Πώς οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι χλωροπλάστες εξελίχθηκαν;

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι χλωροπλάστες, τα οργανίδια που είναι υπεύθυνα για τη φωτοσύνθεση σε φυτά και άλγη, εξελίχθηκαν από κυανοβακτήρια , ένας τύπος φωτοσυνθετικών βακτηρίων. Αυτή η θεωρία, γνωστή ως η ενδοοσυμική θεωρία , προτείνει ότι πριν από πολύ καιρό, ένα ευκαρυωτικό κύτταρο κατέστρεψε ένα κυανοβακτήριο αλλά δεν το αφομοιώσει. Αντ 'αυτού, το Cyanobacterium έζησε μέσα στο ευκαρυωτικό κύτταρο, σχηματίζοντας μια συμβιωτική σχέση. Πάνω από εκατομμύρια χρόνια, το κυανοβακτήριο σταδιακά εξελίχθηκε στον χλωροπλάστη που βλέπουμε σήμερα.

Ακολουθεί μια ανάλυση των στοιχείων που υποστηρίζουν αυτή τη θεωρία:

1. Δομικές ομοιότητες: Οι χλωροπλάστες και τα κυανοβακτήρια μοιράζονται πολλές δομικές ομοιότητες:

* Διπλή μεμβράνη: Και οι δύο έχουν δύο μεμβράνες, υποδηλώνοντας ότι η εξωτερική μεμβράνη προήλθε από το ευκαρυωτικό κύτταρο και η εσωτερική μεμβράνη προήλθε από το κατακλυσμένο κυανοβακτήριο.

* Κυκλικό DNA: Και οι δύο έχουν το δικό τους κυκλικό DNA, διαφορετικό από το πυρηνικό DNA του ευκαρυωτικού κυττάρου, το οποίο είναι γραμμικό.

* ριβοσώματα: Και οι δύο έχουν ριβοσώματα παρόμοια με αυτά που βρίσκονται στα βακτήρια, όχι σε ευκαρυωτικά κύτταρα.

2. Λειτουργικές ομοιότητες: Οι χλωροπλάστες και τα κυανοβακτήρια μοιράζονται επίσης λειτουργικές ομοιότητες:

* φωτοσύνθεση: Και οι δύο πραγματοποιούν φωτοσύνθεση χρησιμοποιώντας τις ίδιες χρωστικές και διαδικασίες.

* Γενετικά μηχανήματα: Και οι δύο έχουν το δικό τους γενετικό μηχανισμό για την αναπαραγωγή του DNA τους και τη σύνθεση πρωτεϊνών τους.

3. Σύγχρονα παραδείγματα: Μερικοί οργανισμοί εξακολουθούν να αποδεικνύουν στοιχεία αυτής της συμβιωτικής σχέσης. Για παράδειγμα, ορισμένα φωτοσυνθετικά βακτηρίδια ξενιστών αμοιβών στο κυτταρόπλασμα, αποδεικνύοντας μια παρόμοια σχέση με εκείνη που προτάθηκε για την προέλευση των χλωροπλάστες.

4. Φυλογενετικά στοιχεία: Η γενετική ανάλυση δείχνει ότι οι χλωροπλάστες συνδέονται στενότερα με τα κυανοβακτήρια.

Η διαδικασία της ενδοσύμης θεωρείται ότι έχει συμβεί στα στάδια:

1. Καταστροφή: Ένα ευκαρυωτικό κύτταρο κατέστρεψε ένα κυανοβακτήριο.

2. Συμβιωτική σχέση: Το κυανοβακτήριο και το ευκαρυωτικό κύτταρο ανέπτυξαν μια συμβιωτική σχέση, όπου το κυανοβακτήριο παρείχε ενέργεια μέσω φωτοσύνθεσης και το ευκαρυωτικό κύτταρο παρείχε προστασία και πόρους.

3. Ενσωμάτωση: Με την πάροδο του χρόνου, το Cyanobacterium έχασε την ανεξαρτησία του και ενσωματώθηκε στο ευκαρυωτικό κύτταρο, εξελίσσεται σε χλωροπλάστη.

Ενώ οι ακριβείς λεπτομέρειες αυτής της διαδικασίας εξακολουθούν να διερευνώνται, η ενδοσυμπειωτική θεωρία παρέχει μια συναρπαστική εξήγηση για την προέλευση των χλωροπλάστες και προσφέρει ένα συναρπαστικό παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο η εξέλιξη μπορεί να οδηγήσει σε πολύπλοκες κυτταρικές δομές.