How we think complex cells evolved - Adam Jacobson

Translator: Htet Ye Yint Ko Reviewer: Myo Aung

What if you could absorb another organism

သင်ဟာ အခြားသတ္တဝါ တစ်ကောင်ကို ဝါးမျိုလိုက်လို့

and take on its abilities?

သူ့ရဲ့ စွမ်းရည်တွေ ရသွားရင် ဘယ်လိုများ ဖြစ်လာမလဲ။

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

သင်ဟာ ငှက်လေး တစ်ကောင်ကို ဝါးမျိုပြီး ချက်ချင်း ပျံသန်းနိုင်တာကို တွေးကြည့်ပါ။

Or if you engulfed a cobra

ဒါမှမဟုတ် မြွေဟောက် တစ်ကောင်ကို မျိုပြီး

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

သင့်သွားတွေကနေ အဆိပ်ရည်တွေ ပန်းထုတ်နိုင်တယ်လို့ပေါ့။

Throughout the history of life,

သက်ရှိ သမိုင်းကြောင်း တစ်လျှောက်မှာ၊

specifically during the evolution of complex eukaryotic cells,

အထူးသဖြင့် ရှုပ်ထွေးတဲ့ Eukaryote ဆဲလ်တွေရဲ့ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်မှာ

things like this happened all the time.

အဲ့လိုအရာတွေ တစ်ချိန်လုံး ဖြစ်နေခဲ့ပါတယ်။

One organism absorbed another,

သက်ရှိ ဆဲလ်တစ်ခုက နောက်တစ်ခုကို ဝါးမျိုပြီး

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

နောက်သက်ရှိ အသစ်တစ်ခုအဖြစ် ပေါင်းစည်းပြီး ဆဲလ်နှစ်ခုလုံးရဲ့ စွမ်းရည်တွေ ရရှိသွားတယ်။

We think that around 2 billion years ago,

လွန်ခဲ့တဲ့ နှစ်ပေါင်း သန်း ၂၀၀၀ ဝန်းကျင်က

the only living organisms on Earth were prokaryotes,

ကမ္ဘာပေါ်မှာရှိတဲ့ သက်ရှိအားလုံးဟာ Prokaryote ဆိုတဲ့

single-celled organisms lacking membrane-bound organelles.

အမြှေးပါး ကာရံထားတဲ့ အင်္ဂါငယ်တွေ မရှိတဲ့ ဆဲလ်တစ်လုံး သတ္တဝါတွေချည်းဖြစ်ခဲ့ကြတယ်။

Let's look closely at just three of them.

သူတို့ထဲက သုံးကောင်ကို အနီးကပ် လေ့လာကြည့်ကြစို့။

One was a big, simple blob-like cell

တစ်ကောင်က အရွယ်ကြီးပြီး ရေစက်နဲ့တူတဲ့ ဆဲလ်ဖြစ်တယ်။

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

သူဟာ ဆဲလ်အမြှေးပါးတွေကို ထွေးပိုက်ပြီး အနီးအနားက အရာတွေကို ဝါးမျိုနိုင်တယ်။

Another was a bacterial cell

နောက်တစ်ခုက ဘက်တီးရီးယား ဆဲလ်ပါ။

that converted solar energy into sugar molecules through photosynthesis.

သူက နေစွမ်းအင်ကိုသုံးပြီး အစာကို သကြား ဖြစ်အောင် ပြောင်းပေးနိုင်တယ်။

A third used oxygen gas to break down materials like sugar

တတိယ တစ်ခုကတော့ အောက်ဆီဂျင်ဓာတ်ငွေ့နဲ့ သကြားလိုမျိုး အာဟာရတွေကို ဖြိုခွဲကာ

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

ထွက်လာတဲ့ စွမ်းအင်ကို ရှင်သန်ရေးအတွက် သုံးမယ့် ပုံစံအဖြစ် ပြောင်းလဲနိုင်တယ်။

The blob cells would occasionally absorb the little photosynthetic bacteria.

