Znana kot teorija endosimbiontov, gre za hipotezo evolucijske biologije, ki razvoj višjega življenja pripisuje endosimbiozi prokariontov. O tej ideji je prvi razpravljal botanik Schimper konec 19. stoletja. Medtem številni rezultati raziskav govorijo v prid teoriji.
Kaj je teorija endosimbiontov?
Po teoriji evolucije bi morala biti po teoriji endosimbionta dva organizma medsebojno odvisna, tako da noben partner ne more preživeti brez drugega. Botanik Schimper je idejo o teoriji endosimbiontov prvič objavil leta 1883, njegovo delo pa naj bi razložilo izvor kloroplastov. Ruski evolucijski biolog Konstantin Sergejevič Merežkovski je v začetku 20. stoletja ponovno preučil teorijo endosimbiontov. Vendar teorija ni postala dobro znana šele leta 1967, ko jo je prevzela Lynn Margulis. V poenostavljenem povzetku teorija navaja, da so enocelične organizme med evolucijo prevzeli drugi enocelični organizmi. Ta sprejem naj bi omogočil razvoj celičnih komponent višjih organizmov. Na ta način se je po mnenju zagovornikov teorije v času evolucije razvijalo vedno bolj zapleteno življenje. Sestavine človeških celic se tako prvotno vrnejo v enocelične organizme. Po teoriji naj bi torej evkarionti najprej nastali, ker so prokariontski predhodni organizmi vstopili v simbioze. Zlasti kemotrofni in fototrofni bakterije domnevajo, da so jih v aktu fagocitoze prevzele sicer prokariontske celice arhej. Namesto da bi jih prokariontske celice shranile v notranjosti, kjer so postale endosimbioti. Menijo, da so se ti endosimbionti sčasoma razvili v celične organele v gostiteljskih celicah. Gostiteljska celica in organela znotraj vsakega ustrezata evkarionom. Celične organele iz mitohondriji in plastide imajo še vedno značilnosti v ta namen. Ker evkarionti obstajajo tudi brez opisanih organelov, so se te sestavine bodisi filogenetsko izgubile bodisi teorija ne velja.
Funkcija in naloga
Teorija endosimbiontov imenuje razvoj mitohondriji in plastide v prokariontskih organizmih. Praživali naj bi vstopili v endosimbiozo z drugimi celicami in so še naprej živeli v gostiteljskih celicah. Do danes znanost vidi, da ameboidni praživali zaužijejo cianobakterije in še naprej živijo v njih. Zdi se, da takšna opazovanja podpirajo teorijo endosimbiontov. Po teoriji evolucije naj bi bila dva organizma po teoriji endosimbiontov medsebojno odvisna, tako da noben partner ne more preživeti brez drugega. Nastala endosimbioza naj bi povzročila, da so organele izgubile dele genskega materiala, ki jih ne potrebujejo več. Tako naj bi bili posamezni beljakovinski kompleksi v organelah sestavljeni delno iz jedrsko kodiranih in deloma iz mitohondrijsko kodiranih enot. Po analizah genoma plastidi izvirajo iz cianobakterij, medtem ko mitohondriji so povezane z aerobnimi proteobakterijami. Endosimbioza med evkarionti in prokarionti je tisto, kar znanstveniki imenujejo primarna endosimbioza. Po drugi strani pa, če so celični organeli nastali zaradi privzema evkarionta s predhodno izkušenim primarnim dogodkom endosimbioze, govorimo o sekundarni endosimbiozi. Primarni plastidi so nameščeni v dveh ovojnih membranah, ki sta po teoriji enake membranam ustrezne zaužite cianobakterije. Menijo, da so na ta način nastale tri vrste primarnih plastid in s tem tri vrste avtotrofnih organizmov. Enocelične alge Glaucocystaceae na primer vsebujejo plastide cianobakterije, kot tudi rdeče alge. Zelene alge in višje rastline vsebujejo najbolj razvite plastide, kloroplaste. Sekundarne plastide imajo tri ali štiri ovojne membrane. Zdaj so znane sekundarne endosimbioze med zelenimi algami in evkarionti, zato sta Euglenozoa in Chlorarachniophyta morda samostojno prevzela primarne endosimbionte.
Bolezni in bolezni
Če je teorija endosimbiontov pravilna, kot kaže trenutno stanje raziskav, so vsi kompleksi rastlinskih, živalskih in s tem človeških celic nastali v fuziji prokariontov. Ljudje bi tako prokariotom dolgovali življenje, vendar so prokarioti v stiku z ljudmi odgovorni tudi za številne bolezni. V tem kontekstu se je treba na primer sklicevati na vrednost bolezni proteobakterij, ki so še posebej pomembne v teoriji endosimbiontov. Veliko bakterije iz te delitve patogeni. To na primer velja za Helicobacter pylori, ki je paličasta bakterija, ki naseli človeka želodec. Z razširjenostjo 50 odstotkov, Helicobacter pylori okužbo pogosto omenjajo kot eno najpogostejših kroničnih bakterijskih okužb po vsem svetu. Z bakterijo je okuženih več kot 30 milijonov ljudi, vendar le med desetimi in 20 odstotki vseh okuženih razvije simptome. Ti simptomi vključujejo predvsem peptične razjede, ki lahko vplivajo na želodec or dvanajstnik. Okužbe z bakterijo so v celoti krive za celo vrsto želodčnih bolezni, zlasti tistih, ki se kažejo v povečanem izločanju želodčna kislina. Posledično je poleg razjed želodec in dvanajstnik, verjetno je tudi bakterija vpletena v tip B gastritis. Testiranje bakterijske okužbe s proteobakterijo je zdaj del standardizirane diagnoze želodčnih bolezni. Poleg omenjenih bolezni je kronična okužba z bakterijo zdaj razvrščena kot dejavnik tveganja za karcinom želodca. Enako velja za MALT limfom. Zdi se tudi, da obstaja povezava med okužbo in boleznimi, kot je idiopatska kronična panjev (koprivnica), kronična imunska trombocitopenijo, pomanjkanje železa anemijain Parkinsonova bolezen. Helicobacter pylori je bil zgolj tukaj obravnavan kot primer. Številni drugi prokarionti so povezani z vrednostjo bolezni in so upoštevani patogeni ljudi, živali in rastlin.
