Endosimbiyoz hipotezi nedir? Endosimbiyoz hipotezin oluşumu, tarihsel süreci, Birincil endosimbiyoz ve ikincil endosimbiyoz hakkında bilgi yazımız içerisinde yer almaktadır.
Endosimbiyoz hipotezi, farklı yapısal özelliklere sahip olan ökaryotik hücrelerde bulunan mitokondri ve kloroplast gibi organellerin kökenleriyle ilgili olan bir hipotezdir. Endosimbiyoz hipotezine göre, mitokondri ve kloroplast organelleri, bir primordial ökaryotik hücrenin içine alınan ayrı prokaryotik organizmalar olarak ortaya çıkmıştır. İki türün birbirinden farklı genişliklere bağımlı olduğu bu tür simbiyotik ilişkiler, ökaryotik hücrelerin evrimsel ilerleyişinin önemli unsurları olarak işlev görmüştür. Endosimbiyotik hipotez son yüzyılda büyük ölçüde gelişmiştir. Bu konuyla ilgili devam eden araştırmalar, çoğu zaman şimdi endosimbiyotik teori olarak anılan bu hipotez için önemli miktarda kanıt ve destek sağlamıştır. Bu araştırma ile endosimbiyotik hipotez evrimsel ikincil endosymbiyoz kavramını içerecek şekilde genişletilmiştir. Bu, evrimsel sürecin karmaşıklığına katkıda bulunur. Bununla birlikte, endosimbiyotik hipotezin gerçek önemi, bu kavramın bilimsel temelini gerçekte doğadaki endosymbiontsların gerçek örnekleriyle ilişkilendirirken, apaçık ortadadır.
Birincil Endosimbiyoz
Birincil endosimbiyoz, bir ökaryotun başka bir canlı prokaryotu içine aldığı süreçtir. Bir organizma daha sonra bu organizmayı kendi avantajına kullanabilir. Eğer bir ökaryotik hücre fotosentetik alg hücresine girerse, daha büyük organizmalar daha sonra algın ürünlerini kullanabilir ve ototrofik bir organizma haline gelebilir. Ama eğer daha büyük hücre ölürse, daha küçük hücre ölmeyebilir ve hayatta kalabilmek için eski hücrenin kalıntılarını terk edebilir. Ya da daha küçük hücre ölürse, daha büyük organizma hayatta kalabilir. Bilim adamları, bu sürecin tarihte sadece birkaç kez gerçekleştiğine ve mitokondri ve kloroplastların yaratılmasına ve evrilmesine yol açtığına inanırlar. Bu sürecin bir örneği, bir hücre uzun zaman önce bir fotosentezik Cyanobacterium’un içine girdiği zaman olurdu. Bu bakteri hücrenin içinde bir plastid haline gelir ve genetik materyali paylaşmaya başlar. Bir plastid, önemli kimyasalları içeren ve üreten bitki ve yosun hücreleri içinde bulunan önemli bir organeldir. Zamanla bu plastid gelişti ve mevcut kloroplast oldu.
İkincil Endosimbiyoz
İkincil endosimbiyoz, bir ökaryot hücresinin, primer endosimbiyyoza uğramış başka bir ökaryot hücresine girmesidir. Bu süreç zamanla çok sık yaşanmış ve yeryüzünde bulduğumuz genetik çeşitliliğe yol açmıştır. Birincil ve ikincil endosimbiyoz arasındaki ana fark, hücre yutulduktan sonra daha büyük hücreye bağımlı hale gelir. Özgün halini bırakıp geri dönemez. Aşağıdaki resimde görebileceğiniz gibi, birincil ve ikincil endosimbiyoz arasında oldukça büyük bir fark vardır. İlk endosimbiyozdan sonra, orijinal hibrid hücre yeniden üretildi ve yeni yavrulardan biri, başka bir fotosentetik olmayan organizma tarafından yutuldu ve bu yeni hücrenin fotosentetik olmasını sağladı. Bu, primer endosimbiyozda endosimbiyozun ilk tabakası tarafından yapılmış olan bir çift membrandan ve ikincil endosimbiyozda yutulan hücrenin membranının ikinci tabakayı oluşturmasından dolayı mümkündür. Mitokondri ve kloroplastların çift fosfolipit bi-tabakasına sahip olmasının nedeni budur.
Endosimbiyoz Hipotezin Oluşumu ve Tarihsel Süreci
Bilimdeki çoğu ders gibi, çoklu araştırmacıların ortak çabalarından da kabul görmüş bir teori geliştirilmektedir. Endosimbiyotik Teori farklı değildir.
Bilimsel topluluktaki birçok kişi, Dr. Lynn Margulis‘in Endosymbiyotik Teorisi’ni ilk öneren kişi olduğunu iddia ediyor. Mitokondri ve kloroplastların endosymbiont yapısını bir miktar kesin kanıtla ilk iddia eden kişi olduğu doğru olsa da, bunu tek başına yapamazdı. Geç 20 sırasında ona atılım öncesinde Birçok inci yüzyılın da teorinin tüm oluşumuna katkıları vardı. Sadece hepsini bir araya getirdi.