ရေစက်ပုံစံ ဆဲလ်တွေဟာ အလင်းကနေ အစာချက်တဲ့ ဘက်တီးရီးယားတွေကို ဝါးမျိုတယ်။

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

အဲဒီ ဘက်တီးရီးယားတွေက ရေစက်ပုံစံ ဆဲလ်ထဲမှာ နေပြီး ပုံမှန်အတိုင်း ပွားများကြတယ်။

but their existence became linked.

ဒါပေမဲ့ ဒီသက်ရှိ နှစ်ခုဟာ ချိတ်ဆက်သွားပါပြီ။

If you stumbled upon this living arrangement,

တကယ်လို့ ဒီသက်ရှိဖွဲ့စည်းမှုကို သင်ဟာ အမှတ်မထင် တွေ့မိရင်

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

ဒီအရာက သက်ရှိတစ်ကောင်ပဲလို့ သင် တွေးမိလိမ့်မယ်။

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

အလင်းနဲ့အစာချက်နိုင်တဲ့ အစိမ်းရောင် ဘက်တီးရီးယားက

ရေစက်ဆဲလ်ရဲ့ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး

that performed one of its life functions,

အဲဒီဆဲလ်ရဲ့ ဇီဝဖြစ်စဉ်ထဲတွင် ပါဝင် လုပ်ဆောင်ပေးတယ်၊

just like your heart is a part of you

သင့်အင်္ဂါ တစ်ခုဖြစ်တဲ့ နှလုံးကနေပြီး

that performs the function of pumping your blood.

သင့်သွေးတွေကို ညှစ်ထုတ်ပေးတဲ့ လုပ်ငန်းကို လုပ်ကိုင်သလိုပါပဲ။

This process of cells living together is called endosymbiosis,

သက်ရှိဆဲလ်တွေ အတူတကွ ရှင်သန်ကြတဲ့ ဒီဖြစ်စဉ်ကို Endosymbiosis လို့ ခေါ်ပါတယ်။

one organism living inside another.

ဒီဖြစ်စဉ်မှာ သက်ရှိတစ်ခုထဲမှာ သက်ရှိနောက်တစ်ခုက နေထိုင်ပါတယ်။

But the endosymbiosis didn't stop there.

ဒါပေမယ့် Endosymbiosis က အဲဒီမှာ ရပ်မသွားပါဘူး။

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

တကယ်လို့ နောက်ဘက်တီးရီးယား တစ်ကောင် ဝင်လာခဲ့ရင် ဘာတွေဖြစ်မလဲ။

Now the cells of this species started becoming highly complex.

အခု ဒီဆဲလ်မျိုးစိတ်တွေဟာ အဆင့်မြင့် ရှုပ်ထွေးစပြုနေပါပြီ။

They were big and full of intricate structures

သူတို့ဟာ အရွယ်ကြီးပြီး ရှုပ်ထွေးတဲ့ အရာတွေဖြစ်တဲ့

that we call chloroplasts and mitochondria.

Chloroplast နဲ့ Mitochondria တွေနဲ့ ပြည့်နှက်နေပါတယ်။

ဒီအရာတွေက အတူတကွ အလုပ်လုပ်ပြီး နေရောင်ကိုအသုံးချကာ

These structures work together to harness sunlight,

သကြားဓာတ်ကို ထုတ်လျက်

make sugar,

and break down that sugar using the oxygen

အဲဒီ သကြားဓာတ်ကို အောက်ဆီဂျင်ကို သုံးပြီး ဖြိုခွဲပါတယ်။

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

အဲဒီအချိန်မှာ ကမ္ဘာ့လေထုထဲ စပေါ်လာခဲ့တဲ့ အောက်ဆီဂျင်ကို သုံးတာပေါ့။

Organisms absorbing other organisms

သက်ရှိတမျိုးက အခြားသက်ရှိကို ဝါးမျိုခြင်းက

was one way species adapted to the changing environmental conditions

ပြောင်းလဲနေတဲ့ ပတ်ဝန်းကျင်အခြေအနေမှာ လိုက်လျော ညီထွေ​ေတဲ့

of their surroundings.

နည်းတစ်နည်း ဖြစ်ပါတယ်။

This little story highlights what biologists call the endosymbiotic theory,

ဒီဇာတ်လမ်းလေးက ဇီဝဗေဒပညာရှင်တွေ ပြောနေတဲ့ Endosymbiotic သီအိုရီကို မီးမောင်းထိုးပြီး

the current best explanation of how complex cells evolved.

