Ilyen volt az élet eredete? Egy baktérium úgy "háziasította" a mitokondrium ősét, mint ahogy az ember a sertést
A minket körülvevő, közvetlenül megfigyelhető élet szinte kivétel nélkül sejtmagvas sejtekből, vagyis eukariótákból áll. A biomassza nagyobbik részét mégis a sokkal egyszerűbb sejtmag nélküli baktériumok és hozzájuk hasonlóan egyszerű felépítésű archeák alkotják. Az egyik legnehezebbnek tartott nagy evolúciós átmenet az eukarióták kialakulása volt a prokarióta ősökből, nagyjából 2 milliárd éve -írja közleményében az MTA.
Az biztos, hogy az átmenet során egy archea- és egy baktériumfaj olyan szoros szimbiózisra lépett, hogy a baktérium véglegesen bekerült a gazda archaeába. A kapcsolat által jött létre az eukarióta sejtvonal, a bekebelezett szimbionita baktériumból pedig sejtszervecske lett: a mitokondrium.
Bár a mitokondriumok bizonyos mértékű önállósággal rendelkeznek, ma már nem képesek a sejteken kívül élni. A sejteknek pedig azért fontosak a mitokondriumok, mert tőlük bőséges mennyiségű energiát kapnak. Ezért pedig a sejtek stabil otthont és tápanyagokat biztosítanak.
Ez tökéletes kapcsolatnak tűnik, nem? Igen ám, a genetikai vizsgálatokból ugyanakkor kiderült, hogy a mitokondriumok energiáját elnyelő fehérjét a gazdasejt csak jóval az összeolvadás után (a becslések szerint több millió év alatt) fejlesztette ki.
Konkrétumokat nem tudunk erről a folyamatról, ezért inkább csak elméletek versengenek egymással. Egyesek szerint a mitokondrium őse inkább a gazdasejten élősködő parazita volt, mások szerint a gazda volt az, amely kihasználta a mitokondrium ősét azzal, hogy vadászott rá, és megette.
Zachar István, Szilágyi András, Számadó Szabolcs és Szathmáry Eörs a PNAS folyóiratban jelentetett meg tanulmányt. Ebben viszont egy harmadik lehetőséget vizsgáltak. Eszerint a rejtett előnyök kerültek előtérbe, melyek stabilizálták a kezdeti kapcsolatot.
Vagyis a gazdasejt ragadozó volt, amely rendszeres fogyasztója volt a mitokondrium akkor még szabadon élő ősének is. De valamiért ez a gazda nem tudta megemészteni az összes baktériumot, így azok élve maradtak a gazdán belül és az is lehetséges, hogy még szaporodni is tudtak.
Vagyis a sejt úgy működött, mint egy valódi gazdálkodó, és úgy tartotta a baktériumokat, ahogy az ember tartja a sertést.
A tanulmány szerzői evolúciós-ökológiai modellek segítségével mutatták be, hogy ez az előny elegendő ahhoz, hogy ökológiai időskálán a gazdálkodás képessége kiszorítsa az e képességgel nem rendelkező egyedeket, illetve hogy evolúciós időskálán a gazdálkodás képessége kialakuljon és elterjedjen a populációban. Ráadásul a gazdálkodók mindig stabilnak bizonyultak a mutációkkal rendre felbukkanó, gazdálkodásra képtelen típusokkal szemben. A gazdálkodás lényege, hogy a jó időszakban egy kis befektetéssel csökkenthető a hosszú távú veszteség vagy akár a kihalás kockázata is.
