Η endosymbiotic θεωρία είναι ο αποδεκτός μηχανισμός για το πώς τα ευκαρυωτικά κύτταρα εξελίχθηκε από προκαρυωτικά κύτταρα. Περιλαμβάνει μια συνεταιριστική σχέση μεταξύ δύο κυττάρων που επιτρέπουν και την επιβίωση - και τελικά οδήγησε στην ανάπτυξη όλης της ζωής στη Γη.
Ιστορία της ενδοσμπιμωτικής θεωρίας
Πρώτα προτάθηκε από βιολόγο του Πανεπιστημίου της Βοστώνης Lynn Margulis στα τέλη της δεκαετίας του '60, η θεωρία Endosymbiont πρότεινε ότι οι κύριοι οργανισμοί της ευκαρυωτικό κύτταρο ήταν στην πραγματικότητα πρωτόγονα προκαρυωτικά κύτταρα που είχαν κατακλυστεί από ένα διαφορετικό, μεγαλύτερο προκαρυωτικό κύτταρο.
Η θεωρία του Margulis ήταν αργή για να κερδίσει την αποδοχή, αρχικά αντιμετωπίζει γελοιοποίηση μέσα στην mainstream βιολογία. Ωστόσο, ο Margulis και άλλοι επιστήμονες συνέχισαν τις εργασίες για το θέμα αυτό και τώρα η θεωρία της είναι ο αποδεκτός κανόνας στους βιολογικούς κύκλους.
Κατά τη διάρκεια της έρευνας του Margulis σχετικά με την προέλευση των ευκαρυωτικών κυττάρων, μελέτησε τα δεδομένα για τους προκαρυώτες, τους ευκαρυώτες και τα οργανίδια, και τελικά πρότεινε ότι οι ομοιότητες μεταξύ τα προκαρυωτικά και τα οργανίδια, σε συνδυασμό με την εμφάνισή τους στο απολιθωμένο αρχείο, εξηγείται καλύτερα από κάτι που ονομάζεται "ενδοσμπιμίωση" (δηλαδή "να συνεργαστεί μέσα.")
Εάν το μεγαλύτερο κύτταρο παρείχε προστασία στα μικρότερα κύτταρα ή τα μικρότερα κύτταρα παρείχαν ενέργεια στο μεγαλύτερο κύτταρο, αυτή η διάταξη φαινόταν να είναι αμοιβαία επωφελής για όλους τους προκαρυώτες.
Παρόλο που αυτό αρχικά έμοιαζε σαν μια υπερβολική ιδέα, τα δεδομένα για την υποστήριξη είναι αναμφισβήτητα. Τα οργανίδια που φαίνονταν να είναι τα δικά τους κύτταρα περιλαμβάνουν το μιτοχόνδρια και, στα φωτοσυνθετικά κύτταρα, τον χλωροπλάστη. Και τα δύο αυτά οργανίδια έχουν το δικό τους DNA και το δικό τους ριβοσωμάτων που δεν ταιριάζουν με το υπόλοιπο κελί. Αυτό δείχνει ότι θα μπορούσαν να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν μόνοι τους.
Στην πραγματικότητα, το DNA στον χλωροπλάστη είναι πολύ παρόμοιο με τα φωτοσυνθετικά βακτηρίδια που ονομάζονται κυανοβακτήρια. Το DNA στα μιτοχόνδρια είναι περισσότερο παρόμοιο με εκείνο των βακτηρίων που προκαλεί τυφλό.
Πριν από αυτούς τους προκαρυώτες ήταν σε θέση να υποβληθούν σε ενδοσυμβίωση, αρχικά πιθανότατα έπρεπε να γίνουν αποικιακοί οργανισμοί. Οι αποικιακοί οργανισμοί είναι ομάδες προκαρυωτικών, μονοκύτταρων οργανισμών που ζουν σε άμεση γειτνίαση με άλλα μονοκλωνικά προκαρυωτικά.
Πλεονέκτημα στην αποικία
Παρόλο που οι μεμονωμένοι μονοκύτταροι οργανισμοί παρέμειναν ξεχωριστοί και μπορούσαν να επιβιώσουν ανεξάρτητα, υπήρχε κάποιο πλεονέκτημα να ζουν κοντά σε άλλους προκαρυώτες. Είτε πρόκειται για μια προστασία είτε για έναν τρόπο να πάρει περισσότερη ενέργεια, η αποικιοκρατία πρέπει να είναι ωφέλιμη με κάποιο τρόπο για όλους τους προκαρυώτες που εμπλέκονται στην αποικία.
Μόλις αυτά τα μονοκύτταρα ζωντανά πράγματα βρίσκονταν σε αρκετά κοντινή απόσταση μεταξύ τους, πήραν τη συμβιωτική τους σχέση ένα βήμα παραπέρα. Ο μεγαλύτερος μονοκύτταρος οργανισμός έπληξε άλλους μικρότερους μονοκύτταρους οργανισμούς. Σε εκείνο το σημείο, δεν ήταν πλέον ανεξάρτητοι αποικιακοί οργανισμοί, αλλά ήταν ένα μεγάλο κύτταρο.
Όταν το μεγαλύτερο κύτταρο που είχε κατακλύσει τα μικρότερα κύτταρα άρχισε να χωρίζει, έγιναν αντίγραφα των μικρότερων προκαρυωτών μέσα και μεταφέρθηκαν στα θυγατρικά κύτταρα.
Τελικά, οι μικρότεροι προκαρυώτες που είχαν απορροφηθεί προσαρμόστηκαν και εξελίχθηκαν σε μερικά από τα οργανίδια που γνωρίζουμε σήμερα σε ευκαρυωτικά κύτταρα όπως τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες.
Άλλοι οργανισμοί
Άλλα οργανίδια προέκυψαν τελικά από αυτά τα πρώτα οργανίδια, συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα όπου στεγάζεται το DNA σε ένα ευκαρυωτικό, το ενδοπλασματικό δίκτυο και η συσκευή Golgi.
Στο σύγχρονο ευκαρυωτικό κύτταρο, αυτά τα μέρη είναι γνωστά ως οργανίδια με μεμβράνη. Δεν εξακολουθούν να εμφανίζονται σε προκαρυωτικά κύτταρα όπως τα βακτήρια και τα αρχαία, αλλά υπάρχουν σε όλους τους οργανισμούς που ταξινομούνται στον τομέα της Ευκαρυάς.