Teoria endosymbiotyczna

Endosymbiotycznymi teorii lub endosymbiotycznymi hipotezą jest hipoteza, według której chloroplasty i mitochondria z eukariotycznych komórek pochodzi od włączenia ( endocytozę ) przez pewien Archaea , bakterie , z którymi się prowadzić endosymbiotycznymi związek . Jest to sprzeczne z teorią autogeniczną (lub hipotezą autogeniczną), która postuluje, że układ endomembrany (chloroplast, mitochondria i jądro ), a także cytoszkielet komórek eukariotycznych, ewoluowały de novo przez inwazję błony komórkowej i złożenie prokariotyczna komórka przodków.

Mitochondria i chloroplasty są pół-autonomicznymi organellami komórki eukariotycznej , to znaczy posiadającymi dziedzictwo genetyczne i zdolnymi do podziału niezależnie od komórki. Te cechy były pierwszymi elementami wspierającymi teorię endosymbiotyczną sformułowaną przez Antoine'a Béchampa (1869), Andreasa Schimpera (1883), Constantina Merejkowskiego (1905) i odnowioną przez Lynn Margulis w latach 60 . Teoria wskazuje, że typy wbudowanych bakterii rozwinęłyby wcześniej specjalizacje operacyjne, takie jak zdolność do magazynowania energii w postaci biochemicznej (mitochondria) lub wychwytywania energii świetlnej ( chloroplasty ). Te zdolności są w pewien sposób dzielone, przekazywane, a następnie dziedziczone, najpierw poprzez symbiozę , a następnie w wyniku syntezy, w wyniku której powstaje bardziej złożony organizm.

Według Lynn Margulis procesy prowadzące do pojawienia się nowych form życia z symbiozy lub bardziej ogólnie synergii między istniejącymi formami życia są głównym motorem ewolucji , w szczególności ze względu na jej złożoność i źródło powstania komórek wszystkich organizmów wielokomórkowych , w tym gatunku ludzkiego.

Ta wielość jednostek doprowadziła do pojęcia holobiontu lub nadorganizmu . Każdy organizm wielokomórkowy (roślina, zwierzę…) jest ze względu na swoje pochodzenie zbiorowiskiem symbiotycznym, ale także chimerą zgodnie z hologomiczną teorią ewolucji  ( fr ) . Ta endosymbioza jest w rzeczywistości podobna do procesu udomowienia , któremu sprzyja poziomy transfer genów o różnym pochodzeniu ewolucyjnym (geny archeańskie i bakteryjne) do genomu jądrowego eukariotów . Te geny prokariotyczne są powiązane z metabolizmem ATP , rRNA , cytochromami i fitochromami , białkami syntetyzującymi celulozę w ścianie komórkowej .

Kolejne endosymbiozy

Sekwencja seryjnej endosymbiozy: Rośnie prokariotyczna komórka przodków (heterotroficzna, beztlenowa); nastąpi inwaginacja błony komórkowej, która utworzy zarys retikulum endoplazmatycznego i jądra. Ta komórka przodków będzie fagocytować komórkę prokariotyczną i heterotroficzną, ale która tym razem jest tlenowa: jest to pierwsza endosymbioza, wyjaśnia pojawienie się mitochondriów. Nowo utworzona komórka jest rodowym eukariotem (heterotroficzny i tlenowy); to komórka, która uległa fagocytozie, jest źródłem mitochondriów tego eukariota.

Ta nowa komórka z kolei będzie fagocytować fotosyntetyczną (a więc autotroficzną) i beztlenową (np. Sinicę) komórkę prokariotyczną: jest to druga endosymbioza, wyjaśnia pojawienie się chloroplastów. Utworzona komórka jest fotosyntetycznym (autotroficznym) i tlenowym eukariontem.

Będziemy mogli zaobserwować wzrost różnorodności biologicznej.

Początkowe pasożytnictwo?

W phylogenies genów wchodzących w skład genomu mitochondriów i wynikające z genów jądrowych pochodzenia mitochondrialnego (wiele z tych genów są przenoszone do jądra podczas procesu endosymbiosis) pokazują, że te mitochondria pochodzą z bakterii należących do gromady Alphaproteobacteria dokładniej zamówienie z riketsje . Wiele gatunków z tej grupy bakterii jest obligatoryjnymi pasożytami wewnątrzkomórkowymi, które dostają się do komórki na drodze endocytozy . Kontrowersyjna hipoteza (ponieważ jest sprzeczna z zasadą oszczędności ) sugeruje, że bakterie wchodzące do komórki prawdopodobnie posiadały wici, z której utraciły wszelkie ślady, ale które ułatwiłyby przenikanie pasożyta. Mówi się, że mitochondria są wynikiem początkowego pasożytnictwa, które stopniowo przekształciło się w związek symbiotyczny.

Dowody potwierdzające teorię

Teoria ta jest dziś powszechnie akceptowana, a od jej sformułowania odkryto wiele potwierdzających faktów:

Bibliografia

Uwagi i odniesienia

  1. (w) FJR Taylor, „  Autogenous Theories for the Origin of Eukaryotes  ” , Taxa , vol.  25 N O  4,1976, s.  377-390 ( DOI  10.2307 / 1220521 ).
  2. Thierry Lefevre, Michel Raymond i Frédéric Thomas, Biologia ewolucyjna , De Boeck Superieur,2016( czytaj online ) , s.  38.
  3. (From) A FW Schimper, 1883, „Über die Entwickelung der Chlorophyllkörner und Farbkörper”, Bot. Z 41, 105–120, 121–136, 137–152, 153–162
  4. Édouard Boureau , Ziemia matką życia? , Larousse,1986, s.  121.
  5. Marc-André Selosse , La symbiose. Struktury i funkcje, rola ekologiczna i ewolucyjna , Vuibert ,2000, s.  121.
  6. (w) Ilana Zilber-Rosenberg, Eugene Rosenberg, „  Rola mikroorganizmów w ewolucji zwierząt i roślin: teoria ewolucji hologenomu  ” , FEMS Microbiology Reviews , vol.  32 N O  5,Maj 2008, s.  723–735 ( DOI  10.1111 / j.1574-6976.2008.00123.x ).
  7. Marc-André Selosse i Susan Loiseaux-de Goër, „  The saga of endosymbiose  ”, La Recherche , n o  296,Marzec 1997, s.  36-41.
  8. (w) MW Gray & WF Doolittle, „  Czy hipoteza endosymbiota została udowodniona?  ” , Microbiological Reviews , vol.  46, n o  1,Marzec 1982, s.  1–42
  9. Janlou Chaput, „  The teoria pasożytniczych mitochondriów odradzających się  ” , na futura-sciences.com ,24 grudnia 2011.
  10. (w) Davide Sassera i in., "  Filogenomiczne dowody na obecność wici i oksydazy cbb3 in the Mitochondrial Free-Living Ancestor  " , Molecular Biology and Evolution , vol.  28 N O  12,grudzień 2011, s.  3285–3296 ( DOI  10.1093 / molbev / msr159 )
  11. (w) Susan E. Douglas, "  Endosymbioza eukariontów i eukariotów: insights from studies of a cryptomonad alga  " , Biosystems , vol.  28, n kość  1-3,1992, s.  57-68 ( DOI  10.1016 / 0303-2647 (92) 90008-M ).

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne