Endosymbiotická událost online  
Další elegantní doklad evolučního vývoje organismů přináší obdivuhodná zelená měňavka Paulinella chromatophora. Přímo před našimi zraky si zotročuje sinici a je tak druhým známým případem primárního endosymbiotického vzniku plastidu.

 

Zvětšit obrázek
Divotvorná měňavka Paulinella chromatophora v celé své kráse. Zezelenala fylogeneticky nedávno.

Endosymbiotické představy o původu organel jsou vlastně docela staré. Poprvé s nimi přišel jistý Schimper v roce 1883. O tom, že by endosymbiotického původu mohly být plastidy uvažoval ještě před ruskou tragédií za poklidné vlády báťušky cara v roce 1905 ruský biolog Merechkovský. Představa endosymbiózy, čili pozření a zotročení malého organismu větším, ale v té době přišla mnoha lidem příliš šílená a tak dlouhá léta živořila na okraji biologických věd.

 

V šedesátých letech ji zázračně vzkřísila dnes slavná hippie rebelka Margulisová, která se poněkud scestně domnívala, že endosymbióza buněčných organel ukazuje přírodu nikoliv padoušsky vzájemně bojující ale svatoušsky spolupracující.

Sen Margulisové se sice nesplnil a příroda zůstala až dodnes sobeckou mrchou plnou sobeckých genů a organismů, ale díky intenzivním popularizačním kampaním se dotyčné hippie podařilo protlačit úžasně zajímavý pohled na vznik eukaryontní buňky. Nástup molekulární biologie dal Margulisové v tomhle jednom konkrétním případě za pravdu. Přesto, že se učebnice biologie většinou stále ještě omezeně drží sousloví „endosymbiotická teorie“, je to teorie asi do té míry, jako ta, že Země obíhá kolem Slunce.

 

Zvětšit obrázek
Paulinella ovalis, nezelená sestřička. Nebo přímo babička?


Dnes známe desítky a stovky konkrétních dokladů, že mitochondrie a plastidy opravdu vznikly dávným spojením předka eukaryontní buňky a bakterie. Mitochondrie jsou alfa-proteobakterie velmi blízké rickettsiím, plastidy jsou zase mimo vší pochybnost jiné bakterie, totiž sinice. Svědčí o tom celá struktura obou organel – buněčná membrána, kruhový bakteriální genom a jeho sekvence, i bakteriální ribozómy.
I jejich životní projevy jsou veskrze bakteriální, stačí se podívat na dělení plastidů nebo mitochondrií uvnitř hostitelských buněk.


Zdálo by se, že k endosymbiotickým událostem došlo velmi dávno a že dnes můžeme jen velmi mlhavě odhadovat, jak to tehdy vlastně bylo. Podle velmi hrubých odhadů molekulárních hodinářů došlo ke vzniku plastidů před 1,5 miliardou let. A až donedávna si všichni mysleli, že k němu došlo jenom jednou v historii, nebo přesněji řečeno, že dnes už žijí potomci pouze jediného primárního endosymbiotického vzniku plastidů.

 


 

Zvětšit obrázek
Volvox aureus, zelená řasa. Mít plastid je odvaz.

Chyba lávky. Před pár lety tyhle představy postavila na hlavu nenápadná fotosyntetická zelená měňavka z velké fylogenetické linie Cercoza, Paulinella chromatophora. Ta byla již velmi dlouho podezřelá z toho, že její fotosyntetické organely jsou něco výjimečného. Nové fotosyntetizující organismy navzdory různým pánbíčkům vznikají a jsou nacházeny neustále, hlavně v rozličných liniích „prvoků“.

 

Vždy se ale jedná o sekundární (případně terciární) endosymbiotické události, kdy onen prvok schramstne zelenou či jinou řasu. Jinak řečeno, k zotročení fotosyntetické bakterie, sinice, moc často nedochází. Paulinella chromatophora je ale vzácná výjimka. Postupně se ukázalo, že Paulinella nespolkla řasu, ale právě sinici a že ji lze oprávněně považovat za druhý známý případ primární endosymbiózy plastidu. Všechna ostatní fotosyntetická eukaryota představují ten první případ a jejich plastidy jsou navzájem příbuzné.

 


Nová práce týmu biologů pod vedení Hwan Su Yoona z University of Iowa krásně potvrzuje, že endosymbiont Paulinelly je vlastně nedávno pozřelá sinice z linie drobných oceánských sinic rodů Prochlorococcus a Synechococcus. Autoři studie osekvenovali cca 14 000 bází dlouhý fragment „plastidu“ Paulinelly a zjistili, že je jak sekvenčně, tak řazením jednotlivých genů velmi těsně blízký zmíněným sinicím. Paulinella chromatophora představuje luxusní evoluční model, protože její endosymbiont je začleněn do těla a genomu hostitele méně, než klasické plastidy. Je na půl cesty. Proto je na něm přímo didakticky vidět, jak endosymbióza plastidu probíhá. Například, jeden fotosyntetický gen, který se u jiných plastidů přesunul – jak je to u mnohých genů endosymbiontů běžné – do jaderného genomu hostitele, je v případě Paulinelly stále v genomu „plastidu“. Jsou tam i geny systému fixace dusíku, u sinic běžné, ale u všech ostatních plastidů během evoluce vyzmizíkované jako neužitečné.

 

Podle autorů lze další pozoruhodné objevy očekávat po kompletním osekvenování genomu endosymbionta a hlavně měňavkovitého hostitele. Paulinella chromatophora představuje unikátní a zcela nedávnou evoluční událost, která již vstupuje do učebnic. Ukazuje, že k endosymbióze plastidů může dojít a taky pěkně rázně dochází. Po ruce je i evoluční pohádka, jak k téhle endosymbióze mohlo dojít. Blízce příbuzný druh Paulinella ovalis je totiž heterotrofní měňavka bez jakéhokoliv náznaku plastidu. Živí se, nijak překvapivě, především sinicemi typu Synechococcus. „Plastidy“ Paulinelly jsou těmto dnešním hodně odvozeným sinicím bezprostředně příbuzné a tak jistě není těžké si domyslet zbytek.

Pramen: Current Biology 16(17): R670-R672, Wikipedia.

 


 

Datum: 19.09.2006 19:15
Tisk článku

Transevoluce - Scholastická evoluce druhů a člověka - Hájek Tomáš
 
 
cena původní: 220 Kč
cena: 191 Kč
Transevoluce - Scholastická evoluce druhů a člověka
Hájek Tomáš
Související články:

Podle geologů žijeme v období slepicénu     Autor: Stanislav Mihulka (15.12.2018)
Může být „evoluční lenost“ výhodou? Za řady podmínek ano.     Autor: Jaroslav Flegr (03.08.2018)
Motýli se vyvinuli až když na Zemi byly květiny. A nebo to bylo jinak?     Autor: Josef Pazdera (14.01.2018)
Ankylosaurus reloaded     Autor: Vladimír Socha (19.10.2017)
Proč ptáci nemají zuby?     Autor: Josef Pazdera (04.10.2017)



Diskuze:

Věcná připomínka:

J. Šimůnek,2006-09-22 23:55:48

Strukturou chlorofylu (a tím i vlnovou délkou využívaného světla) jsou chloroplastům zelených rostlin nejbližší ne sinice, ale prochlorofyta, skupina zastoupená snad jen jedním druhem, který žije symbioticky v pokožce některých sumýšů.

Odpovědět

Kdy?

Cenzanni,2006-09-20 18:47:36

Je zmíněno, že k pohlcování sinic docházelo asi před 1.5 mld let. Kdy k tomu došlo u té potvůrky, o které tady mluvíme?

Odpovědět

vznik

Martin,2006-09-20 17:26:02

Mňa by tiež zaujímalo, ako mohlo dôjsť k tomu, že meňavka riasu (alebo sinicu) zhltla, ale tá sa nejakým spôsobom dokázala vyhnúť rozloženiu a stráveniu a dokonca sa presunula z príslušnej tráviacej vakuoly do cytoplazmy.

Odpovědět

kdo z koho

honza,2006-09-20 16:00:34

Tak me napada spis jen takova bezpredmetna antropomorfizujici otazka, kdo si zotrocil koho. Jestli Paulinella sinici tim, ze ji spolkla a vykoristuje ji ve vezeni sve cytoplasmy nebo je to naopak, tj. ze si sinice z Paulinelly udelala domecek a dokonce je tak lenosna, ze predava svuj genom hostiteli, aby mohla delat co nejmin?

Odpovědět

Standardně zavádějící

Ccecil,2006-09-19 23:45:15

Omezím se na alegorii
To, že Ivan Ivánič , cestující přes dvě versty na jih se ubytoval v hotelu, nevypovídá nic o smyslu a cíli jeho cesty, pouze o tom, že ubytovat se v hotelu je pro něj nejméně problematické a naprosto přirozené.

Odpovědět


heh

SM,2006-09-20 01:29:25

Měl by ses spíš omezit na dýchání, příjem potravy a vylučování, ccecile. Alegorie nejsou tvoje parketa.

Paulinella je reálně existující mezičlánek endosymbiotického vzniku plastidu a i kdyby byl Ivan Ivánič gay, nezmění se na tom vůbec nic, sorry :)

Odpovědět


Právě proto

Ccecil,2006-09-20 10:41:15

Staníku právě proto. Právě proto, že to nic nemění. :o}

Odpovědět


ccecilovi

honza,2006-09-20 16:19:35

CCecile, to cemu rikame evoluce, je teorie docela solidne oprena o celou radu exaktnich pozorovani. Od vyse zminene Paulinelly, prez vyvoj (zamerne rikam vyvoj, protoze jde o vyvoj, ne vznik) bakterii rezistentnich na antibiotika az treba k historii pribuznosti druhu zapsane v jejich genomech. Na druhou stranu nikdo nemuze dokazat, ze to cele neni zamer, takze vedle je i SM, kdyz to pouziva jako argumenty neexistence Boha. Vira a veda se vzajemne nevylucuji, ale take nemaji nic spolecneho. Proto by se taky nemely michat dohromady.

