка и по-голямата клетка можела да предостави хранителни вещества и защита, докато по-малката клетка, която е обвита в нея, може по-добре да метаболизира хранителните вещества и да използва кислород, за да произведе повече енергия. С времето тази симбионтна зависимост станала дори по-свързана, така че по-малкият организъм не можел да действа самостоятелно, загубил част от своята ДНК, която била необходима, за да действа самостоятелно, и част от нея може да е била интегрирана в ДНК на по-голямата клетка. И тези по-малки организми в крайна сметка еволюирали в това, което днес приемаме за митохондрии. Това е удивителна теория, която всъщност била потвърдена. Когато Лин Маргулис за пръв път публикувала това в края на 60-те години на 20-ти век, тя не била приета толкова сериозно, но в следващите десетилетия това било потвърдено в изследванията на ДНК структурите на митохондриите и хлоропластите. Това сега е най-вероятната теория за това как тези органели са възникнали в клетките ни. И това е удивителен поглед към еволюцията като цяло. Говорим много за естествения подбор и ролята на разнообразието и мутациите, но Лин Маргулис въвежда нова идея, която може да катализира еволюцията и това е идеята за симбиозата. Виждаме симбиоза навсякъде в естествения свят. И нейният аргумент е че понякога тези симбионти могат да станат толкова съзависими един от друг, че да се слеят в един организъм.