Teoria endosimbiotica: l'origine dei tipi cellulari

La curiosità dell'essere umano non ha limiti. Ha sempre avuto bisogno di placare quel bisogno di avere conoscenza per tutto ciò che lo circonda, attraverso la scienza o la fede. Uno dei grandi dubbi che ha perseguitato l'umanità è l'origine della vita. Come essere umano, interrogarsi sull'esistenza, su come è diventata oggi, è un dato di fatto.

La scienza non fa eccezione. Molte teorie sono legate a questa idea. La teoria dell'evoluzione la teoria dell'endosimbiosi seriale sono chiari esempi. Quest'ultimo postula come siano state generate le attuali cellule eucariotiche che configurano la formazione di animali e piante.

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Cellule procariotiche ed eucariotiche

Prima di iniziare, è necessario tenere a mente cos'è una cellula procariotica e una cellula eucariotica?.

Hanno tutti una membrana che li separa dall'esterno. La principale differenza tra questi due tipi è che nei procarioti non c'è presenza di organelli membranosi e il loro DNA è libero all'interno. È vero il contrario degli eucarioti, che sono pieni di organelli e il cui materiale genetico è limitato in una regione all'interno di una barriera nota come nucleo. Questi dati devono essere tenuti a mente, perché

la teoria endosimbiotica si basa sulla spiegazione della comparsa di queste differenze.

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Teoria endosimbiotica

Conosciuta anche come teoria dell'endosimbiosi seriale (SET), è stato postulato dal biologo evoluzionista americano Lynn Margulis nel 1967, per spiegare l'origine delle cellule eucariotiche. Non è stato facile, ed è stata più volte negata la pubblicazione, perché a quel tempo l'idea che gli eucarioti fossero gli eucarioti dominanti il risultato di cambiamenti graduali nella composizione e nella natura della membrana, quindi questa nuova teoria non si adattava alla credenza predominante.

Margulis ha cercato un'idea alternativa dell'origine delle cellule eucariotiche, stabilendo che fosse basata sull'unione progressione delle cellule procariotiche, dove una cellula fagocita le altre, ma invece di digerirle, le rende parte di sua. Ciò avrebbe dato origine ai diversi organelli e strutture degli attuali eucarioti. In altre parole, si parla di endosimbiosi, una cellula viene introdotta all'interno di un'altra, ottenendo benefici reciproci attraverso una relazione simbiotica.

La teoria dell'endosimbiosi descrive questo processo graduale in tre grandi incorporazioni successive.

1. Prima incorporazione

In questa fase, una cellula che utilizza zolfo e calore come fonte di energia (archaea termoacidofila) si unisce a un batterio natante (Spirochete). Con questa simbiosi, la capacità di movimento di alcune cellule eucariotiche inizierebbe grazie al flagello (come lo sperma) e l'aspetto della membrana nucleare, che dava al DNA maggiore stabilità.

Gli archaea, nonostante siano procarioti, sono un dominio diverso dai batteri ed evolutivamente è stato descritto che sono più vicini alle cellule eucariotiche.

2. Seconda incorporazione

Una cellula anaerobica, per la quale l'ossigeno sempre più presente nell'atmosfera era tossico, aveva bisogno di aiuto per adattarsi al nuovo ambiente. La seconda incorporazione che viene postulata è l'unione di cellule procariotiche aerobiche all'interno della cellula anaerobica, spiegando la comparsa di organelli perossisomiali e mitocondri. I primi hanno la capacità di neutralizzare gli effetti tossici dell'ossigeno (principalmente radicali liberi), mentre i secondi ottengono energia dall'ossigeno (catena respiratoria). Con questo passaggio, apparirebbero la cellula animale eucariotica e i funghi (funghi).

3. Terza incorporazione

Le nuove cellule aerobiche, per qualche ragione, eseguivano l'endosimbiosi con una cellula procariotica che aveva la capacità di fotosintesi (ottenere energia dalla luce), dando origine all'organello delle cellule vegetali, il cloroplasto. Con questa ultima aggiunta, c'è l'origine del regno vegetale.

Nelle ultime due incorporazioni, i batteri introdotti trarrebbero beneficio dalla protezione e dall'ottenimento nutrienti, mentre l'ospite (cellula eucariotica) acquisirebbe la capacità di utilizzare ossigeno e luce, rispettivamente.

Evidenze e contraddizioni

Al giorno d'oggi, la teoria endosimbiotica è parzialmente accettata. Ci sono punti in cui sono stati favorevoli, ma altri che generano molti dubbi e discussioni.

Il più chiaro è che sia i mitocondri che i cloroplasti hanno il proprio DNA circolare a doppio filamento al suo interno in modo libero, indipendente da quello nucleare. Qualcosa di sorprendente, dal momento che assomigliano a cellule procariotiche a causa della loro configurazione. Inoltre, si comportano come un batterio, perché sintetizzano le proprie proteine, usano ribosomi anni '70 (e non ribosomi anni '80 come eucarioti), svolgono le loro funzioni attraverso la membrana e replicano il loro DNA ed eseguono la fissione binaria per dividere (e non mitosi).

La prova si trova anche nella sua struttura. I mitocondri e i cloroplasti hanno una doppia membrana. Ciò potrebbe essere dovuto alla sua origine, l'interno essendo la stessa membrana che avvolgeva la cellula procariotica e quella esterna essendo la vescicola da quando è stata fagocitata.

Il più grande punto di critica è sulla prima incorporazione. Non ci sono prove che possano dimostrare l'esistenza di questa giunzione tra le cellule e, senza campioni, è difficile da dimostrare. Nemmeno l'aspetto di altri organelli è spiegato. di cellule eucariotiche, come il reticolo endoplasmatico e l'apparato di Golgi. E lo stesso accade con i perossisomi, che non hanno né un proprio DNA né un doppio strato di membrane, quindi non ci sono campioni affidabili come nei mitocondri o nel cloroplasto.