• Veröffentlicht: 26.01.2015
  • Auf SciViews seit: 18.02.2016
  • Sprache: deutsch
  • Laufzeit:
    0:04:51
Evolution

Wie kamen die Untermieter in die Zelle?

Ein Animationsvideo zeigt anschaulich, wie Organellen im Lauf der Evolution in die Zellen gelangten. Viele Hinweise sprechen mittlerweile für die im Film dargestellte Endosymbiontentheorie.

Von der SciViews-Autorin

Wie sind die Organellen der Zellen entstanden, also diejenigen Strukturen in ihnen, die ähnlich den Organen in höheren Lebewesen ganz bestimmte Funktionen übernehmen? Eine Antwort gibt das Modell der Endosymbionten, das inzwischen 133 Jahre alt und mit vielen Belegen untermauert ist. Das Szenario: Im Urozean leben vor ein bis dreieinhalb Milliarden Jahren Einzeller, unterschiedlich spezialisierte Bakterien. So genannte Archaeen nutzen Wasserstoff als Energiequelle, kleine Proteobakterien setzen dagegen Wasserstoff frei. Wenn das größere Bakterium das kleineren Proteobakterium in sich aufnimmt, hat es seine Nahrungsquelle von da an als Untermieter: Wasserstoff frei Haus. Die Proteobakterien wiederum sind jetzt geschützt und müssen selbst keine Nahrung mehr suchen – eine Win-Win-Situation. Im Laufe der Jahrmillionen werden aus ihnen die Mitochondrien, die Kraftwerke der Zellen, – der Untermieter ist nun dauerhaftes Mitglied der Wohngemeinschaft. Und noch später entstehen – mit der Aufnahme von Cyanobakterien – die Chloroplasten, also jene Zellorganellen, die Fotosynthese betreiben.

Das knapp fünfminütige Animationsvideo der Max-Planck-Gesellschaft zeigt anschaulich und korrekt die Evolution des aufgenommenen Bakteriums – darunter die Auffaltung der Membranen, die mehr Oberfläche für Enzyme schafft und den Verlust von DNA, da beispielsweise die Fortbewegung unnötig geworden war. Es erklärt die Grundlagen der Endosymbiontentheorie verständlich und fasst mehrere Belege für die Hypothese zusammen, ohne sich in komplizierten Einzelheiten zu verlieren – ein guter Einstieg in das Thema. Interessant an dem Video sind Details wie der Hinweis, dass die Cyanobakterien während ihrer Entwicklung zu den Chloroplasten 95 Prozent ihrer Gene an den Zellkern des (ehemaligen) Wirts abgegeben haben – einen kleinen Teil aber auch an die Mitochondrien.

Zu den Belegen für die Endosymbiontentheorie zählt die Tatsache, dass im Kern aller heutigen Vielzeller Gene von Proteobakterien enthalten sind. Besonders gut wird der Vorgang, wie Zellen zu ihren Untermietern kommen, von der Meeresschnecke Elysia chlorotica demonstriert. Die Schnecke frisst die gelbgrüne Meeresalge Vaucheria litorea, deren Zellwände anschließend in ihrem Verdauungssystem zerstört werden. Die dabei frei werdenden Chloroplasten nimmt sie in ihre eigenen Darmzellen auf – und kann von da an Fotosynthese betreiben. Eine neue Studie, die in dem Video allerdings nicht Erwähnung findet, zeigt sogar, dass die Schnecke Gene von ihren Endosymbionten in ihre Chromosomen aufgenommen hat.

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