Windows 7 cl d'activation ultime ao04t 2012 pass4sure exam

parajumpers windbreaker chrome hearts jewelry

Symbiotyczne życie

Nie tylko konkurencja, ale także owocna współpraca wyznaczała drogi rozwoju życia. Bez niej nie byłoby ono tym, czym teraz jest.

 Piotr Kardasz 

Gdy uczyłem się w szkole biologii mówiono nam że świat istot żywych dzieli się na dwie wielkie grupy zwane królestwami: rośliny i zwierzęta. Do roślin zaliczano również grzyby i trudno się temu dziwić ? co prawda nie posiadają chlorofilu, ale i nie poruszają się jak zwierzęta, raczej rosną podobnie do innych roślin. Do królestwa roślin zaliczano także bakterie i tylko ze słynną eugleną zieloną, którą każdy chyba ze szkolnych lat pamięta, nikt do końca nie wiedział co zrobić. Może ona posiadać chlorofil i żyć jak glon, ale może także odżywiać się na sposób „zwierzęcy” – w rezultacie można było ją znaleźć zarówno w podręcznikach botaniki jak i zoologii.

Początkiem zmian w postrzeganiu świata żywych istot było rozszyfrowanie w latach sześćdziesiątych XX wieku kodu genetycznego. Od tego momentu z pomocą coraz dokładniejszej aparatury poznawaliśmy coraz większe fragmenty tego kodu. Mogliśmy zacząć porównywać DNA poszczególnych istot żywych, początkowo małe jego fragmenty, dziś potrafimy odczytać już cały zapis genów dowolnego gatunku, włącznie z nami, ludźmi. Jednocześnie coraz dokładniejsze mikroskopy i inne przyrządy laboratoryjne pozwoliły zajrzeć w głąb żywych komórek z coraz większą precyzją. Naukowcy obserwowali, dekodowali i porównywali.

Wkrótce okazało się, że grzyby nie mają nic wspólnego z roślinami i nigdy nie posiadały chloroplastów. Również analiza kodu genetycznego wskazywała na bliższe pokrewieństwo grzybów ze zwierzętami, niż z roślinami. Nie było rady: trzeba było wydzielić dla grzybów osobne królestwo. Należało się ono również jednokomórkowym istotom takim jak Euglena – ni to grzybom, ni to roślinom, ni to zwierzętom – one też otrzymały samodzielne królestwo Protista.

Największą nieciągłość w żywym świecie odnaleziono jednak pomiędzy bakteriami, a resztą żywych istot. Te pierwsze są zbudowane znacznie prościej, nie mają wielu „narządów komórkowych” – organelli – którymi dysponują bardziej złożone istoty żywe. Nie mają również jądra komórkowego, a ich DNA zamknięte jest w koliste cząsteczki. Różnic jest znacznie więcej – trzeba było znów podzielić świat żywych istot na pół – Prokaryota, bakterie i sinice – i Eukaryota – pierwotniaki, grzyby, rośliny i zwierzęta. Między nimi jest przepaść: nie ma żywych form pośrednich, nie dysponujemy także kopalnymi śladami takowych.

Wiadomo, że Prokaryota powstały najpierw. Są prostsze, a ich ślady odnaleziono w skałach liczących prawie 4 miliardy lat. Eukaryota są dużo młodsze. Mają półtora miliarda lat, może dwa. Musiały więc powstać z Prokaryota. W jaki sposób mogło się to stać, skoro te dwie grupy dzieli taka przepaść?

Naukowcy zaczęli oczywiście tworzyć różnorodne hipotezy, jednak były one trudne do weryfikacji ze względu na brak jakichkolwiek form pośrednich, które mogliby badać. Tymczasem okazało się, że Prokaryota nie są grupą jednolitą. Pewne rzadkie bakterie, zwane archebakteriami, żyjące w ekstremalnych warunkach, takich jak gorące źródła, okazały się tak różnić od innych bakterii, że… tak naprawdę nie są bakteriami. Trzeba było stworzyć dla nich oddzielną domenę: Archea. I jednocześnie okazało się, że jest im znacznie bliżej do organizmów eukariotycznych, niż zwykłym bakteriom. Tyle  że na przeszkodzie do stworzenia jakiejkolwiek spójnej teorii powstania Eukaryota nadal brakowało możliwości zbadania jakichkolwiek form pośrednich, których po prostu brak.

Więc… może tych form pośrednich nigdy nie było, a Eukaryota powstały w jednej chwili? Lynn Margulis, amerykańska uczona, zaproponowała hipotezę symbiozy: komórka Archea wchłonęła żyjącą w pobliżu bakterię tlenową. Być może był to po prostu jej pokarm – ale w tym konkretnym przypadku bakteria tlenowa pozostała przy życiu. Być może bakteria była czynnikiem infekcyjnym, tak jak riketsje, jej dziś żyjący krewni – któremu nie udało się zniszczyć gospodarza. Albo oba organizmy żyły obok siebie, a później nastąpiło ich połączenie w wyniku jakichś zaburzeń środowiska. Tego rodzaju zdarzenia można obserwować wśród dzisiejszych istot żywych. Ich wynikiem często bywa symbioza – jeden organizm nie może obejść się bez drugiego i zaczynają stanowić całość.

