Hipoteza wodoru - Hydrogen hypothesis
Hipoteza wodoru jest model zaproponowany przez William F. Martin Miklos Müller w 1998 roku opisuje możliwy sposób, w którym mitochondrium powstały jako endosymbiozy obrębie archaeon (sklasyfikowanej jako niewątpliwej prokariontów w danym czasie), dając w symbiotycznym związku dwóch komórek, z których mogła powstać pierwsza komórka eukariotyczna ( symbiogeneza ).
Zgodnie z hipotezą wodoru:
- Gospodarzem, który nabył mitochondrium, był zależny od wodoru archeon, prawdopodobnie podobny w fizjologii do współczesnych archeonów metanogennych , które wykorzystują wodór i dwutlenek węgla do produkcji metanu ;
- Przyszłym mitochondrium była fakultatywnie beztlenowa eubakteria, która produkowała wodór i dwutlenek węgla jako produkty uboczne oddychania beztlenowego ;
- Rozpoczęła się symbiotyczna relacja między nimi, oparta na zależności gospodarza od wodoru ( syntrofia beztlenowa ).
Mechanizm
Hipoteza różni się od wielu alternatywnych poglądów w ramach teorii endosymbiotycznej , które sugerują, że pierwsze komórki eukariotyczne wyewoluowały jądro, ale brakowało im mitochondriów, drugie powstało, gdy eukariota pochłonęła prymitywną bakterię, która ostatecznie stała się mitochondrium. Hipoteza przypisuje wodorosomom znaczenie ewolucyjne i dostarcza uzasadnienia dla ich wspólnego pochodzenia z mitochondriami. Hydrogenosomy to beztlenowe mitochondria, które wytwarzają ATP , z reguły przekształcając pirogronian w wodór, dwutlenek węgla i octan . Znane są przykłady współczesnej biologii, w których metanogeny gromadzą się wokół hydrogenosomów w komórkach eukariotycznych. Większość teorii w ramach teorii endosymbiotycznej nie odnosi się do wspólnego pochodzenia mitochondriów i hydrogenosomów. Hipoteza ta dostarcza prostego wyjaśnienia obserwacji, że eukarionty są genetycznymi chimerami z genami pochodzenia archeonów i eubakterii. Co więcej, oznaczałoby to, że archeony i eukarya rozdzieliły się po pojawieniu się współczesnych grup archeonów. Większość teorii w ramach teorii endosymbiotycznej przewiduje, że niektóre eukarionty nigdy nie posiadały mitochondriów. Hipoteza wodoru przewiduje, że nigdy nie istniały żadne eukarionty pozbawione pierwotnie mitochondriów. W ciągu 15 lat od opublikowania hipotezy dotyczącej wodoru ta specyficzna prognoza była wielokrotnie testowana i okazała się zgodna z obserwacjami.
W 2015 r. Odkrycie i umieszczenie Lokiarchaeota (rodu archeonów posiadających rozszerzony repertuar genetyczny obejmujący geny zaangażowane w przebudowę błony i strukturę cytoszkieletu aktyny ) jako siostrzanej grupy eukariontów podważyło poszczególne założenia hipotezy wodorowej, jak wydaje się Lokiarchaeota. brak metanogenezy.