Endosümbiontiteooriana tuntud evolutsioonibioloogia hüpotees seostab kõrgema elu arengut prokarüootide endosümbioosiga. Botaanik Schimper arutas seda ideed esimest korda 19. sajandi lõpus. Vahepeal räägivad teooria kasuks paljud uurimistulemused.
Mis on endosümbionti teooria?
Evolutsiooni käigus pidanuks endosümbionti teooria kohaselt kaks organismi olema üksteisest sõltuvad, nii et kumbki partner ei saaks ellu jääda ilma teiseta. Botaanik Schimper avaldas endosümbionti teooria idee esmakordselt 1883. aastal ja tema töö oli mõeldud kloroplastide päritolu selgitamiseks. Vene evolutsioonibioloog Konstantin Sergejevitš Merežkovski vaatas 20. sajandi alguses endosümbionti teooriat uuesti üle. Kuid teooria sai üldtuntuks alles 1967. aastal, kui selle asutas Lynn Margulis. Lihtsustatud kokkuvõttes väidab teooria, et ainurakulised organismid võtsid evolutsiooni käigus üle teised üherakulised organismid. Väidetavalt on see omastamine võimaldanud kõrgemate organismide rakuliste komponentide arengut. Nii on teooria toetajate sõnul evolutsiooni käigus arenenud üha keerulisem elu. Inimrakkude komponendid lähevad seega algselt tagasi üherakuliste organismide juurde. Teooria kohaselt tekkisid eukarüoodid seetõttu kõigepealt seetõttu, et prokarüootsed eelkäijad olid sümbioosides. Eelkõige kemotroofsed ja fototroofsed bakterid arvatakse, et neid on muidu arheia prokarüootsed rakud võtnud fagotsütoosi toimel. Nende seedimise asemel hoidsid prokarüootsed rakud neid sees, kus neist said endosümbiontid. Arvatakse, et neist endosümbiontidest on peremeesrakkudes lõpuks arenenud raku organellid. Mõlemas peremeesrakk ja organell vastavad eukarüootidele. Raku organellid mitokondrid ja plastiididel on selles osas endiselt omadusi. Kuna eukarüootid eksisteerivad ka ilma nende kirjeldatud organellideta, peavad need komponendid olema kas fülogeneetiliselt kadunud või teooria ei kehti.
Funktsioon ja ülesanne
Endosümbiontiteooria nimetab mitokondrid ja plokiidid prokarüootsetes organismides. Arvatakse, et algloomad on teiste rakkudega jõudnud endosümbioosi ja elanud peremeesrakkudes. Praeguseks näeb teadus, et amööboidsed algloomad neelavad sinivetikaid ja elavad nende sees edasi. Sellised vaatlused näivad toetavat endosümbionti teooriat. Evolutsiooni käigus arvatakse endosümbiontiteooria kohaselt olevat kaks organismi üksteisest sõltuvad, nii et kumbki partner ei saaks teiseta ellu jääda. Tekkinud endosümbioos on põhjustanud organellide kadumise kumbki osa geneetilisest materjalist, mida nad enam ei vaja. Seega arvatakse, et organellide üksikud valgukompleksid koosnevad osaliselt tuumaga kodeeritud ja osaliselt mitokondrite kodeeritud üksustest. Genoomianalüüside kohaselt pärinevad plastiidid tsüanobakteritest, samas kui mitokondrid on seotud aeroobsete proteobakteritega. Eukarüootide ja prokarüootide vaheline endosümbioos on see, mida teadlased nimetavad primaarseks endosümbioosiks. Teiselt poolt, kui raku organellid on tekkinud eukarüoodi omastamisel varem kogenud primaarse endosümbioosi sündmusega, räägime sekundaarsest endosümbioosist. Primaarsed plastiidid paiknevad kahes ümbrismembraanis, mis on teooria kohaselt samad kui vastava sisse võetud tsüanobakteri membraanid. Arvatakse, et sel viisil on tekkinud kolme tüüpi primaarseid plastiide ja seega kolm autotroofsete organismide liini. Näiteks Glaucocystaceae üherakulised vetikad sisaldavad tsüanobakteri plastiide, nagu ka punavetikad. Nii rohevetikad kui ka kõrgemad taimed sisaldavad kõige enam arenenud plastiide, kloroplasti. Sekundaarsetel plastiididel on kolm või neli ümbritsevat membraani. Nüüd on teada rohevetikate ja eukarüootide vahelised sekundaarsed endosümbioosid, nii et Euglenozoa ja Chlorarachniophyta võisid primaarsed endosümbionid iseseisvalt asuda.
Haigused ja vaevused
Kui endosümbionti teooria on õige, nagu praegune uurimistöö näitab, pärinevad kõik taime-, looma- ja seega ka inimrakkude kompleksid prokarüootide sulandumisest. Inimesed võlgnevad seega elu ise prokarüootidele. Inimestega kokkupuutuvad prokarüootid vastutavad aga ka paljude haiguste eest. Selles kontekstis tuleks viidata näiteks proteobakterite haigusväärtusele, mis on endosümbionti teoorias eriti asjakohased. Palju bakterid sellest jaotusest patogeenid. See kehtib näiteks Helicobacter pylori, mis on vardakujuline bakter, mis koloniseerib inimese kõht. 50-protsendilise levimusega Helicobacter pylori nakkust nimetatakse sageli üheks levinumaks krooniliseks bakteriaalseks infektsiooniks kogu maailmas. Bakteriga on nakatunud üle 30 miljoni inimese, kuid ainult kümnel kuni 20 protsendil nakatunutest tekivad sümptomid. Need sümptomid hõlmavad peamiselt peptilisi haavandeid, mis võivad mõjutada kõht or kaksteistsõrmiksool. Bakteri nakatumist süüdistatakse tervikuna paljudes maohaigustes, eriti neis, mis avalduvad maohape. Järelikult lisaks haavanditele kõht ja kaksteistsõrmiksool, võib bakter tõenäoliselt olla seotud ka B-tüübiga gastriit. Proteobakteri bakteriaalse infektsiooni testimine on nüüd osa maohaiguste standardiseeritud diagnoosimisest. Peale nimetatud haiguste liigitatakse krooniline bakteriaalne infektsioon nüüd maovähi riskifaktoriks. Sama kehtib ka MALTi kohta lümfoom. Samuti näib seos nakkuse ja selliste haiguste vahel nagu idiopaatiline krooniline nõgestõbi (nõgestõbi), krooniline immuunsus trombotsütopeenia, rauapuudus aneemiaja Parkinsoni tõbi. Helicobacter pylori on siin käsitletud ainult näitena. Haiguse väärtusega on seotud arvukalt muid prokarüoote ja neid arvestatakse patogeenid inimeste, loomade ja taimede