Tak było i w tym przypadku. Nowy, symbiotyczny organizm mógł korzystać z umiejętności gospodarza, a jednocześnie używać tlenu do pozyskiwania energii. Ale Lynn Margulis, formułując swoją hipotezę nie poprzestała tylko na tym. Skoro komórka „gospodarza” miała możliwości dołączania do siebie innych, dlaczego miałaby poprzestać tylko na tym jednym „współpracowniku”? Na przykład symbioza z sinicą dawałaby możliwość fotosyntezy, a z krętkiem – bakterią o dużych możliwościach ruchu – możliwość sprawnego poruszania się. W hipotezie amerykańskiej uczonej eukariotyczna komórka składałaby się z co najmniej czterech elementów: pierwotnego gospodarza, bakterii tlenowej, fotosyntetyzującej sinicy i zdolnego do sprawnego ruchu krętka.

Teoria zaprezentowana w 1970 roku wywołała szok wśród biologów, którzy w owym czasie uważali, ze komórki eukariotyczne rozwinęły się w wyniku stopniowej komplikacji ich budowy (i tylko form pośrednich wciąż nie dawało się odnaleźć), jednak późniejsze badania przesądziły o tym, że dziś jest ona powszechnie uznawana. Mitochondria, organelle komórkowe odpowiedzialne za oddychanie tlenem, oraz chloroplasty, niezbędne roślinom do fotosyntezy, maja swój własny kod genetyczny i własną „maszynerię”do produkcji białek. Kod ten został odczytany, a elementy struktury tych organelli porównane ze znanymi dziś bakteriami. Wiemy już, że mitochondria spokrewnione są z bakteriami purpurowymi, a chloroplasty z sinicami. Nasze komórki nie są potomkami jednego organizmu. Jesteśmy symbiontami: my, zwierzęta, rośliny, grzyby, wszyscy jesteśmy potomkami nie jednego, a co najmniej dwóch – a rośliny trzech -różnych organizmów, które kiedyś, ponad dwa miliardy lat temu, podjęły ze sobą współpracę.

Od chwili opublikowania pracy Lynn Margulis i wykazania słuszności jej teorii, przynajmniej jeśli chodzi o mitochondria i chloroplasty, powstało więcej tego rodzaju hipotez, które są wciąż obiektem badań. Być może wici, jakie mają pierwotniaki, a także plemniki roślin i zwierząt, są potomkami krętków. Nie mają one jednak własnego DNA, które można by zbadać i porównać. Być może potomkiem symbiotycznej bakterii jest także samo jądro komórkowe. Być może przodkiem mitochondrium jest bakteria przetwarzająca pierwotnie nie tlen, lecz wodór – badania wciąż trwają, a biologia jest jedna z najszybciej rozwijających się dziś dziedzin wiedzy.

Życie na Ziemi jest pełne śmierci i pożerania się, ale także – symbiozy i współpracy. Współpraca między różnymi komórkami doprowadziła do powstania eukariotów – dużych komórek o jeszcze większych możliwościach. Mogły one sprawnie poruszać się w swoim środowisku, sprawnie pozyskiwać energię, czy to spalając pokarm z pomocą tlenu, czy to korzystając ze światła słonecznego poprzez fotosyntezę. Otworzyło to drogę do kolejnego etapu rozwoju: połączenia się wielu komórek w duże, wielokomórkowe organizmy, z których rozwinęły się znane nam dziś rośliny, zwierzęta i grzyby -a  także my sami. Nie tylko konkurencja, ale także owocna współpraca wyznaczała drogi rozwoju życia. Bez niej nie byłoby ono tym, czym teraz jest – być może po dziś dzień mielibyśmy na  Ziemi jedynie bakterie wypełniające oceany i nic poza tym. Warto o tym pamiętać.

 Zainteresowanym, którzy chcą dowiedzieć się więcej o tym jak powstała i rozwijała się teoria symbiotycznego życia polecam książkę Lynn Margulis – „Symbiotyczna Planeta” (Wydawnictwo CiS, Warszawa 2000)

Piotr Kardasz – zawodowo związany z informatyką, prowadzi badania na temat inteligentnych algorytmów przetwarzania sygnałów. Od kilkunastu lat interesuje się badaniami nad wpływem dźwięku na ludzką świadomość, prowadzonymi przez Instytut Monroe. Współtwórca „Adremidy”. eksperymenty.webh.pl

468 ad