Пътят на еволюцията
Сложните клетки, които са в основата на животните и растенията, имат голяма колекция от така наречените органели. Това са отделения, заобиколени от мембрани, които изпълняват специализирани функции. Такива са митохондрията, където бивша бактерия се справя със задачата да преобразува химическата енергия в полезни форми и хлоропластът, където се случва фотосинтезата.
Фактът, че има само няколко случая на органели, еволюирали чрез ендосимбиоза, предполага, че това е изключително рядко явление. Възможно е изследователите да са открили нов случай, в който органела, посветена на фиксирането на азот от атмосферата, е в процес на еволюция. Получената органела, наречена нитропласт, все още е в процес на специализация.
Получаване на азот
Азотът е един от основните елементи на живота. Всяка ДНК база и аминокиселина в протеин съдържа поне един, а често и няколко азотни атома. Среда наситена с него е изключително трудна за живот. Молекулите N2 може да са изобилни в нашата атмосфера, но те са трудни за разпадане. Ензимите, които го правят се наричат нитрогенази. Те се намират само в бактериите и не работят в присъствието на кислород. Други организми трябва да получават азот от околната среда, което е една от причините да използваме толкова много енергия, за да доставяме азотни торове за много култури.
Симбиотична връзка
Някои растения могат да получат азот чрез симбиотична връзка с бактерии. Тези растения образуват специализирани възли, които осигуряват местообитание за бактериите, произвеждащи азот. Тази връзка е форма на ендосимбиоза, при която микробите се установяват в тялото или клетките на даден организъм, като всеки осигурява химикали, от които другият се нуждае.
В по-екстремни случаи ендосимбиозата може да стане задължителна, като нито един организъм не може да оцелее без другия. При много насекоми ендосимбионтите се предават на потомството по време на производството на яйца, а самите микроби често нямат ключови гени, които биха им позволили да живеят независимо.
Чудото на еволюцията
Но дори състояния като това не отговарят на ситуацията в митохондриите и хлоропластите. Тези органели са напълно интегрирани в клетката, като се дублират и разпределят, когато клетките се делят. Те също имат минимални геноми, като повечето от техните протеини се произвеждат от клетката и се внасят в органелите. Това ниво на интеграция е продукт на над един милиард години еволюция от началото на ендосимбиотичната връзка.
Очевидно става въпрос за много сложен процес, въз основа на привидната му рядкост. Освен митохондриите и хлоропластите, има само един потвърден пример за по-скорошна ендосимбиоза между еукариоти и бактериален вид. Ето защо намирането на друг пример е толкова вълнуваща перспектива.
