How we think complex cells evolved - Adam Jacobson

Fordító: Eva Ballago Lektor: Zsuzsa Viola

What if you could absorb another organism

Mi lenne, ha be tudnánk kebelezni egy másik élő szervezetet,

and take on its abilities?

és át tudnánk venni a képességeit?

Imagine you swallowed a small bird and suddenly gained the ability to fly.

Képzeljük el, hogy lenyelünk egy kismadarat,

és egyszeriben tudunk repülni.

Or if you engulfed a cobra

Vagy lenyelünk egy kobrát,

and were then able to spit poisonous venom from your teeth.

és fogainkból ártalmas mérget tudunk kiválasztani.

Throughout the history of life,

Az élet történetében –

specifically during the evolution of complex eukaryotic cells,

különösen az összetett eukarióta sejtek evolúciója során – sokszor történt ilyen.

things like this happened all the time.

One organism absorbed another,

Az egyik szervezet magába olvasztotta a másikat,

and they united to become a new organism with the combined abilities of both.

és egyesülésükkel létrejött egy új, mindkettő képességeivel bíró organizmus.

We think that around 2 billion years ago,

Körülbelül kétmilliárd évvel ezelőtt

the only living organisms on Earth were prokaryotes,

a prokarióták voltak a Föld egyedüli élő szervezetei,

single-celled organisms lacking membrane-bound organelles.

melyek membránhoz kötődő organellum nélküli egysejtű organizmusok voltak.

Let's look closely at just three of them.

Nézzünk meg jobban hármat közülük.

One was a big, simple blob-like cell

Az egyik nagy, egyszerű, pacára hasonlító sejt volt,

with the ability to absorb things by wrapping its cell membrane around them.

mely be tudott kebelezni más dolgokat úgy, hogy sejtmembránjával körbekerítette őket.

Another was a bacterial cell

A másik baktériumsejt volt,

that converted solar energy into sugar molecules through photosynthesis.

mely cukormolekulákká alakította a napenergiát fotoszintézis útján.

A third used oxygen gas to break down materials like sugar

A harmadik oxigéngázt használt a cukorhoz hasonló anyagok lebontására,

and release its energy into a form useful for life activities.

és ezt az energiát életműködéshez használható formában szabadította fel.

The blob cells would occasionally absorb the little photosynthetic bacteria.

A pacasejtek olykor bekebelezték a kis fotoszintetizáló baktériumokat.

These bacteria then lived inside the blob and divided like they always had,

Ezek a baktériumok aztán a paca belsejében éltek és osztódtak, ahogy azelőtt,

but their existence became linked.

de most már a pacával összekapcsolódva.

If you stumbled upon this living arrangement,

Ha belebotlanánk egy ilyen életformába,

you might just think that the whole thing was one organism,

azt gondolhatnánk, egyetlen élő szervezet az egész,

that the green photosynthetic bacteria were just a part of the blob

hogy a zöld fotoszintetizáló baktériumok csak részei a pacának,

that performed one of its life functions,

annak egyik életfunkcióját látják el,

just like your heart is a part of you

mint ahogy nekünk is részünk a szívünk,

that performs the function of pumping your blood.

mely a véráramoltatás funkcióját látja el.

This process of cells living together is called endosymbiosis,

A sejtek effajta együttélését endoszimbiózisnak nevezzük,

one organism living inside another.

melynek során az egyik élő szervezet a másikban él.

But the endosymbiosis didn't stop there.

Az endoszimbiózis azonban nem fejeződött be itt.

What would happen if the other bacteria moved in, too?

Mi történt, amikor a másik baktérium is bekerült?

Now the cells of this species started becoming highly complex.

Így a faj sejtjei rendkívül összetetté váltak.

They were big and full of intricate structures

Nagyok lettek,

that we call chloroplasts and mitochondria.

tele kloroplasztisznak és mitokondriumnak nevezett bonyolult sejtszervecskékkel.

These structures work together to harness sunlight,

E struktúrák együttműködtek, hogy hasznosítsák a napfényt,

make sugar,

cukrot készítsenek,

and break down that sugar using the oxygen

és lebontsák ezt a cukrot oxigén felhasználásával,

that right around this time started to appear in the Earth's atmosphere.

mely pont ekkortájt jelent meg a Föld légkörében.

Organisms absorbing other organisms

A más organizmusok bekebelezése csak az egyik módszer,

was one way species adapted to the changing environmental conditions

mellyel a fajok

az őket körülvevő környezet változó feltételeihez alkalmazkodtak.

of their surroundings.

This little story highlights what biologists call the endosymbiotic theory,

Ez a kis történet jól mutatja a biológusok endoszimbióta elméletét,

the current best explanation of how complex cells evolved.

mely jelenleg a legjobb magyarázat arra, hogyan fejlődtek az összetett sejtek.

