La teoria endosimbiotica è il meccanismo accettato per come le cellule eucariotiche si è evoluto da cellule procariotiche. Implica una relazione cooperativa tra due cellule che consente a entrambi di sopravvivere e alla fine ha portato allo sviluppo di tutta la vita sulla Terra.
Storia della teoria endosimbiotica
Proposto per la prima volta dal biologo dell'Università di Boston Lynn Margulis alla fine degli anni '60, la teoria dell'endosymbiont propose che i principali organelli del cellula eucariotica erano in realtà cellule procariotiche primitive che erano state inghiottite da un diverso, più grande cellula procariota.
La teoria di Margulis è stata lenta per ottenere l'accettazione, inizialmente affrontando il ridicolo all'interno della biologia tradizionale. Margulis e altri scienziati hanno continuato a lavorare sull'argomento, tuttavia, e ora la sua teoria è la norma accettata all'interno dei circoli biologici.
Durante la ricerca di Margulis sull'origine delle cellule eucariotiche, ha studiato dati su procarioti, eucarioti e organelli, proponendo infine che le somiglianze tra procarioti e organelli, combinati con il loro aspetto nella documentazione fossile, sono stati meglio spiegati da qualcosa chiamato "endosimbiosi" (che significa "cooperare dentro.")
Sia che la cellula più grande fornisse protezione per le cellule più piccole o che le celle più piccole fornissero energia alla cellula più grande, questa disposizione sembrava essere reciprocamente vantaggiosa per tutti i procarioti.
Sebbene all'inizio sembrasse un'idea inverosimile, i dati per il backup sono innegabili. Gli organelli che sembravano essere le loro stesse cellule includono mitocondri e, nelle cellule fotosintetiche, il cloroplasto. Entrambi questi organelli hanno il loro DNA e il loro ribosomi che non corrispondono al resto della cella. Ciò indica che potrebbero sopravvivere e riprodursi da soli.
In effetti, il DNA nel cloroplasto è molto simile ai batteri fotosintetici chiamati cianobatteri. Il DNA nei mitocondri è molto simile a quello dei batteri che causano il tifo.
Prima che questi procarioti potessero subire endosimbiosi, molto probabilmente dovevano diventare organismi coloniali. Gli organismi coloniali sono gruppi di organismi procariotici a cellula singola che vivono nelle immediate vicinanze di altri procarioti a cellula singola.
Vantaggio per la colonia
Anche se i singoli organismi monocellulari sono rimasti separati e potevano sopravvivere in modo indipendente, c'era una sorta di vantaggio nel vivere vicino ad altri procarioti. Che si tratti di una funzione di protezione o di un modo per ottenere più energia, il colonialismo deve essere utile in qualche modo per tutti i procarioti coinvolti nella colonia.
Una volta che questi esseri viventi monocellulari erano abbastanza vicini l'uno all'altro, fecero un passo avanti la loro relazione simbiotica. L'organismo unicellulare più grande inghiottiva altri organismi più piccoli, a cellula singola. A quel punto, non erano più organismi coloniali indipendenti ma invece erano una cellula di grandi dimensioni.
Quando la cellula più grande che aveva inghiottito le cellule più piccole iniziò a dividersi, furono fatte copie dei procarioti più piccoli all'interno e passarono alle cellule figlie.
Alla fine, i procarioti più piccoli che erano stati inghiottiti si sono adattati e si sono evoluti in alcuni degli organelli che conosciamo oggi nelle cellule eucariotiche come i mitocondri e i cloroplasti.
Altri organelli
Altri organelli alla fine sono nati da questi primi organelli, incluso il nucleo in cui è alloggiato il DNA in un eucariota, il reticolo endoplasmatico e l'apparato del Golgi.
Nella moderna cellula eucariotica, queste parti sono note come organelli legati alla membrana. Non appaiono ancora nelle cellule procariotiche come i batteri e gli archei ma sono presenti in tutti gli organismi classificati nel dominio Eukarya.