endosymbiont-hypotesen

Hypotesen har som udgangspunkt en af de vigtigste begivenheder i Jordens historie, nemlig at en gruppe bakterier udviklede klorofyl a. Herved opstod cyanobakterierne, blågrønalgerne, der ved fotosyntese producerede fri ilt, og den hidtidige anaerobe atmosfære skiftede derved fuldstændig karakter. Ilten var giftig for de fleste organismer, men ikke for visse bakterier, der kunne bruge den ved ånding. Sådanne bakterier blev optaget af andre organismer og udvikledes til mitokondrier. Ud fra nogle af disse nye organismer opstod svampe og dyr. Visse organismer optog yderligere cyanobakterier, der udvikledes til kloroplaster. Således opstod planter og alger.

Hypotesen underbygges af en lang række fakta. Mitokondrier og kloroplaster har ribosomer af prokaryottypen, der er mindre end ribosomerne i den omgivende eukaryote celle. Når man sammenligner sekvensen af de ribosomale RNA gener, kan man se at kloroplasternes ribosomale RNA ligner cyanobakteriernes. Mitokondriernes ophav kan ikke bestemmes lige så entydigt, men de stammer sandsynligvis fra rækken proteobakterier. Mitokondrie- og kloroplastgener har meget få introns, igen fuldstændig analogt til situationen hos bakterierne. I modsætning hertil har fx pattedyr næsten ingen gener uden introns, og pattedyrs introns fjernes fra RNA ved en helt anden mekanisme end den, der ses hos mitokondrier og kloroplaster.

Omdannelsen af bakterier og cyanobakterier til organeller medførte tab af den oprindelige cellevæg og stærk reduktion af DNA-indholdet, idet størstedelen af dette overførtes til værtens kerne. Processen forløber stadig. Både hos pattedyr og fugle finder man kopier af stadig funktionelle mitokondriegener i kernen.

Ved den ovenfor anførte primære symbiose ud fra prokaryote celler kan rødalger og grønalger have fået deres kloroplaster. Ved sekundær symbiose optages derimod en allerede eukaryot celle, som omdannes til kloroplast, mens bl.a. kernen forsvinder eller stærkt reduceres; på denne måde er den brune algelinje opstået, dvs. bl.a. brunalger, kiselalger og gulalger. Dette kinesiske æskesystem kan fortsættes, og fx er mange dinoflagellater eksempler på tertiære symbioser.

En konsekvens af endosymbiosen som evolutionær mekanisme er, at evolutionen ikke blot består i ændringer af genomer, fx ved mutation, men også ved tilførsel af helt nye, aldeles ubeslægtede genomer. Hver enkel eukaryot celle er altså et kompleks af flere genomer og har således en polyfyletisk oprindelse, dvs. er opstået ved sammenkoblingen af flere ubeslægtede udviklingslinjer.

• klorofyl
• fotosyntese
• genetik