ရှုပ်ထွေးတဲ့ ဆဲလ်တွေရဲ့ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်အတွက် လက်ရှိမှာ အကောင်းဆုံးရှင်းလင်းချက်ဖြစ်တယ်။

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

ဒီအယူအဆကို ထောက်ခံတဲ့ သက်သေသာဓက အများအပြားရှိပေမဲ့

but let's look at three main pieces.

အဓိကအချက် သုံးခုကို ကြည့်ကြရအောင်။

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

ပထမအနေနဲ့ ကျွန်တော်တို့ရဲ့ ဆဲလ်ထဲက Chloroplast နဲ့ Mitocondria တွေက

ရှေးဦး ဘက်တီးရီးယားများ အတိုင်း ပွားများကြတယ်။

as those ancient bacteria,

which are still around, by the way.

ရှေးဦး ဘက်တီးရီးယားတွေက အခုထိ ရှိပါသေးတယ်။

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

ဆဲလ်ထဲက အဲဒီအရာတွေကို ဖျက်စီးလိုက်ရင် အသစ် ထပ်မံ ပေါ်ပေါက်လာမှာ မဟုတ်ပါဘူး။

The cell can't make them.

ဆဲလ်က အဲဒီအရာတွေကို မဖန်တီးနိုင်ပါ။

They can only make more of themselves.

သူတို့ကိုယ်တိုင်ပဲ ပွားများနိုင်ပါတယ်။

Second piece of evidence.

ဒုတိယ သက်သေ တစ်ခုကတော့

Chloroplasts and mitochondria both contain their own DNA and ribosomes.

Chloroplast နဲ့ Mitochondria တွေမှာ ကိုယ်ပိုင် DNA နဲ့ Ribosome တွေရှိပါတယ်။

Their DNA has a circular structure

သူတို့ DNA က အဝိုင်းပုံသဏ္ဍာန်ရှိပြီး

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

ရှေးဦး ဘက်တီးရီးယားရဲ့ DNA နဲ့ သိသာထင်ရှားစွာ ဆင်တူနေပါပြီး

and it also contains many similar genes.

တူညီတဲ့ မျိုးဗီဇတွေများစွာ ပါဝင်ပါတယ်။

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

Chloroblast နဲ့ Motochondria တို့ရဲ့ ပရိုတိန် းစီစက်ဖြစ်တဲ့ Ribosome တွေဟာလည်း

also have the same structure as ribosomes of ancient bacteria,

ရှေးဦး ဘက်တီးရီးယားတွေရဲ့ Ribosome တွေရဲ့ ဖွဲ့စည်းပုံနဲ့ တူညီနေပါတယ်။

but are different from the ribosomes

ဒါပေမဲ့ ကျန်တဲ့ Eukaryote ဆဲလ်တွေရဲ့

hanging around the rest of eukaryotic cell.

Ribosome တွေနဲ့တော့ ကွာခြားပါတယ်။

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

နောက်ဆုံးအနေနဲ့ ဆဲလ်ဝါးမျိုခြင်းမှာပါတဲ့ အမြှေးပါးတွေကို စဉ်းစားကြည့်ပါ။

Chloroplasts and mitochondria both have two membranes surrounding them,

Chloroplast နဲ့ Mitochondria နှစ်ခုလုံးမှာ ကာရံထားတဲ့ အမြှေးပါး နှစ်ထပ်ရှိပါတယ်။

an inner and outer membrane.

အတွင်းလွှာ နဲ့ အပြင်လွှာ ဖြစ်ပါတယ်။

Their inner membrane contains some particular lipids and proteins

အတွင်းလွှာမှာ အဆီ နဲ့ ပရိုတိန်း ပါဝင်ပြီး

that are not present in the outer membrane.

အပြင်လွှာမှာတော့ အဲတာတွေ မပါဝင်ပါဘူး။

Why is that significant?