Odpovědět


Ccecile a SM,

martin o.,2006-09-20 18:30:59

vy se evidentne nemate radi (nebo naopak mate, co se skadliva...) a schvalne delate, ze si nerozumite.

Ze se Ivan Ivanovic ubytoval v hotelu dve versty na jih od sve rodne vesnice, to je jiste dost neprijemna skutecnost pro ty, kteri sve nabozenske presvedceni zakladaji na tom, ze Ivan Ivanovic po cely zivot drepi na zadku tam, kam ho pambu posadil. Ccecil na nicem takovem sve nabozenske presvedceni nezaklada a tak osobne s Ivanem v hotelu nema problem. Ale radeji to nerika moc jasne, asi ma slabost pro ty, kteri na Ivana drepiciho za peci skalopevne veri. SM zase skalopevne veri, ze Ivan sam nevi, kam jde. Tim padem neciti zadnou zvlastni potrebu v komentarich zduraznovat, ze o smyslu a cilich cesty jeho clanek neni. Nevypopvida-li totiz pozorovani nic o smyslu a cilich cesty, tedy ani nedokazuje, ze nejaky smysl nebo cil nemohou existovat. A proc pripominat, ze nemohu dokazat neco, cemu verim, ze.

Odhadl jsem vas, panove, spravne, nebo je muj komentar do nebe volajici krivdou?

Odpovědět


Odpověď

Ccecil,2006-09-22 08:25:13

To honza: Diskutuješ o něčem, co nebylo smyslem mé poznámky.

To martin o.: Ne zcela přesně, ale je to mnohem blíže, než pochopí 90% přispívajících.

Odpovědět


korekce

Ccecil,2006-09-22 08:43:02

To honza: Nevyjádřil jsem se přesně. Beru to zpět.

Zkusím vám z nedostatku času jen naznačit. Pokud narazím v přírodě, vědě, průmyslu na známky toho, že jsem schopen vysledovat nějaký vývoj, nějakou souslednost změn, obvykle to znamená, že ten vývoj byl prostě jen logickou součástí řetězce posloupnosti a událostí, které nastaly, více či méně pravděpodobné. Např. jeden živý organizmus použije simbioticky jiný, nebo si vytvoří rezistenci na antibiotika, nebo technici vylepší upevnění hřídele na stroji, či programátor vyvinul (stvořil?) novou verzi SW. Všechno je to jen logický posun, který sám o sobě nedokazuje tožiž mechanizmus (natož důvod a už teprve ne cíl), kterým se ten posun stal.

SM články jsou dobré. Více než to, ale chudák se pořád nedokáže oprostit od snahy podsunout do nich právě takové závěry. Někdy v náznacích, někdy naplno.

Věta : Ivan Ivánič byl přistižen, že se ubytoval v hotelu při cestě. Z toho důvodu je logické předpokládat, že se ubytoval náhodně a jeho cesta nemá cíl, protože ubytování se v hotelu je běžná věc vysledovatelná i u jiných hostů.... možná něco vysvětlí.

Odpovědět

nerozumime si

pavel houser,2006-09-19 22:56:21

nerozumime si, neslo mi o sinice, ale o pohlcene rasy, tj. eukaryot v eukaryotovi (mj. srovnatelne velke bunky atd.).

Odpovědět


eukaryont vs. eukaryont

SM,2006-09-20 01:37:58

jestli to dobře chápu ... v případě sekundárních a terciárních endosymbióz vzniká z pohlcené řasy chloroplast s více membránami a občas i s nukleomorfem, což je pozůstatek eukaryontního jádra sežrané řasy - například Chlorarachniophyta. U takovejch potvor mezi jádrem, mitochondriálním genomem, chloroplastovým genomem a nukleomorfem čile migruje DNA, docela hukot.

Odpovědět

rasa v prvokovi

pavel houser,2006-09-19 20:09:54

v pripade modelu "rasa v zivocichovi" se to kdy prenasi do dalsi generace a kdy se musi pokazde napast znovu? jak je to pak usporadano - to ty dve eukaryotni bunky mohou take nejak "splynout" a pak maji dve ruzna jadra?

Odpovědět


umiestnenie

Martin,2006-09-19 21:19:11

Predpokladám, že pohltené sinice, donútené k symbióze, sa nachádzajú v cytoplazme a to znamená, že pri delení bunky sa spolu s cytoplazmou rozdelia aj endosymbionty. Vieme predsa, že jediná bunka bez mitochondrií, ktoré tiež vznikli endosymbiózou, je spermia. A dokonca aj tá má občas zopár mitochondrií, ale len zanedbateľný počet.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace