Teoria endosimbiotica

Come Teoria endosimbiotica è nota un'ipotesi biologica evolutiva che attribuisce lo sviluppo di una vita superiore all'endosimbiosi dei procarioti. L'idea fu discussa per la prima volta alla fine del XIX secolo dal botanico Schimper. Molti risultati della ricerca ora parlano a favore della teoria.

Qual è la teoria endosimbiotica?

Il botanico Schimper pubblicò per la prima volta l'idea della teoria endosimbiotica nel 1883, che dovrebbe spiegare l'origine dei cloroplasti nel suo lavoro. Il biologo evoluzionista russo Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski ha ripreso la teoria degli endosimbionti all'inizio del XX secolo. Tuttavia, la teoria non divenne nota fino al 1967, quando fu ripresa da Lynn Margulis.

In un riassunto semplificato, la teoria afferma che gli organismi unicellulari sono stati assorbiti da altri organismi unicellulari nel corso dell'evoluzione. Si dice che questo assorbimento abbia consentito lo sviluppo di componenti cellulari di esseri viventi superiori. In questo modo, secondo i sostenitori della teoria, nel corso dell'evoluzione è sorta una vita sempre più complessa.

Quindi i componenti delle cellule umane originariamente risalgono ai protozoi. Secondo la teoria, gli eucarioti sono emersi solo quando organismi precursori procarioti sono entrati in simbiosi. In particolare, si dice che i batteri chemiotrofici e fototrofici siano stati assorbiti da altre cellule procariotiche dell'archaea in un atto di fagocitosi.

Invece di digerirli, le cellule procariotiche li tenevano all'interno, dove diventavano endosimbionti. Si dice che questi endosimbionti si siano sviluppati in organelli cellulari nelle cellule ospiti. La cellula ospite e gli organelli in essa contenuti corrispondono agli eucarioti. Gli organelli cellulari dei mitocondri e dei plastidi portano ancora oggi queste caratteristiche.

Poiché gli eucarioti esistono anche senza questi organelli descritti, questi componenti devono essere stati gradualmente eliminati o la teoria non si applica.

Funzione e compito

La teoria endosimbiotica nomina lo sviluppo di mitocondri e plastidi negli organismi procarioti. Si dice che gli organismi unicellulari siano entrati in un'endosimbiosi con altre cellule e abbiano continuato a vivere nella cellula ospite. Fino ad oggi, la scienza vede protozoi ameboidi assorbire cianobatteri che continuano a vivere in essi. Osservazioni come queste sembrano supportare la teoria endosimbiotica.

Nel corso dell'evoluzione, secondo la teoria endosimbiotica, due organismi avrebbero dovuto diventare reciprocamente dipendenti, in modo che nessuno dei due partner potesse sopravvivere senza l'altro. Si dice che l'endosimbiosi risultante abbia causato la perdita degli organelli di parti del materiale genetico che non è più necessario. Si dice che i singoli complessi proteici negli organelli fossero composti in parte da unità codificate dal nucleo e in parte da unità codificate dai mitocondri.

Secondo le analisi genomiche, i plastidi derivano dai cianobatteri, mentre i mitocondri sono associati ai proteobatteri aerobici. La scienza si riferisce all'endosimbiosi tra eucarioti e procarioti come endosimbiosi primaria. Se gli organelli cellulari sono sorti attraverso l'ingestione di un eucarioto con un evento di endosimbiosi primaria precedentemente sperimentato, stiamo parlando di endosimbiosi secondaria.

I plastidi primari si trovano in due membrane a involucro che, secondo la teoria, corrispondono alle membrane del cianobatterio che è stato assorbito. Si dice che tre tipi di plastidi primari e quindi tre linee di organismi autotrofi si siano sviluppati in questo modo. Le alghe monocellulari delle Glaucocystaceae, ad esempio, contengono plastidi del cianobatterio, così come le alghe rosse. Le alghe verdi e le piante superiori contengono i plastidi più sviluppati, i cloroplasti. I plastidi secondari hanno tre o quattro membrane di copertura. Le endosimbiosi secondarie tra alghe verdi ed eucarioti sono ora note, in modo che Euglenozoa e Chlorarachniophyta avrebbero potuto assorbire gli endosimbionti primari indipendentemente l'uno dall'altro.

Malattie e disturbi

Se la teoria endosimbiotica è corretta, come suggerisce lo stato attuale della ricerca, tutti i complessi di cellule vegetali, animali e quindi anche umane hanno la loro origine in una fusione di procarioti. L'uomo avrebbe procarioti da ringraziare per la vita stessa.

Tuttavia, i procarioti sono anche responsabili di numerose malattie a contatto con l'uomo. In questo contesto si fa riferimento, ad esempio, al valore di malattia dei Proteobatteri, particolarmente rilevanti nella teoria degli endosimbionti. Molti batteri di questo reparto sono considerati patogeni. Questo vale, ad esempio, per l'Helicobacter pylori, un batterio a forma di bastoncello che colonizza lo stomaco umano. Con una prevalenza del 50%, l'infezione da Helicobacter pylori è spesso una delle infezioni batteriche croniche più comuni in tutto il mondo. Più di 30 milioni di persone sono infettate dal batterio, ma solo tra il 10 e il 20 percento di tutte le persone infette sviluppa sintomi.

I sintomi principali sono le ulcere peptiche, che possono colpire lo stomaco o il duodeno. Nel complesso, le infezioni con il batterio sono ritenute responsabili di tutta una serie di malattie gastriche, soprattutto di quelle malattie che si manifestano in una maggiore secrezione di acido gastrico. Il batterio, oltre alle ulcere dello stomaco e del duodeno, può quindi essere probabilmente coinvolto anche nella gastrite di tipo B.

L'esame per un'infezione batterica con il proteobatterio fa ora parte della diagnosi standardizzata delle malattie gastriche. A parte le malattie menzionate, un'infezione cronica con il batterio è ora classificata come fattore di rischio per il cancro gastrico. Lo stesso vale per il linfoma MALT.

Sembra esserci anche un legame tra l'infezione e malattie come l'orticaria cronica idiopatica (orticaria), la trombocitopenia immunitaria cronica, l'anemia da carenza di ferro e il morbo di Parkinson.

L'Helicobacter pylori è stato discusso qui solo come esempio. Numerosi altri procarioti sono associati al valore della malattia e sono considerati patogeni per l'uomo, gli animali e le piante.