အဲဒါက ဘာလို့ အရေးပါတဲ့ အချက်ဖြစ်တာလဲ။

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

ဘာလို့လဲဆိုတော့ သူတို့အပြင်လွှာဟာ ရေစက်ဆဲလ်ရဲ့ အမြှေးပါး ဖြစ်နေလို့ပါ။

When they were engulfed in the endosymbiosis process,

Endosymbiosis ဖြစ်စဉ်မှာ သူတို့ကို ဝါးမျိုခံခဲ့ရစဉ်တုန်းက

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

အဲဒီအလွှာက ထွေးပိုက်ခံခဲ့ရလို့ ကိုယ်ပိုင်အလွှာဟာ အတွင်းလွှာဖြစ်သွားတာပါ။

Surely enough, those same lipids

သေချတာ တစ်ခုကတော့ အဲဒီ အဆီတွေနဲ့

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

ပရိုတိန်းတွေကို ရှေးဦး ဘက်တီးရီးယားတွေရဲ့ အမြှေးပါးတွေမှာလည်း တွေ့ရပါတယ်။

Biologists now use this theory

ယခုအခါ ဇီဝဗေဒ ပညာရှင်တွေဟာ ဒီအယူအဆနဲ့ပဲ

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

Eukaryote သက်ရှိ အများအပြားရဲ့ မူလဇာစ်မြစ်ကို ရှင်းပြကြပါတယ်။

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

ရေကူးကန်နံရံပေါ်က အစိမ်းရောင် ရေညိှလေးကို ယူကြည့်ပါ။

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

ဗိုင်းငင်ပုံစံ အမြီးရှိတဲ့ Eukaryote ဆဲလ်အကြီးတစ်ခုဟာ

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

တစ်ချိန်က ဒီရေညိှဆဲလ်လေးကို ဝါးမျိုခဲ့ပြီး Euglena အဖြစ် ပြောင်းလဲသွားခဲ့ပါတယ်။

Euglena can perform photosynthesis,

Euglena ဟာ နေရောင်ခြည်ကိုသုံးပြီး အစာချက်ကာ

break down sugar using oxygen,

အောက်ဆီဂျင်နဲ့ သကြားဓာတ်ကိုဖြိုခွဲလျက်

and swim around pond water.

ရေအိုင်ထဲမှာ ကူးခတ်နိုင်ပါတယ်။

And as the theory would predict,

ဒါ့အပြင် ဒီသီအိုရီမှာ တွက်ထားတဲ့အတိုင်း

the chloroplasts in these euglena have three membranes

Euglenaရဲ့ Chloroplast မှာ အမြှေးသုံးထပ်ရှိပါတယ်။

since they had two before being engulfed.

ဝါးမျိုမခံရသေးခင်ကတော့ နှစ်ထပ်ပေါ့။

The absorbing process of endosymbiotic theory

Endosymbiotic သီအိုရီရဲ့ ဝါးမျိုခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်က

allowed organisms to combine powerful abilities

သက်ရှိတွေရဲ့ အားကောင်းတဲ့ စွမ်းရည်တွေကို ပေါင်းစပ်ပေးပြီး

to become better adapted to life on Earth.

ကမ္ဘာပေါ်မှာ လိုက်လျောညီထွေစွာ နေထိုင်နိုင်ဖို့ အထောက်အကူပြုပါတယ်။

The results were species capable of much more

ရလဒ်ကတော့ သက်ရှိတွေရဲ့ လုပ်ကိုင်နိုင်စွမ်းဟာ

than when they were separate organisms,

သီးခြားစီ ရှိနေစဉ်ကထက် ပိုမိုစွမ်းထက်လာပြီး

and this was an evolutionary leap

ဒါဟာ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်အရ ကျော်လွှားမှု ဖြစ်ခဲ့ပြီး

that lead to the microorganisms, plants,

ဒီနေ့ ကျွန်ုပ်တို့ ကမ္ဘာကြီးပေါ်မှာ တွေ့မြင်ကြရတဲ့

and animals we observe on the planet today.

အဏုဇီဝ ပိုးမွှားတွေ၊ အပင်တွေနဲ့ တိရစ္ဆာန်တွေကို ပေါ်ထွန်းလာစေခဲ့တာပါ။