Ποια είναι η εξέλιξη των χλωροπλαστών και των μιτοχονδρίων;

Η ενδοοσυμική θεωρία:ένα ταξίδι κυτταρικής συνεργασίας

Η εξέλιξη των χλωροπλαστών και των μιτοχονδρίων είναι μια συναρπαστική ιστορία της συμβίωσης, όπου δύο διαφορετικοί οργανισμοί ένωσαν τις δυνάμεις τους για να δημιουργήσουν τα σύνθετα κύτταρα που βλέπουμε σήμερα. Αυτή η θεωρία, γνωστή ως η ενδοοσυμική θεωρία , το προτείνει:

1. Προέλευση των μιτοχονδρίων:

* Πρώιμα προκαρυωτικά κύτταρα: Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, απλοί, μονοκύτταροι οργανισμοί αναπτύχθηκαν στην πρωταρχική σούπα. Μερικά από αυτά ήταν αερόβια βακτήρια - Δυνατότητα χρήσης οξυγόνου για αναπνοή και παραγωγής ενέργειας πολύ πιο αποτελεσματικά από τους αναερόβιους ομολόγους τους.

* Καταπολέμηση: Ένα μεγαλύτερο, αναερόβιο προκαρυωτικό κύτταρο κατέστρεψε ένα από αυτά τα αερόβια βακτήρια, αλλά αντί να το αφομοιώσει, τα βακτήρια παρέμειναν άθικτα μέσα στο μεγαλύτερο κύτταρο.

* Symbiosis: Με την πάροδο του χρόνου, το αερόβιο βακτήριο επωφελήθηκε από το προστατευτικό περιβάλλον του μεγαλύτερου κυττάρου, ενώ το μεγαλύτερο κύτταρο επωφελήθηκε από την ενέργεια που παράγεται από το βακτήριο. Αυτή η αμοιβαία σχέση στερεοποιήθηκε, οδηγώντας στην ενδοσύμμπτιση του αερόβιου βακτηρίου εντός του μεγαλύτερου κυττάρου.

* Εξέλιξη: Μέσα από εκατομμύρια χρόνια, τα κατακλυσμένα βακτήρια έχασαν μερικές από τις ανεξαρτησίες του και εξελίχθηκαν στο μιτοχόνδριο . Αυτό το οργανισμό έγινε ζωτικής σημασίας για την παραγωγή ενέργειας, διαδραματίζοντας ζωτικό ρόλο στην κυτταρική αναπνοή.

2. Προέλευση των χλωροπλαστών:

* φωτοσύνθετα βακτήρια: Παρόμοια με την εξέλιξη των μιτοχονδρίων, ένα μεγαλύτερο προκαρυωτικό κύτταρο κατέστρεψε ένα φωτοσυνθετικό βακτήριο , η οποία διατηρούσε επίσης την ακεραιότητά του μέσα στο μεγαλύτερο κελί.

* Αμοιβαίο όφελος: Το φωτοσυνθετικό βακτήριο, ικανό να χρησιμοποιήσει το ηλιακό φως για να παράγει ενέργεια, επωφελήθηκε από το προστατευτικό περιβάλλον του μεγαλύτερου κυττάρου. Σε αντάλλαγμα, το μεγαλύτερο κύτταρο απέκτησε τη δυνατότητα να φωτοσύνθεσης, παρέχοντας τη δική του πηγή τροφής.

* Εξέλιξη: Μέσω της συνεχιζόμενης συμβίωσης, το φωτοσυνθετικό βακτήριο εξελίχθηκε στον χλωροπλάτη , το οργανισμό που είναι υπεύθυνο για τη φωτοσύνθεση σε φυτικά κύτταρα.

Στοιχεία που υποστηρίζουν την ενδοοσυμική θεωρία:

* διπλές μεμβράνες: Τόσο τα μιτοχόνδρια όσο και οι χλωροπλάστες έχουν τις δικές τους διπλές μεμβράνες, υποδηλώνοντας ότι ήταν κάποτε ανεξάρτητοι οργανισμοί.

* DNA και ριβοσώματα: Και τα δύο οργανίδια έχουν τα δικά τους DNA και ριβοσώματα, τα οποία είναι πιο παρόμοια με αυτά των βακτηρίων από το πυρηνικό DNA του κυττάρου.

* Ανεξάρτητη αναπαραγωγή: Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες μπορούν να αναπαραχθούν ανεξάρτητα εντός του κυττάρου, παρόμοια με τον τρόπο αναπαραγωγής των βακτηρίων.

* ομοιότητες με τα σύγχρονα βακτήρια: Το μέγεθος, το σχήμα και οι μεταβολικές διεργασίες των μιτοχονδρίων και των χλωροπλάστες μοιάζουν πολύ με εκείνες ορισμένων τύπων βακτηρίων.

Key Takeaways:

* Η θεωρία των ενδοσυματικών εξηγεί την προέλευση δύο ζωτικών κυτταρικών συστατικών:μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες.

* Αυτά τα οργανίδια ήταν κάποτε ελεύθερα-ζωντανά προκαρυωτικά κύτταρα που κατακλύστηκαν και καθιέρωσαν μια αμοιβαία ευεργετική σχέση με μεγαλύτερα κύτταρα.

* Η συμβίωση οδήγησε σε ένα σημαντικό εξελικτικό βήμα, επιτρέποντας την εμφάνιση σύνθετων ευκαρυωτικών κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των φυτών και των ζώων.

Αυτή η περίπλοκη ιστορία της κυτταρικής συνεργασίας υπογραμμίζει τη δυναμική φύση της εξέλιξης και τη δύναμη των συμβιωτικών σχέσεων για να οδηγήσει την ανάπτυξη της ζωής στη γη.