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Endosymbiotische Theorie: Wie sich eukaryotische Zellen entwickeln

Die endosymbiotische Theorie ist der akzeptierte Mechanismus für die Entwicklung eukaryotischer Zellen aus prokaryotischen Zellen. Es handelt sich um eine kooperative Beziehung zwischen zwei Zellen, die es beiden ermöglicht zu überleben – und schließlich zur Entwicklung allen Lebens auf der Erde führte.

 

Endosymbiotische Theorie Geschichte

Die Endosymbiont-Theorie, die Ende der 1960er Jahre von der Biologin der Boston University, Lynn Margulis. erstmals vorgeschlagen wurde, schlug vor, dass die Hauptorganellen der eukaryotischen Zelle tatsächlich primitive prokaryotische Zellen waren, die von einer anderen, größeren prokaryotischen Zelle verschlungen worden waren .

Margulis ‚Theorie setzte sich nur langsam durch und wurde zunächst in der Mainstream-Biologie lächerlich gemacht. Margulis und andere Wissenschaftler arbeiteten jedoch weiter an diesem Thema, und jetzt ist ihre Theorie die anerkannte Norm in biologischen Kreisen.

Während Margulis ‚Forschungen zur Entstehung eukaryotischer Zellen untersuchte sie Daten zu Prokaryoten, Eukaryoten und Organellen und schlug schließlich vor, dass Ähnlichkeiten zwischen Prokaryoten und Organellen in Kombination mit ihrem Auftreten im Fossilienbestand am besten durch etwas erklärt werden, das als „Endosymbiose“ bezeichnet wird ( bedeutet „innen kooperieren“.)

Unabhängig davon, ob die größere Zelle die kleineren Zellen schützte oder die kleineren Zellen die größere Zelle mit Energie versorgten, schien diese Anordnung für alle Prokaryoten von beiderseitigem Nutzen zu sein.

Während dies zunächst nach einer weit hergeholten Idee klang, sind die Daten zur Sicherung unbestreitbar. Zu den Organellen, die anscheinend ihre eigenen Zellen waren, gehören die Mitochondrien und in photosynthetischen Zellen der Chloroplasten. Beide Organellen haben ihre eigene DNA und ihre eigenen Ribosomen. die nicht mit dem Rest der Zelle übereinstimmen. Dies weist darauf hin, dass sie alleine überleben und sich fortpflanzen könnten.

Tatsächlich ist die DNA im Chloroplasten den photosynthetischen Bakterien, den Cyanobakterien, sehr ähnlich. Die DNA in den Mitochondrien ähnelt am ehesten der der Bakterien, die Typhus verursachen.

Bevor diese Prokaryoten eine Endosymbiose erleiden konnten, mussten sie höchstwahrscheinlich zu Kolonialorganismen werden. Kolonialorganismen sind Gruppen von prokaryotischen, einzelligen Organismen, die in unmittelbarer Nähe zu anderen einzelligen Prokaryoten leben.

 

Vorteil für die Kolonie

Obwohl die einzelnen einzelligen Organismen getrennt blieben und unabhängig überleben konnten, war es von Vorteil, in der Nähe anderer Prokaryoten zu leben. Unabhängig davon, ob dies eine Funktion des Schutzes oder ein Weg war, mehr Energie zu gewinnen, muss der Kolonialismus in gewisser Weise für alle an der Kolonie beteiligten Prokaryoten von Vorteil sein.

Sobald diese einzelligen Lebewesen nahe genug beieinander waren, gingen sie ihre symbiotische Beziehung noch einen Schritt weiter. Der größere einzellige Organismus verschlang andere, kleinere einzellige Organismen. Zu diesem Zeitpunkt waren sie keine unabhängigen Kolonialorganismen mehr, sondern eine große Zelle.

Als sich die größere Zelle, die die kleineren Zellen verschlungen hatte, zu teilen begann, wurden Kopien der kleineren Prokaryoten im Inneren angefertigt und an die Tochterzellen weitergegeben.

Schließlich passten sich die kleineren Prokaryoten, die verschlungen worden waren, an einige der Organellen an, die wir heute in eukaryotischen Zellen wie den Mitochondrien und Chloroplasten kennen.

 

Andere Organellen

Andere Organellen entstanden schließlich aus diesen ersten Organellen, einschließlich des Kerns, in dem die DNA in einem Eukaryoten untergebracht ist, des endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparats.

In der modernen eukaryotischen Zelle sind diese Teile als membrangebundene Organellen bekannt. Sie kommen immer noch nicht in prokaryotischen Zellen wie Bakterien und Archaeen vor, sondern sind in allen Organismen vorhanden, die unter die Eukarya-Domäne fallen.

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