Teoria endosimbionica - manichini

La tassonomia e la filogenesi (i modi in cui gli esseri viventi sono connessi, categorizzati e nominati) si riducono infine alle domande sulle origini: chi generò chi e chi originariamente generò i principianti, e così via. Alcune delle origini sono abbastanza dirette e comportano adattamenti graduali a condizioni che cambiano gradualmente. Altre volte, cambiamenti drammatici nelle condizioni sembrano guidare cambiamenti evolutivi improvvisi e significativi. E a volte, un evento fortuito fa semplicemente un grande tuffo nello stagno evolutivo. L'origine degli eucarioti sembra aver incluso un grande spruzzo sotto forma di endosimbiosi, una condizione in cui convivono organismi diversi, uno dentro l'altro.

La chiave del successo delle cellule eucariotiche sono stati due potenti organelli che si sostengono a vicenda: il mitocondrio e il cloroplasto:

• Il mitocondrio consuma ossigeno per estrarre in modo efficiente l'energia da fonti di carbonio come il glucosio, producendo anidride carbonica e acqua nel processo.
• Il cloroplasto consuma acqua e anidride carbonica poiché cattura l'energia dalla luce e la immette nell'energia chimica del glucosio, rilasciando ossigeno nel processo.

La teoria endosimbiotica propone che questi organuli fossero una volta cellule procariotiche, che vivevano all'interno di cellule ospiti più grandi. I procarioti potevano inizialmente essere parassiti o addirittura un pasto destinato alla cellula più grande, in qualche modo sfuggente alla digestione.

Qualunque sia la causa del loro iniziale internamento, questi procarioti potrebbero presto diventare dei prigionieri disposti a un direttore riconoscente. I procarioti prigionieri potrebbero aver fornito nutrienti cruciali (nel caso del cloroplasto primitivo) o aiutato a sfruttare l'ossigeno per estrarre energia (nel caso del mitocondrio primitivo). I procarioti, a loro volta, avrebbero ricevuto protezione e un ambiente stabile in cui vivere.

Molteplici linee di evidenza supportano la teoria endosimbiotica. L'endosimbiosi si osserva altrove in biologia. I mitocondri e i cloroplasti hanno intriganti somiglianze nella struttura, nella riproduzione, nella biochimica e nel trucco genetico di alcuni procarioti. Il semplice fatto che i mitocondri e i cloroplasti hanno qualche informazione genetica propria argomenta a favore della teoria.

Poiché praticamente tutti gli eucarioti hanno una sorta di mitocondrio, mentre solo gli eucarioti fotosintetici hanno cloroplasti, è stato proposto che l'endosimbiosi sia avvenuta due volte, in serie. In primo luogo, un procariote eterotrofico aerobico (che utilizza ossigeno) è stato prelevato da una cellula ospite più grande.Col tempo, il procariota si è evoluto con l'ospite, diventando alla fine qualcosa di simile a un mitocondrio. Successivamente, un procariote fotosintetico è stato prelevato da una cellula contenente mitocondri. Questo modello di origini eucariote è chiamato endosimbiosi seriale .