Από μέσα… προς τα έξω
Μια νέα θεωρία για την προέλευση της πολύπλοκης ζωής ανατρέπει τις υπάρχουσες θεωρίες… από μέσα προς τα έξω.
Οι ερευνητές Buzz και David Baum εξηγούν σε ένα άρθρο τους, που δημοσιεύτηκε στο BMC Biology, την «από μέσα προς τα έξω» θεωρία τους για το πώς δημιουργήθηκαν ή θα μπορούσαν να έχουν δημιουργηθεί τα ευκαρυωτικά κύτταρα, από τα οποία προέκυψαν όλοι οι πολυκύτταροι οργανισμοί –συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.
Οι ερευνητές εξετάζουν το ερώτημα του πώς τα απλά «προκαρυωτικά» κύτταρα, όπως τα βακτήρια –τα οποία λίγο ή πολύ είναι κάτι σαν ένας μικρός σάκος μεμβράνης- εξελίχθηκαν σε πιο πολύπλοκα ευκαρυωτικά κύτταρα, τα οποία περιέχουν πολλά εσωτερικά διαμερίσματα μεμβράνης.
Αυτά τα διαμερίσματα περιλαμβάνουν τον πυρήνα, ο οποίος περιέχει γενετικές πληροφορίες με τη μορφή DNA, το ενδοπλασματικό δίκτυο, που διακλαδώνει τις πρωτεΐνες και τα λιπίδια σε όλο το κύτταρο και τα μιτοχόνδρια, τα οποία δρουν ως εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας του κυττάρου. Τα μιτοχόνδρια περιέχουν επίσης το δικό τους ξεχωριστό DNA, το οποίο αποτελεί ένα καλό δείκτη της άλλοτε «ξεχωριστής ύπαρξής τους».
Το πρόβλημα είναι ότι κανείς δεν έχει εντοπίσει ευκαρυωτικά κύτταρα, που είναι ενδιάμεσης πολυπλοκότητας, γεγονός που καθιστά πολύ πιο δύσκολο να γνωρίζουμε πώς εξελίχθηκαν.
Προς το παρόν, σύμφωνα με δημοσίευμα του sciencedaily.com, η πιο ευρέως αποδεκτή θεωρία θέλει τα μιτοχόνδρια να έχουν προέλθει από ένα αρχαιοβακτήριο, που μοιάζει με βακτήριο αλλά έχει πολλές μοριακές διαφορές. Το ευκαρυωτικό σύστημα μεμβρανών, συμπεριλαμβανομένου του πυρηνικού φακέλου, στη συνέχεια σχηματίστηκε μέσα στα όρια αυτού του αρχαϊκού κυττάρου, μέσω της εγκόλπωση της εξωτερικής μεμβράνης.
Η εξήγηση αυτή ταιριάζει με πολλά σημερινά δεδομένα, αλλά μερικά προβλήματα παραμένουν.
«Όλοι συμφωνούν ότι τα ευκαρυωτικά κύτταρα προήλθαν από μια συμβιωτική σχέση μεταξύ δύο τύπων κυττάρων: τα βακτήρια που έγιναν μιτοχόνδρια και ένα κύτταρο ξενιστή (αρχαίο) που έγινε το κυτταρόπλασμα και ο πυρήνας. Αυτή η συμβίωση εξηγεί την προέλευση των μιτοχονδρίων, όμως τι γίνεται με άλλες ευκαρυωτικές δομές και κυρίως, με τον πυρήνα;» αναφέρει ο David Baum από το πανεπιστήμιο του Ουινσκόνσιν.
Η «από μέσα προς τα έξω» θεωρία του Baum κάνει λόγο για μια προοδευτική πορεία, κατά την οποία θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί τα ευκαρυωτικά κύτταρα.
Ο ίδιος εξηγεί τις διαφορές μεταξύ των «από έξω προς τα μέσα» και «από μέσα προς τα έξω» θεωριών, χρησιμοποιώντας μια μεταφορά: «Ένα προκαρυωτικό κύτταρο μπορεί να ιδωθεί ως ένα εργοστάσιο που αποτελείται από ένα μεγάλο, ανοιχτό κτίριο στο οποίο οι διαχειριστές, οι χειριστές των μηχανημάτων, οι υπάλληλοι, οι επιστάτες, κ.λπ. όλοι δουλεύουν μαζί. Αντίθετα, ένα ευκαρυωτικό κύτταρο είναι σαν ένα πολύπλοκο εργοστάσιο, που αποτελείται από αρκετούς συνδεδεμένους χώρους εργασίας: ένα δωμάτιο ελέγχου και εξειδικευμένα δωμάτια για την υποδοχή, την κατασκευή, τη διάθεση των αποβλήτων κ.λπ. Οι παραδοσιακές θεωρίες προτείνουν ότι το συγκρότημα του εργοστασίου προέκυψε όταν χωρίσματα χτίστηκαν μέσα σε ένα ενιαίο υπόστεγο. Σε αντίθεση, η «από μέσα προς τα έξω» θεωρία φαντάζεται, ότι μια σειρά από επεκτάσεις προστέθηκαν γύρω από έναν αρχικό πυρήνα -τώρα το δωμάτιο ελέγχου- ενώ άλλες λειτουργίες μετακινήθηκαν έξω σε νέα, εξειδικευμένα τμήματα».
Η θεωρία «μέσα-έξω» είναι ριζικά διαφορετική από όλες τις υπάρχουσες θεωρίες, επειδή η δράση για την οικοδόμηση του ευκαρυωτικού κυττάρου βρίσκεται έξω από τα όρια του προγονικού κυττάρου.
«Δε μπορούμε να γνωρίζουμε πώς συνέβησαν αυτά τα πρώιμα εξελικτικά βήματα, όμως μπορούμε να κοιτάζουμε τις υπάρχουσες διαδικασίες για έμπνευση» σχολίασε ο ερευνητής.
