How we think complex cells evolved - Adam Jacobson

Tłumaczenie: Barbara Matela Korekta: Marta Konieczna

What if you could absorb another organism

A gdyby tak dało się wchłonąć inny organizm

and take on its abilities?

i przyswoić sobie jego zdolności?

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

Wyobraź sobie, że po połknięciu ptaka nagle zyskałbyś umiejętność latania.

Or if you engulfed a cobra

Albo po zjedzeniu kobry

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

umiałbyś tryskać jadem z zębów.

Throughout the history of life,

W historii życia na Ziemi,

specifically during the evolution of complex eukaryotic cells,

zwłaszcza w procesie ewolucji złożonych komórek eukariotycznych,

things like this happened all the time.

takie rzeczy zdarzały się cały czas.

One organism absorbed another,

Jeden organizm wchłaniał inny

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

i oba łączyły się w jeden organizm o połączonych zdolnościach.

We think that around 2 billion years ago,

Przypuszczamy, że około 2 miliardy lat temu

the only living organisms on Earth were prokaryotes,

jedynymi żywymi organizmami na ziemi były prokarionty,

single-celled organisms lacking membrane-bound organelles.

jednokomórkowe organizmy, pozbawione organelli oddzielonych błoną komórkową.

Let's look closely at just three of them.

Przyjrzyjmy się trzem takim organizmom.

One was a big, simple blob-like cell

Jeden był dużą, prostą komórką, przypominającą kleksa,

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

która potrafiła wchłaniać różne rzeczy, owijając je swoją błoną komórkową.

Another was a bacterial cell

Kolejny był komórką bakterii,

that converted solar energy into sugar molecules through photosynthesis.

która poprzez fotosyntezę zamieniała energię słoneczną w cząsteczki cukru.

A third used oxygen gas to break down materials like sugar

Trzeci wykorzystywał tlen do rozkładu materiałów takich jak cukier,

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

aby uwolnić jego energię w formie wykorzystywanej do czynności życiowych.

The blob cells would occasionally absorb the little photosynthetic bacteria.

Komórki-kleksy czasem wchłaniały małe, fotosyntetyczne bakterie.

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

Następnie bakterie te żyły w ich wnętrzu i rozmnażały się jak zwykle,

but their existence became linked.

ale ich funkcjonowanie stało się powiązane.

If you stumbled upon this living arrangement,

Przyglądając się takiemu układowi,

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

można by pomyśleć, że to jeden organizm.

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

Że zielona, fotosyntetyczna bakteria jest tylko częścią kleksa,

that performed one of its life functions,

pełniącą jedną z jego funkcji życiowych,

just like your heart is a part of you

tak samo jak serce jest częścią ciała,

that performs the function of pumping your blood.

pełniącą funkcję pompowania krwi.

This process of cells living together is called endosymbiosis,

Taki proces współżycia komórek nazywa się endosymbiozą,

one organism living inside another.

gdzie jeden organizm żyje wewnątrz drugiego.

But the endosymbiosis didn't stop there.

Jednak endosymbioza na tym się nie skończyła.

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

A gdyby tak inne bakterie też się wprowadziły?

Now the cells of this species started becoming highly complex.

Komórki tego gatunku zaczęły stawać się bardzo złożone.

They were big and full of intricate structures

Były duże i pełne skomplikowanych struktur,

that we call chloroplasts and mitochondria.

które nazywamy chloroplastami i mitochondriami.

These structures work together to harness sunlight,

Struktury te współpracują, aby wykorzystać słońce,

make sugar,

wytwarzać cukry,

and break down that sugar using the oxygen

i rozkładać je przy użyciu tlenu,

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

który w tym czasie zaczął pojawiać się w ziemskiej atmosferze.

Organisms absorbing other organisms

Wchłanianie jednych organizmów przez drugie

was one way species adapted to the changing environmental conditions

było jednym ze sposobów na przystosowywanie się gatunków

of their surroundings.

do zmieniających się warunków otoczenia.

This little story highlights what biologists call the endosymbiotic theory,

Ta historyjka pokazuje, czym jest teoria endosymbiozy,

the current best explanation of how complex cells evolved.

będąca obecnie najlepszym wyjaśnieniem ewolucji złożonych komórek.

