Théorie endosymbiotique

Comme Théorie endosymbiotique on connaît une hypothèse biologique évolutive qui attache le développement de la vie supérieure à l'endosymbiose des procaryotes. L'idée a été discutée pour la première fois à la fin du XIXe siècle par le botaniste Schimper. De nombreux résultats de recherche parlent maintenant de la théorie.

Quelle est la théorie endosymbiotique?

Le botaniste Schimper a publié pour la première fois l'idée de la théorie endosymbiotique en 1883, ce qui devrait expliquer l'origine des chloroplastes dans son travail. Le biologiste évolutionniste russe Konstantin Sergejewitsch Mereschkowski a repris la théorie de l'endosymbionte au début du 20e siècle. Cependant, la théorie n'est devenue connue qu'en 1967 lorsqu'elle a été reprise par Lynn Margulis.

Dans un résumé simplifié, la théorie dit que les organismes unicellulaires ont été absorbés par d'autres organismes unicellulaires au cours de l'évolution. On dit que cette absorption a permis le développement de composants cellulaires d'êtres vivants supérieurs. De cette manière, selon les partisans de la théorie, une vie de plus en plus complexe est apparue au cours de l'évolution.

À l'origine, les composants cellulaires humains remontent aux protozoaires. Selon la théorie, les eucaryotes ne sont apparus que lorsque des organismes précurseurs procaryotes sont entrés en symbioses. En particulier, les bactéries chimiotrophes et phototrophes auraient été absorbées par d'autres cellules procaryotes des archées dans un acte de phagocytose.

Au lieu de les digérer, les cellules procaryotes les ont gardées à l'intérieur, où elles sont devenues des endosymbiontes. On dit que ces endosymbiontes se sont développés en organites cellulaires dans les cellules hôtes. La cellule hôte et les organites qu'elle contient correspondent aux eucaryotes. Les organites cellulaires des mitochondries et des plastes portent encore ces caractéristiques aujourd'hui.

Étant donné que les eucaryotes existent également sans ces organites décrits, ces composants doivent avoir été éliminés ou la théorie ne s'applique pas.

Fonction et tâche

La théorie endosymbiotique nomme le développement des mitochondries et des plastes dans les organismes procaryotes. On dit que les organismes unicellulaires sont entrés dans une endosymbiose avec d'autres cellules et ont continué à vivre dans la cellule hôte. À ce jour, la science voit des protozoaires amiboïdes absorber des cyanobactéries qui continuent à y vivre. Des observations comme celles-ci semblent soutenir la théorie endosymbiotique.

Au cours de l'évolution, selon la théorie endosymbiotique, deux organismes auraient dû devenir mutuellement dépendants, de sorte qu'aucun des partenaires ne puisse survivre sans l'autre. On dit que l'endosymbiose qui en résulte a fait perdre aux organites des parties du matériel génétique qui ne sont plus nécessaires. On dit que les complexes protéiques individuels dans les organites sont composés en partie d'unités codées par noyau et en partie d'unités codées par mitochondrie.

Selon les analyses génomiques, les plastes sont dérivés de cyanobactéries, tandis que les mitochondries sont associées à des protéobactéries aérobies. La science fait référence à l'endosymbiose entre les eucaryotes et les procaryotes comme endosymbiose primaire. Si des organites cellulaires sont apparus suite à l'ingestion d'un eucaryote avec un événement d'endosymbiose primaire précédemment expérimenté, nous parlons d'endosymbiose secondaire.

Les plastes primaires se trouvent dans deux membranes d'enveloppe, qui, selon la théorie, correspondent aux membranes de la cyanobactérie absorbée. Trois types de plastes primaires et donc trois lignées d'organismes autotrophes se seraient développés de cette manière. Les algues unicellulaires des Glaucocystacées, par exemple, contiennent des plastes de la cyanobactérie, tout comme les algues rouges. Les algues vertes et les plantes supérieures contiennent les plastes les plus développés, les chloroplastes. Les plastes secondaires ont trois ou quatre membranes de recouvrement. Les endosymbioses secondaires entre algues vertes et eucaryotes sont maintenant connues, de sorte qu'Euglenozoa et Chlorarachniophyta auraient pu absorber les endosymbiontes primaires indépendamment les uns des autres.

Maladies et affections

Si la théorie endosymbiotique est correcte, comme le suggère l'état actuel des recherches, tous les complexes de cellules végétales, animales et donc aussi humaines ont leur origine dans une fusion de procaryotes. L'homme aurait des procaryotes à remercier pour la vie elle-même.

Cependant, les procaryotes sont également responsables de nombreuses maladies au contact de l'homme. Dans ce contexte, il convient de se référer, par exemple, à la valeur pathologique des protéobactéries, qui sont particulièrement pertinentes dans la théorie de l'endosymbionte. De nombreuses bactéries de ce département sont considérées comme des agents pathogènes. Cela s'applique, par exemple, à Helicobacter pylori, une bactérie en forme de bâtonnet qui colonise l'estomac humain. Avec une prévalence de 50 pour cent, l'infection à Helicobacter pylori est souvent l'une des infections bactériennes chroniques les plus courantes dans le monde. Plus de 30 millions de personnes sont infectées par la bactérie, mais seulement entre 10 et 20 pour cent de toutes les personnes infectées développent des symptômes.

Les principaux symptômes sont les ulcères gastro-duodénaux, qui peuvent affecter l'estomac ou le duodénum. Dans leur ensemble, les infections par la bactérie sont tenues pour responsables de toute une gamme de maladies gastriques, en particulier des maladies qui se manifestent par une sécrétion accrue d'acide gastrique. Outre les ulcères de l'estomac et du duodénum, ​​la bactérie peut donc probablement aussi être impliquée dans la gastrite de type B.

L'examen d'une infection bactérienne par la protéobactérie fait désormais partie du diagnostic standardisé des maladies gastriques. Outre les maladies évoquées, une infection chronique par la bactérie est désormais classée comme un facteur de risque de cancer gastrique. Il en va de même pour le lymphome MALT.

Il semble également y avoir un lien entre l'infection et des maladies telles que l'urticaire chronique idiopathique (urticaire), la thrombocytopénie immunitaire chronique, l'anémie ferriprive et la maladie de Parkinson.

L'Helicobacter pylori n'a été discuté ici qu'à titre d'exemple. De nombreux autres procaryotes sont associés à la valeur de la maladie et sont considérés comme des agents pathogènes pour les humains, les animaux et les plantes.