Zellorganellen - Die Endosymbiontentheorie

Summary

Die Endosymbiontentheorie erklärt die Entwicklung von einfachen Bakterien zu komplexen Zellen mit Zellkern und Organellen. Vor Milliarden Jahren nahm eine größere Zelle, vermutlich ein Archaebakterium, eine kleinere Zelle, ein Alphaproteobakterium, auf. Diese entwickelte sich zu einem Mitochondrium, das der Wirtszelle Energie lieferte. Später absorbierte die Zelle ein Cyanobakterium, das sich zu Chloroplasten entwickelte und Photosynthese ermöglichte. Mitochondrien und Chloroplasten haben eigene DNA und doppelte Membranen, was auf ihre bakterielle Herkunft hinweist. Diese Theorie wird durch zahlreiche Belege gestützt und zeigt, wie Endosymbiose die Evolution vorantrieb.

Takeaways

• 🦠 Bakterien waren die ersten Lebewesen auf der Erde.
• 🌱 Zwischen 1 und 3,5 Milliarden Jahren begann ihre Entwicklung zu höheren Lebensformen.
• 🔬 Die Endosymbiose-Theorie erklärt, wie einfache Organismen zu komplexen Pflanzen- und Tierzellen mit Zellkernen und Organellen wurden.
• 🤝 Zwei Einzeller fusionierten: ein größeres Archaebakterium und ein kleineres Alphaproteobakterium.
• 🔄 Das größere Bakterium verschlang das kleinere und sicherte sich eine konstante Energiequelle.
• 🧬 Das kleinere Bakterium entwickelte sich zu einem Mitochondrium und verlor seine Eigenständigkeit.
• ⚡ Mitochondrien perfektionierten die Energieproduktion und versorgen die Wirtszelle mit ATP.
• 🌞 Cyanobakterien wurden später von der Wirtszelle absorbiert und entwickelten sich zu Chloroplasten, die Photosynthese betreiben.
• 🧪 Mitochondrien und Chloroplasten besitzen eigene DNA in Ringform und teilen sich wie Bakterien.
• 🌍 Endosymbiose ist ein wiederkehrendes Phänomen in der Evolution, das sogar in höheren Organismen vorkommt.

Q & A

Was besagt die Endosymbiontentheorie?

Die Endosymbiontentheorie erklärt, wie einfache Organismen durch die Aufnahme anderer Zellen zu komplexeren Pflanzen- und Tierzellen mit Zellkernen und Organellen wurden.

Welche Rolle spielten Archaebakterien und Alphaproteobakterien in der Evolution?

Die Archaebakterien waren vermutlich größere Wirtszellen, die Alphaproteobakterien aufnahmen. Letztere entwickelten sich zu Mitochondrien innerhalb der Wirtszellen.

Was geschah mit den Alphaproteobakterien, nachdem sie von der Wirtszelle aufgenommen wurden?

Sie erhielten eine zweite Membran, verloren im Laufe der Evolution ihre Selbstständigkeit und entwickelten sich schließlich zu Mitochondrien.

Welche Funktion haben Mitochondrien in eukaryotischen Zellen?

Mitochondrien sind für die Energieproduktion zuständig und versorgen die Zelle mit ATP, der Hauptenergiequelle.

Wie entstand der Zellkern in eukaryotischen Zellen?

Der Zellkern entstand, als die Wirtszelle ihr genetisches Material in einem Kern umschloss und eine Cyanobakterie aufnahm, die sich zu einem Chloroplasten entwickelte.

Was ist der Vorteil von Cyanobakterien für die Wirtszellen?

Cyanobakterien können Photosynthese betreiben, wodurch sie Sonnenlicht und Wasser in Sauerstoff und Zucker umwandeln, was der Wirtszelle einen großen Vorteil verschafft.

Wie haben Chloroplasten und Mitochondrien ihre genetische Autonomie im Laufe der Evolution verloren?

Im Laufe der Evolution haben sowohl Chloroplasten als auch Mitochondrien einen Großteil ihrer Gene an den Zellkern abgegeben und nur einen kleinen Teil ihrer eigenen DNA behalten.

Welche Beweise stützen die Endosymbiontentheorie?

Die doppelte Membran um Mitochondrien und Chloroplasten, die ringförmige DNA in diesen Organellen sowie ihre Teilung wie Bakterien sind starke Hinweise auf die Endosymbiose.

Wie oft hat Endosymbiose in der Evolution stattgefunden?

Endosymbiose ist ein wiederholtes Ereignis in der Evolution, das sich nicht nur bei Einzellern, sondern auch bei höheren Organismen gezeigt hat.

Welches Beispiel für moderne Endosymbiose gibt es bei Tieren?

Ein Beispiel ist die Meeresnacktschnecke Elysia chlorotica, die Chloroplasten von Algen aufnimmt und Photosynthese betreiben kann.