Jak powstały organella półautonomiczne – mitochondria i plastydy?

Endosymbioza oparta jest na teorii endosymbiozy, która mówi, że różne mikroorganizmy jak mitochondria, plastydy, inne organelle komórki eukariotycznej, powstały na skutek endosymbiozy, czyli dostania się do komórek organizmu, organelli pochodzącej od wolno żyjących bakterii. Wcześniej mitochondria i chloroplasty były odrębnymi i samodzielnie żyjącymi organizmami. Proteobakterie żyjące 1,5 mld lat temu, posiadały zdolność wytwarzania energii w reakcjach oddychania tlenowego. Na drodze fagocytozy zostały pochłonięte przez cudzożywną komórkę praeuakriotyczą. W podobny sposób wyglądało to w fotosyntezie cyjanobakterii, gdzie pochłonięte organizmy żyły w komórce gospodarza, a nawet się w niej namnażały. W taki sposób powstała symbioza.

Mówiąc prościej, endosymbioza to symbioza wewnątrzkomórkowa, która oparta jest na symbiozie dwóch organizmów, z których jeden organizm endobiotyczny żyje w cytoplazmie drugiego. Ważne jest przy tym, że stale żyjący jeden organizm w drugim, powoduje, że oba organizmy odnoszą z tego obopólną korzyść, stając się jednym funkcjonującym organizmem. Endosymbioza jest mechanizmem ewolucji oraz różnicowania roślin i glonów.

Z czasem, organizmy które zostały pochłonięte przez gospodarza i zasymilowane, utraciły zdolność do samodzielnego życia, co przyczyniło się także do zaniku ich genów, a część która przetrwała, została przeniesiona do jądra gospodarza. W taki właśnie sposób organizmy prokariotyczne przekształciły się w mitochondria i chloroplasty, czyli organelle komórkowe półautonomiczne.

Teoria endosymbiozy tłumaczy powstanie mitochondriów i plastydów. Powstała dzięki Lynn Margulis. Od tego czasu teoria jest uznana za prawdziwą i określa ogromną rolę bakterii w całej ewolucji ożywionego świata.

Rodzaje endosymbiozy

Można wyróżnić dwa rodzaje endosymbiozy:

  1. Endosymbiozę pierwotną, która polega na pochłonięciu bakterii przez inny wolno żyjący organizm. Endosymbioza pierwotna należy do eukariotycznych organelli, m.in. mitochondrium i chloroplastu. W procesie symbiozy mniejsze komórki autotrofów zostały wchłonięte przez większe komórki heterotroficzne i na drodze fagocytozy zaadoptowały się jako organella.
  2. Endosymbiozę wtórną, czyli proces, w którym organizm posiada endosymbionty. Endosymbionty to symbioza, gdzie komórki jednego organizmu żyją wewnątrz komórek lub tkanek drugiego organizmu. Endosymbioza wtórna zachodzi dopiero wtedy kiedy produkt endosymbiozy pierwotnej ulegnie wchłonięciu i zachowaniu przez inny organizm. W taki sposób powstało wiele grup glonów i eukariontów. Wiele organizmów korzysta z takiego procesu, ponieważ po wchłonięciu glonu, organizm czerpie z produktów jego fotosyntezy, a kiedy wchłonięty organizm umiera, gospodarz nadal funkcjonuje jak przedtem.