A
principal implicação da endossimbiogênese
é a de que os eucariotas são, de fato, quimeras
produzidas pela combinação de diversos genomas
de procariontes.
Esta
teoria é apoiada por várias similaridades
estruturais e genéticas como, por exemplo, o facto
dos cloroplastos primários das plantas conterem
clorofila b e os das algas vermelhas e glaucophyta conterem
ficobilinas. Por outro lado, a análise do genoma
de alguns destes organelos mostra a sua origem de outros
organismos. Outros tipos de algas possuem cloroplastos
que provavelmente têm origem numa endosimbiose secundária
(como as actuais zooxantelas simbiontes dos corais) ou
por ingestão dum organismo com aqueles organelos.
História
A
ideia de que a célula eucariótica é
um cojunto de microorganismos foi pela primeira sugerida
na década de 1920 pelo biólogo norte-americano
Ivan Wallin, mas a teoria da origem endosimbiótica
das mitocôndrias e cloroplastos só foi formulada
por Lynn Margulis da Universidade de Massachusetts - Amherst
em 1981, com a publicação do seu ensaio
Symbiosis in Cell Evolution (“Simbiose na Evolução
das Células”) onde ela sugeriu que as células
eucarióticas nasceram como comunidades de organismos
em interacção, que se uniram numa ordem
específica. Os elementos procarióticos poderiam
ter entrado numa célula hospedeira, quer por ingestão,
quer como um parasita. Com o tempo, os elementos originais
teriam desenvolvido uma interacção biológica
mutualmente benéfica que, mais tarde, se tornou
numa simbiose obrigatória.
Margulis
também sugeriu que o flagelo e cílio das
células eucarióticas pode ter tido origem
numa espiroqueta endosimbiotica, mas aqueles organelos
não contêm DNA e não têm similaridades
ultraestruturais com os dos procariotas; por estas razões,
aquela ideia não tem grande apoio na comunidade
científica. O mesmo autor sugeriu ainda que as
relações simbióticas são uma
das principais forças no processo evolutivo, tendo
afirmado (em Margulis e Sagan, 1996) que "Os seres
vivos não ocuparam o mundo pela força, mas
por cooperação" e considera incompleta
a teoria de Darwin de ser a competição a
principal força na evolução.
Christian
de Duve (premiado com o Prémio Nobel Medicina,
em 1974) considera que os peroxissomas podem ter sido
os primeiros endosimbiontes, que permitiram às
células adaptar-se à quantidade crescente
de oxigénio molecular na atmosfera da Terra, no
entanto, como estes organelos também não
possuem DNA, esta teoria é considerada especulativa
e sem bases sólidas.
Provas
da origem endossimbionte das mitocôndrias e cloroplastos
Os
seguintes factos provam que as mitocôndrias e cloroplastos
tiveram origem em bactérias endossimbiontes:
* Tanto as mitocôndrias como os cloroplastos possuem
DNA bastante diferente do que existe no núcleo
celular e em quantidades semelhantes ao das bactérias;
* As mitocôndrias utilizam um código genético
diferente do da célula eucariótica hospedeira
e semelhante ao das bactérias e Archaea;
* Ambos estes organelos se encontram rodeados por duas
ou mais membranas e a mais interna tem diferenças
na composição em relação às
outras membranas da célula e semelhanças
com a dos procariotas;
* Ambos se formam por fissão binária, como
é comum nas bactérias; em algumas algas,
como a Euglena, os cloroplastos podem ser destruídos
por certas substâncias químicas ou por ausência
prolongada de luz, sem que isso afecte a célula
(que se torna heterotrófica); além disso,
quando isto acontece, a célula não tem capacidade
para regenerar os seus cloroplastos;
* Muito da estrutura e bioquímica dos cloroplastos,
como por exemplo, a presença de tilacóides
e tipos particulares de pigmentos, é muito semelhante
aos das cianobactérias; análises filogenéticas
de bactérias, cloroplastos e genomas eucarióticos
também sugerem que os cloroplastos estão
relacionados com as cianobactérias;
* A sequência do DNA de algumas espécies
sugere que o núcleo celular contém genes
que aparentemente vieram do cloroplasto;
* Tanto as mitocôndrias como os cloroplastos possuem
genomas muito pequenos, em comparação com
outros organismos, o que pode significar um aumento da
dependência destes organelos depois da simbiose
se tornar obrigatória, ou melhor, passar a ser
um organismo novo;
* Vários grupos de protistas possuem cloroplastos,
embora os seus portadores serem, em geral, mais estreitamente
aparentados com formas que não os possuem, o que
sugere que, se os cloroplastos tiveram origem em células
endosimbiontes, esse processo teve lugar múltiplas
vezes, o que é muitas vezes chamado “endosimbiose
secundária”.
