Γιατί οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες ήταν αρχικά προκαρυωτικά κύτταρα;
1. Ομοιότητες στη δομή και τη λειτουργία:
* Μέγεθος και σχήμα: Τόσο τα μιτοχόνδρια όσο και οι χλωροπλάστες έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος με τα βακτήρια και έχουν παρόμοιο σχήμα.
* Διπλή μεμβράνη: Και τα δύο οργανίδια περικλείονται από δύο μεμβράνες, υποδηλώνοντας ότι ήταν κάποτε ανεξάρτητα κύτταρα που κατακλύθηκαν από ένα μεγαλύτερο κύτταρο.
* Κυκλικό DNA: Και τα δύο οργανίδια περιέχουν το δικό τους κυκλικό DNA, παρόμοιο με το DNA που βρίσκεται στα προκαρυωτικά. Αυτό το DNA είναι ξεχωριστό από το πυρηνικό DNA του κυττάρου και είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση πρωτεϊνών του οργανισμού.
* ριβοσώματα: Τόσο τα μιτοχόνδρια όσο και οι χλωροπλάστες έχουν τα δικά τους ριβοσώματα, τα οποία είναι μικρότερα και πιο παρόμοια με τα προκαρυωτικά ριβοσώματα από τα ευκαρυωτικά ριβοσώματα.
2. Ενδοσυμπιοτική θεωρία:
* Lynn Margulis πρότεινε τη θεωρία των ενδοσυματικών στη δεκαετία του 1960, η οποία δηλώνει ότι τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες κάποτε ήταν προκαρυωτικά ελεύθερης ζωής που είχαν κατακλυστεί από μεγαλύτερα κύτταρα.
* Αμοιβαίο όφελος: Αυτή η κατάπληξη ήταν μια αμοιβαία επωφελής σχέση. Το μεγαλύτερο κύτταρο απέκτησε την ικανότητα παραγωγής ενέργειας (μιτοχονδρίων) ή φωτοσυνθεζισίας (χλωροπλάστες), ενώ οι κατακλυσμένοι προκαρυώτες απέκτησαν προστασία και σταθερό περιβάλλον.
* Αποδεικτικά στοιχεία για κατακλυσμό: Η παρουσία διπλής μεμβράνης γύρω από αυτά τα οργανίδια, με την εσωτερική μεμβράνη να μοιάζει με την προκαρυωτική κυτταρική μεμβράνη, υποστηρίζει αυτή τη θεωρία.
3. Γενετικά στοιχεία:
* Φυλογενετική ανάλυση του μιτοχονδριακού και του χλωροπλάστη ϋΝΑ έχει δείξει ότι συνδέονται στενότερα με ορισμένες ομάδες βακτηρίων παρά με ευκαρυωτικό πυρηνικό DNA.
* Μεταφορά γονιδίων: Με την πάροδο του χρόνου, ορισμένα γονίδια από μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες έχουν μεταφερθεί στο ευκαρυωτικό πυρηνικό γονιδίωμα. Αυτό υποστηρίζει περαιτέρω την ιδέα ότι ήταν κάποτε ξεχωριστοί οργανισμοί.
4. Εξελικτικές σκέψεις:
* Η παρουσία τόσο των μιτοχονδρίων όσο και των χλωροπλαστών σε ευκαρυωτικά κύτταρα υποδηλώνει μια σταδιακή εξέλιξη:
* Πρώτον, ένα ευκαρυωτικό κύτταρο κατέστρεψε ένα προκαρυωτικό που θα μπορούσε να παράγει ενέργεια, οδηγώντας στην ανάπτυξη μιτοχονδρίων.
* Αργότερα, ένα ευκαρυωτικό κύτταρο με μιτοχόνδρια κατέστρεψε ένα φωτοσυνθετικό προκαρυωτικό, οδηγώντας στην ανάπτυξη χλωροπλαστών.
Συνολικά, τα συνδυασμένα στοιχεία υποδηλώνουν έντονα ότι τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες προέρχονταν ως ελεύθεροι που ζούσαν προκαρυωτικά που ενσωματώθηκαν σε ευκαρυωτικά κύτταρα μέσω μιας διαδικασίας ενδοσύμωσης. Αυτή η θεωρία εξηγεί τα μοναδικά χαρακτηριστικά αυτών των οργανιδίων και το ρόλο τους στην εξέλιξη της ευκαρυωτικής ζωής.