1883 yılında, Andreas Schimper, hücrelerdeki potansiyel endosimbiyotik doğayı inceleyen ve açıklayan ilk kişi oldu. 1905’te Konstantin Mereschkowsky, ilk olarak endosimbiyontlar olarak ortaya çıkan plastid fikrini önermiştir. Esasen, simbiyozun evrimin ana itici gücü olduğunu savunan simbiyojenez fikrini formüle eden ilk kişiydi. 1926’da, Ivan Wallin ile işbirliği içinde, bu fikri mitokondriya “Symbiogenesis ve Türlerin Kökeni” adlı kitabında uyguladı.
Amerikalı biyolog Ivan Wallin, aslında ökaryotik hücrenin mikroorganizmalardan oluştuğu fikrini ilk akla getireniydi. Daha sonra göreceğimiz gibi, bu düşünce Endosimbiyotik Hipotezinin oluşumunda çok önemliydi. 1927’de, bakterilerin türlerin kökeninin birincil nedenini nasıl temsil edebileceğini de açıkladı. Böylece, bir türün oluşumu endosimbiyoz ile gerçekleşebilir. Ivan Wallin, Symbiogenesis fikrini oluşturmak için KS Mereschkowsky ile çalışacaktı, ancak mitokondri ve kloroplastların DNA içermediği varsayımıyla teorileri orijinal olarak reddedildi. Ancak, 1960’larda Hans Ris’in teoriyi yeniden canlandırdığı zaman, bu durumun sahte olduğu kanıtlandı.
1981 yılında Dr. Lynn Margulis, yaptığı çalışmaların, Hücre Evriminde Symbiosis’in yayınlanmasıyla endosimbiyotik hipotezin ardındaki en önemli figür olmuştur . Araştırması endosimbiyotik teori için birincil destek oldu; Mitokondrinin kökeninin, başlangıçta endosimbiyoz yoluyla ökaryotik hücrelerle simbiyotik bir ilişkiye giren ayrı organizmalar olduğunu iddia eder.
Esasen, genetik varyasyonun ana kaynağı olarak kabul edilen rastlantısal mutasyon kavramına karşı durdu. Simbiyotik bir birleşmenin yeni genomların yaratılmasında çok daha büyük bir rol oynadığını düşünüyordu. Ona göre, hücrelerin sitoplazmasında bulunan DNA, genetik sürüklenmenin mutasyonundan ziyade organel haline gelen bakterilerin genlerinden kaynaklandı.
Massachusetts Amherst Üniversitesi’nde Dr. Lynn Margulis, ökaryotik hücrelerde mitokondri ve kloroplastların kökenini araştırdı. Bu organellerin, daha sonra ökaryotik hücreler içinde bulunan prokaryotik endosymbiontlar olarak ortaya çıktığını saptamıştır. Teorisine göre mitokondri aerobik bakterilerden evrildi ve kloroplastlar endosymbiyotik siyanobakterilerden evrildi. Araştırmaları bu teoriyi desteklemek için ikna edici kanıtlar buldu.
Endosimbiyotik Teorisine destek olarak Margulis, serbest yaşayan bakterilerin diğer mikroorganizmalarla birlikte daha sık yaşam formlarıyla daha sık birleşmeye eğilimli olduğunu kanıtladı. Prokaryotları, ökaryotları ve organelleri inceleyerek endosymbiyozu, birçok benzerliği için en iyi açıklama olarak iddia etmiştir. Daha önce de belirtildiği gibi, bulgularını “Hücre Evrimi Symbiosis” (1981) adlı eserinde kaydetti.
Margulis, mitokondri ve kloroplastların kökeni üzerindeki ilk açıklamalarına ek olarak, endosymbiyotik spiroketlerden elde edilen ökaryotik flagella ve silyaları da önerdi. Bu iddianın argümanı, hiçbir DNA içermediği ve prokaryotlara ultrastrüktürel benzerlikler göstermediği için güçlü değildir. Böylece, bu fikir için çok az destek var. Gerçeklere rağmen, DNA içermeyen peroksizomların da endosimbiyotik kökenli olduğu düşünülmüştür. Christian de Duve aslında ilk endosymbionts olduklarını öne sürdü.
Bilimsel çalışmalarını özetlemek gerekirse,
“Margulis ve Sagan’a (1996) göre,“ Hayat, dünyayı muharebe ederek değil, ağ yoluyla ”(yani, canlı organizmalar arasındaki işbirliği, etkileşim ve karşılıklı bağımlılık ile) ele geçirmedi. Darwin’in, yarışmadan kaynaklanan evrim fikrini eksik olduğunu düşünüyor. ”
Endosimbiyotik hipoteziyle ilgili şaşırtıcı çalışmaları nedeniyle, 2000 yılında Başkan Bill Clinton’dan Ulusal Madalya Ödülü’ne layık görülmüştür. Aynı zamanda Ulusal Bilimler Akademisi ve Rusya Doğal Bilimler Akademisi üyesidir. EO Wilson tarafından “modern biyolojide en başarılı sentetik düşünürlerden biri” olarak adlandırıldı. Hepsinde, araştırmaları, hipotezden teoriye endosymbiyoz çalışmasının statüsünü başlatmasına önemli ölçüde yardımcı oldu.
