11.8. СИМБИОЗ С БАКТЕРИЯМИ ПРИВЕЛ К ОБРАЗОВАНИЮ МИТОХОНДРИЙ

Гипотеза о симбиотическом происхождении митохондрий была предложена в 1905 г., когда русские учёные К. Мережковский и А. Фаминцын выдвинули гипотезу о ведущей роли симбиоза в прогрессивной эволюции органического мира (гипотеза симбиогенеза), рассматривая, например, хлоропласты цветковых растений как видоизменённые симбиотические водоросли. В настоящее время она получила подтверждение на основе генетического анализа.

Ныне уже почти ни у кого не вызывает сомнения, что митохондрии и пластиды есть результат захвата из внешней среды прокариотических организмов и их адаптации к жизни внутри хозяина. Согласно современной симбиотической гипотезе, пластиды (места локализации хлорофилла и выработки химической энергии из энергии лучей солнца) произошли от цианобактерий (археобактерией), а митохондрии от альфа протобактерий иначе называемых пурпурными бактериями.

В пользу симбиотического происхождения митохондрий и пластид свидетельствуют следующие факты. Митохондрии и пластиды имеют две полностью замкнутые мембраны. При этом внешняя сходна с мембранами вакуолей, внутренняя — бактерий. Обе органеллы размножаются бинарным делением (причем делятся иногда независимо от деления клетки), никогда не синтезируются de novo. Их генетический материал представлен сравнительно небольшой (около 16,5 тысяч пар нуклеотидов) замкнутой в кольцо ДНК, не связанной с гистонами (по доле нуклеотидных пар Г-Ц ДНК митохондрий и пластиды ближе к ДНК бактерий, чем к ядерной ДНК эукариот). Митохондрии и пластиды имеют свой аппарат синтеза белка — рибосомы и др. Их рибосомы прокариотического типа — с величиной скорости осаждения, равной 70S. Их рРНК по строению близки к бактериальной. Некоторые белки этих органелл похожи по своей первичной структуре на аналогичные белки бактерий и не похожи на соответствующие белки цитоплазмы.

Археозоа ? это первично безмитохондриальная клетка, которая возникла в бескислородной среде 2,3 млрд. лет назад, перед Великим Кислородным Событием, небольшим по продолжительности периодом времени, когда на Земле резко увеличилась концентрация кислорода в атмосфере. Все амитохондриальные виды эукариотов являются не примитивными предшественниками, а высоко специализированными видами, как, например, микроспоридия. Гидрогеносомы и митосомы являются органеллами, которые в процессе эволюции произошли от митохондрий.