תיאוריה אנדוסימביוטית

כפי ש תיאוריה אנדוסימביוטית ידועה השערה ביולוגית אבולוציונית המחברת את התפתחות החיים הגבוהים יותר לאנדוזימביוזה של פרוקריוטים. הרעיון נדון לראשונה בסוף המאה ה -19 על ידי הבוטנאי שימפר. תוצאות מחקר רבות מדברות כעת בשם התיאוריה.

מהי התיאוריה האנדוסימביוטית?

הבוטנאי שימפר פרסם לראשונה את הרעיון של התיאוריה האנדוסימביוטית בשנת 1883, שאמורה להסביר את מקורם של כלורופלסטים ביצירתו. הביולוג האבולוציוני הרוסי קונסטנטין סרגייביץ 'מרשקובסקי תפס שוב את התיאוריה האנדוסימביונטית בראשית המאה העשרים. עם זאת, התיאוריה לא התפרסמה עד 1967, כאשר היא נטלה על ידי לין מרגוליס.

בסיכום מפושט, התיאוריה אומרת כי אורגניזמים חד-תאיים נלקחו על ידי אורגניזמים חד-תאיים במהלך ההתפתחות. אומרים כי ספיגה זו אפשרה התפתחות של רכיבי תאים של יצורים בעלי חיים גבוהים יותר. באופן זה, על פי תומכי התיאוריה, חיים מורכבים יותר ויותר במהלך האבולוציה.

אז במקור רכיבי תאים אנושיים חוזרים לפרוטוזואה. על פי התיאוריה, האוקריוטות הופיעו רק כאשר אורגניזמים מקדימים פרוקריוטיים נכנסו לסימביוזות. בפרט, נאמר כי חיידקים כימוטרופיים ופוטוטרופיים נקלטו על ידי תאים פרוקריוטיים אחרים של הארכאהאה בפגוציטוזיס.

במקום לעכל אותם, התאים הפרוקריוטים החזיקו אותם בפנים, שם הם הפכו לאנדו-סימביונטים. אומרים כי אנדוסימביונטים אלה התפתחו לאברוני תאים בתאים מארחים. התא המארח והאיברונים בו תואמים את האוקריוטות. האיברונים התאיים של המיטוכונדריה והפלסטידים עדיין נושאים מאפיינים אלה כיום.

מכיוון שגם אאוקריוטים קיימים ללא האברונים הללו שתוארו, כנראה שחלק מהמרכיבים הללו הושלמו או שהתאוריה אינה חלה.

פונקציה ומשימה

התיאוריה האנדוסימביוטית מציינת את התפתחות המיטוכונדריה והפלסטידים באורגניזמים פרוקריוטיים. האורגניזמים החד-תאיים אומרים שהם נכנסו לאנדוזימביוזה עם תאים אחרים והמשיכו לחיות בתא המארח. עד היום המדע רואה פרוטוזואה אמבהואטית תופסת ציאנובקטריה שממשיכה לחיות בהם. נראה כי תצפיות כמו אלה תומכות בתיאוריה האנדוסימביוטית.

במהלך האבולוציה, על פי התיאוריה האנדוסימביוטית, שני אורגניזמים היו צריכים להיות תלויים זה בזה, כך ששני בני הזוג לא יוכלו לשרוד ללא האחר. אומרים שהאנדוסימביוזה שהתקבלה גרמה לאיבריונים לאבד חלקים מהחומר הגנטי שכבר לא נדרש. קומפלקסי החלבון האינדיבידואליים באורגנלים אומרים כי היו מורכבים בחלקם מקודדי גרעין וחלקם מיחידות המוצפנות במיטוכונדריה.

על פי ניתוחים גנומיים, הפלסטידים נגזרים מציאנובקטריה ואילו המיטוכונדריה קשורים לפרוטאובקטריה אירובית. המדע מתייחס לאנדוזימביוזה בין איקריוטות לפרוקריוטות כאנדוזימביוזיס ראשוני. אם אברוני תאים התרחשו כתוצאה מבליעה של אאוקריוטה עם אירוע אנדוזימביוזיס ראשוני שהיה מנוסה בעבר, אנו מדברים על אנדוסימביוזה משנית.

פלסטידים ראשוניים שוכבים בשתי ממברנות מעטפות, אשר על פי התיאוריה תואמות את קרומי הציאנו-בקטריום שנקלט. נאמר כי שלושה סוגים של פלסטידים ראשוניים וכך שלושה קווי אורגניזמים אוטוטרופיים התפתחו בדרך זו. אצות חד-תאיות של Glaucocystaceae, למשל, מכילות פלסטידים של ציאנו-בקטריום, וכך גם אצות אדומות. אצות ירוקות וצמחים גבוהים יותר מכילים את הפלסטידים המפותחים ביותר, הכלורופלסטים. פלסטידים משניים יש שלושה או ארבעה קרומים המכסים. ידועים כיום אנדוסימביוזות משניות בין אצות ירוקות ואיקריוטות, כך שיוג'לנוזואה וכלורארכניופיטה יכלו לספוג את האנדוסימביונטים הראשוניים ללא תלות זו בזו.

מחלות ומחלות

אם תיאוריית האנדוסימביונט נכונה, כפי שמצביע המחקר הנוכחי, הרי שמכל המתחמים של תאים צמחיים, בעלי חיים, וכך גם תאים אנושיים, מקורם במיזוג של פרוקריוטים. לאדם היו פרוקריוטות להודות על החיים עצמם.

עם זאת, פרוקריוטות אחראיות גם על מחלות רבות במגע עם בני אדם. בהקשר זה יש להתייחס, למשל, לערך המחלה של הפרוטובקטריה, הרלוונטיים במיוחד בתורת האנדוסימביונט. חיידקים רבים ממחלקה זו נחשבים לפתוגנים. זה חל, למשל, על הליקובקטר פילורי, חיידק בצורת מוט המשתלב את הקיבה האנושית. עם שכיחות של 50 אחוז, זיהום הליקובקטר פילורי הוא לרוב אחד מהזיהומים החיידקיים הכרוניים הנפוצים ביותר בעולם. יותר מ -30 מיליון אנשים נדבקים בחיידק, אך רק בין עשרה ל -20 אחוז מכל האנשים הנגועים מפתחים תסמינים.

התסמינים העיקריים הם כיבים אפטיים, העלולים להשפיע על הקיבה או התריסריון. נלקח ככלל, זיהומים עם החיידק אחראים למגוון שלם של מחלות קיבה, במיוחד לאותן מחלות המתבטאות בהפרשה מוגברת של חומצת קיבה. בנוסף לכיבי הקיבה והתריסריון, ייתכן שהחיידק עשוי להיות מעורב גם בגסטריטיס מסוג B.

הבדיקה לזיהום בקטריאלי בפרוטאובקטריום מהווה כיום חלק מהאבחנה הסטנדרטית של מחלות קיבה. מלבד המחלות שהוזכרו, זיהום כרוני בחיידק מסווג כיום כגורם סיכון לסרטן הקיבה. הדבר נכון גם לגבי לימפומה של MALT.

נראה שיש גם קשר בין זיהום למחלות כמו אורטיקריה כרונית אידיופטית (כוורות), טרומבוציטופניה כרונית, אנמיה של מחסור בברזל ומחלת פרקינסון.

דוגמת ההליקובקטר פילורי נדונה כאן. פרוקריוטים רבים אחרים קשורים לערך המחלה ונחשבים פתוגנים לבני אדם, בעלי חיים וצמחים.