There's a lot of evidence that supports this theory,

Nagyon sok bizonyíték támasztja alá ezt az elméletet.

but let's look at three main pieces.

Nézzük meg ezekből a három legfontosabbat!

First, the chloroplasts and mitochondria in our cells multiply the very same way

Először is, sejtjeink kloroplasztiszai és mitokondriumai ugyanúgy sokszorozódnak,

as those ancient bacteria,

mint az ősi baktériumok,

which are still around, by the way.

melyek egyébként még mindig léteznek.

In fact, if you destroy these structures in a cell, no new ones will appear.

Valójában ha elpusztítjuk e sejtrészeket, nem jelennek meg újak.

The cell can't make them.

A sejtek nem tudják őket előállítani.

They can only make more of themselves.

Csak ők képesek többet előállítani magukból.

Second piece of evidence.

Második bizonyíték.

Chloroplasts and mitochondria both contain their own DNA and ribosomes.

A kloroplasztiszok és a mitokondriumok is tartalmaznak saját DNS-t és riboszómát.

Their DNA has a circular structure

A DNS-ük körkörös szerkezetű,

that is strikingly similar to the DNA of the ancient bacteria,

mely feltűnően hasonlít az ősi baktériumok DNS-ére,

and it also contains many similar genes.

és sok hasonló gént is tartalmaz.

The ribosomes, or protein assembly machines of chloroplasts and mitochondria,

A kloroplasztiszok és mitokondriumok riboszómái vagy fehérjeösszeállító részei

also have the same structure as ribosomes of ancient bacteria,

szintén ugyanolyan felépítésűek, mint az ősi baktériumok riboszómái,

but are different from the ribosomes

de különböznek az eukarióta sejt többi részén fellelhető riboszómáktól.

hanging around the rest of eukaryotic cell.

Lastly, think about the membranes involved in the engulfing process.

Végül nézzük meg az összeolvadás folyamatában érintett membránokat.

Chloroplasts and mitochondria both have two membranes surrounding them,

A kloroplasztiszokat és a mitokondriumokat két membrán veszi körül,

an inner and outer membrane.

egy belső és egy külső membrán.

Their inner membrane contains some particular lipids and proteins

Belső membránjuk bizonyos lipideket és fehérjéket tartalmaz,

that are not present in the outer membrane.

amelyek nincsenek jelen a külső membránban.

Why is that significant?

Ez miért fontos?

Because their outer membrane used to belong to the blob cell.

Mert külső membránjuk régen a pacasejthez tartozott.

When they were engulfed in the endosymbiosis process,

Amikor elnyelték őket az endoszimbiózis során,

they got wrapped up in that membrane and kept their own as their inner one.

becsomagolódtak abba a membránba, és sajátjukat belsőként tartották meg.

Surely enough, those same lipids

Ugyanezek a lipidek és fehérjék

and proteins are found on the membranes of the ancient bacteria.

megtalálhatók az ősi baktériumok membránján.

Biologists now use this theory

A biológusok ezzel az elmélettel magyarázzák

to explain the origin of the vast variety of eukaryotic organisms.

az eukarióta szervezetek sokféleségének eredetét.

Take the green algae that grow on the walls of swimming pools.

Vegyük az úszómedencék falain növekvő zöld algákat.

A larger eukaryotic cell with spinning tail structures, or flagella,

Egy nagyobb, forgó farokszerkezettel vagy ostorral rendelkező eukarióta sejt

at some point absorbed algae like these to form what we now call euglena.

bekebelezett ilyen algákat,

így jött létre az, amit ma szemesostorosként ismerünk.

Euglena can perform photosynthesis,

A szemesostoros képes fotoszintetizálni,

break down sugar using oxygen,

cukrot lebontani oxigén felhasználásával,

and swim around pond water.

és úszkálni a tó vízében.

And as the theory would predict,

És ahogy az elmélet megjósolja,

the chloroplasts in these euglena have three membranes

a szemesostoros kloroplasztiszainak három membránja van,

since they had two before being engulfed.

mivel bekebelezés előtt kettő volt.

The absorbing process of endosymbiotic theory

Az endoszimbióta elmélet szerint a bekebelező folyamat lehetővé tette,

allowed organisms to combine powerful abilities

hogy az organizmusok erős képességeket egyesítsenek,

to become better adapted to life on Earth.

és ezáltal jobban alkalmazkodjanak a földi léthez.

The results were species capable of much more

Az így létrejött fajok sokkal többre képesek,

than when they were separate organisms,

mint amikor külön élő szervezetek voltak,

and this was an evolutionary leap

és ez az evolúciós ugrás vezetett a mikroorganizmusokhoz,

that lead to the microorganisms, plants,

and animals we observe on the planet today.

a növényekhez és az állatokhoz, melyeket ma a bolygón találunk.