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

Jest sporo dowodów na poparcie tej teorii.

but let's look at three main pieces.

Przyjrzyjmy się trzem z nich.

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

Po pierwsze, chloroplasty i mitochondria w naszych komórkach rozmnażają się

as those ancient bacteria,

w ten sam sposób co pradawne bakterie,

which are still around, by the way.

które, nawiasem mówiąc, wciąż istnieją.

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

Po zniszczeniu tych struktur komórki, nie powstaną nowe.

The cell can't make them.

Komórka nie potrafi ich wytworzyć.

They can only make more of themselves.

Mogą się one tylko powielać.

Second piece of evidence.

Drugi dowód:

Chloroplasts and mitochondria both contain their own DNA and ribosomes.

zarówno chloroplasty, jak i mitochondria, posiadają własne DNA i rybosomy.

Their DNA has a circular structure

Ich DNA ma kolisty kształt,

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

podobnie jak DNA pradawnych bakterii,

and it also contains many similar genes.

oraz zawiera wiele podobnych genów.

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

Rybosomy, wytwarzające białka w chloroplastach i mitochondriach,

also have the same structure as ribosomes of ancient bacteria,

również mają strukturę podobną do rybosomów pradawnych bakterii,

but are different from the ribosomes

ale różnią się od rybosomów

hanging around the rest of eukaryotic cell.

występujących w innych częściach komórki eukariotycznej.

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

Po trzecie, zwróćcie uwagę na membrany w procesie wchłaniania.

Chloroplasts and mitochondria both have two membranes surrounding them,

Chloroplasty i mitochondria posiadają dwie otaczające je membrany:

an inner and outer membrane.

wewnętrzną i zewnętrzną.

Their inner membrane contains some particular lipids and proteins

Wewnętrzna membrana zawiera pewne tłuszcze i białka,

that are not present in the outer membrane.

które nie występują w membranie zewnętrznej.

Why is that significant?

Dlaczego to takie ważne?

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

Ponieważ ich zewnętrzna membrana była kiedyś częścią komórki-kleksa.

When they were engulfed in the endosymbiosis process,

Po wchłonięciu, w procesie endosymbiozy,

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

zostały otoczone tą membraną, a także zachowały własną, jako wewnętrzną.

Surely enough, those same lipids

Bez wątpienia te same

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

tłuszcze i białka występują w membranach pradawnych bakterii.

Biologists now use this theory

Biolodzy posługują się tą teorią,

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

aby wyjaśnić pochodzenie przeróżnych eukariotycznych organizmów.

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

Weźmy zielone algi, rosnące na ścianach basenów.

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

Większa komórka eukariotyczna, z obracającym się ogonem - wicią,

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

w pewnym momencie wchłonęła taką algę i powstało coś, co nazywamy eugleną.

Euglena can perform photosynthesis,

Euglena może przeprowadzać fotosyntezę,

break down sugar using oxygen,

rozkładać cukry przy pomocy tlenu

and swim around pond water.

oraz poruszać się w wodzie.

And as the theory would predict,

Zgodnie z przewidywaniami teorii,

the chloroplasts in these euglena have three membranes

chloroplasty eugleny posiadają trzy błony,

since they had two before being engulfed.

ponieważ przed wchłonięciem posiadały już dwie.

The absorbing process of endosymbiotic theory

Według teorii endosymbiozy, proces wchłaniania

allowed organisms to combine powerful abilities

pozwalał organizmom łączyć przydatne umiejętności,

to become better adapted to life on Earth.

aby lepiej przystosować się do życia na Ziemi.

Dzięki temu nowe gatunki mogły dużo więcej

The results were species capable of much more

than when they were separate organisms,

niż w przypadku osobnych organizmów.

and this was an evolutionary leap

Był to skok ewolucyjny, dzięki któremu

that lead to the microorganisms, plants,

powstały mikroorganizmy, rośliny

and animals we observe on the planet today.

oraz zwierzęta, które spotykamy dzisiaj na naszej planecie.