De endosymbiotische theorie is het geaccepteerde mechanisme voor hoe eukaryote cellen geëvolueerd uit prokaryote cellen. Het omvat een coöperatieve relatie tussen twee cellen waardoor beide kunnen overleven - en uiteindelijk leidde tot de ontwikkeling van al het leven op aarde.
Endosymbiotische theorie geschiedenis
Voor het eerst voorgesteld door de bioloog van Boston University Lynn Margulis eind jaren zestig stelde de Endosymbiont Theorie voor dat de belangrijkste organellen van de eukaryotische cel waren eigenlijk primitieve prokaryote cellen die waren verzwolgen door een andere, grotere prokaryote cel.
De theorie van Margulis werd langzaam geaccepteerd, aanvankelijk belachelijk gemaakt binnen de reguliere biologie. Margulis en andere wetenschappers werkten echter verder aan het onderwerp en nu is haar theorie de geaccepteerde norm binnen biologische kringen.
Tijdens Margulis 'onderzoek naar de oorsprong van eukaryote cellen bestudeerde ze gegevens over prokaryoten, eukaryoten en organellen, en stelde uiteindelijk voor dat overeenkomsten tussen prokaryoten en organellen, in combinatie met hun verschijning in het fossielenbestand, werden het best verklaard door iets dat "endosymbiose" wordt genoemd (wat betekent "samenwerken" binnen.")
Of de grotere cel nu bescherming bood voor de kleinere cellen of de kleinere cellen energie leverden aan de grotere cel, deze opstelling leek voor alle prokaryoten wederzijds voordelig te zijn.
Hoewel dit in eerste instantie klonk als een vergezocht idee, zijn de gegevens om er een back-up van te maken onmiskenbaar. De organellen die hun eigen cellen leken te zijn, zijn de mitochondriën en, in fotosynthetische cellen, de chloroplast. Beide organellen hebben hun eigen DNA en hun eigen DNA ribosomen die niet overeenkomen met de rest van de cel. Dit geeft aan dat ze alleen zouden kunnen overleven en zich voortplanten.
In feite lijkt het DNA in de chloroplast sterk op fotosynthetische bacteriën die cyanobacteriën worden genoemd. Het DNA in de mitochondriën lijkt het meest op dat van de bacterie die tyfus veroorzaakt.
Voordat deze prokaryoten endosymbiose konden ondergaan, moesten ze eerst koloniale organismen worden. Koloniale organismen zijn groepen prokaryote, eencellige organismen die dicht bij andere eencellige prokaryoten leven.
Voordeel voor Colony
Hoewel de individuele eencellige organismen gescheiden bleven en onafhankelijk konden overleven, had het een voordeel om dicht bij andere prokaryoten te leven. Of dit nu een functie van bescherming was of een manier om meer energie te krijgen, het kolonialisme moet op de een of andere manier gunstig zijn voor alle prokaryoten die bij de kolonie betrokken zijn.
Zodra deze eencellige levende wezens dicht genoeg bij elkaar in de buurt waren, gingen ze hun symbiotische relatie nog een stap verder. Het grotere eencellige organisme overspoelde andere, kleinere, eencellige organismen. Op dat moment waren ze niet langer onafhankelijke koloniale organismen, maar waren ze één grote cel.
Toen de grotere cel die de kleinere cellen had verzwolgen zich begon te delen, werden kopieën van de kleinere prokaryoten erin gemaakt en doorgegeven aan de dochtercellen.
Uiteindelijk werden de kleinere prokaryoten die waren verzwolgen aangepast en geëvolueerd tot enkele van de organellen die we vandaag kennen in eukaryotische cellen zoals de mitochondriën en chloroplasten.
Andere organellen
Andere organellen kwamen uiteindelijk voort uit deze eerste organellen, waaronder de kern waarin het DNA in een eukaryoot is ondergebracht, het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-apparaat.
In de moderne eukaryotische cel staan deze delen bekend als membraangebonden organellen. Ze verschijnen nog steeds niet in prokaryotische cellen zoals bacteriën en archaea, maar zijn aanwezig in alle organismen die onder het Eukarya-domein zijn geclassificeerd.