La vita e le cellule eucariotiche

[peppe]

È passato un altro miliardo di anni da quando abbiamo lasciato le nostre cellule specializzate (siamo a 1 miliardo e 800 milioni di anni fa.). Sembra entrato tutto in stand by. Infatti le cellule non sono variate molto. Piccole e di forme diverse. Alcune provviste di ciglia e flagelli per muoversi o per meglio catturare il cibo. Ma c’è una novità. Vediamo scorgere una cellula un po’ più grande delle altre. Il Dna è all’interno di un involucro (il nucleo) ma non solo. C’è un sistema di membrane interno (un primitivo reticolo endoplasmico). Ma la cosa più appariscenti sono due: i cloroplasti e i mitocondri.
Sono nate le cellule eucariotiche.

Racconto breve ma non meno importante ai fini della storia della vita.
Ci sono strutture nuove. Sono gli organelli. Oggi sappiamo che i cloroplasti svolgono principalmente la fotosintesi e i mitocondri sono la principale centrale energetica della cellula.
In passato, oramai è quasi accertato (anzi senza quasi) essi erano organismi unicellulari a parte che poi sono entranti in simbiosi con le future cellule eucariote. C’erano dei vantaggi. Il mitocondrio forniva energia e la cellula forniva il cibo. Questo vantaggio fu tale che, ad esempio, il mitocondrio, pur possedendo un proprio Dna, finì per annullare alcune sue funzioni vitali lasciandosi gestire dalla cellula che lo inglobato e limitandosi a compiti esclusivamente energetici.
Il fatto importante è che questa simbiosi ha avuto successo ed è nata la cellula eucariote. Aveva un maggior quantitativo di energia a disposizione per rendersi ancora più complessa.

Una domanda però vorrei porre per invitare a riflettere. Questa cellula eucariote, che è di fatto il tipo di cellula di cui è fatto l’essere umano, per comparire sulla Terra ci ha messo circa 2 miliardi di anni dopo la nascita della vita. Un lasso di tempo molto lungo in cui sono esistite solo cellule procariote, dall’organizzazione abbastanza semplice. In questo lasso di tempo quest’ultime si sono riprodotte innumerevoli volte (un batterio ci mette all’incirca 20 minuti a farlo) e i contatti con altre cellule saranno stati innumerevoli. Allora, come è giustificabile che il passaggio fondamentale, per noi, alla cellula eucariote, si è avuto dopo cosi tanto tempo? È davvero molto difficile farlo? Oppure è stato tutto frutto del caso?

[Danilo]

per quello che ne penso io,è stato frutto del caso, altrimenti non ci sarebbero voluti oltre 1 miliardo di anni per arrivare a queste cellule. Inoltre deve essere stato un passaggio davvero molto difficile :)

[peppe]

per quello che ne penso io,è stato frutto del caso, altrimenti non ci sarebbero voluti oltre 1 miliardo di anni per arrivare a queste cellule. Inoltre deve essere stato un passaggio davvero molto difficile :)

ti correggo: 2 miliardi circa di anni fa:biggrin:
la cosa sembra illogica perchè le cellule batteriche si riproducono in 20 minuti, la popolazione era numerosa, i contatti anche. ci sono voluti 2 miliardi di anni per far avvenire questo evento..
ecco perchè pongo dei dubbi anch'io. qui si parla di fortuna. anche perchè tra gli esseri viventi ci doveva essere il batterio futuro mitocondrio in giro. fortuna che l'evoluzione l'ha creato

[Danilo]

ti correggo: 2 miliardi circa di anni fa:biggrin:
la cosa sembra illogica perchè le cellule batteriche si riproducono in 20 minuti, la popolazione era numerosa, i contatti anche. ci sono voluti 2 miliardi di anni per far avvenire questo evento..
ecco perchè pongo dei dubbi anch'io. qui si parla di fortuna. anche perchè tra gli esseri viventi ci doveva essere il batterio futuro mitocondrio in giro. fortuna che l'evoluzione l'ha creato
e fortuna che l'ha creato al posto giusto al momento giusto, altrimenti ora non saremmo qui a parlarne forse :biggrin:

[Red Hanuman]

fortuna che l'evoluzione l'ha creato

e fortuna che l'ha creato al posto giusto al momento giusto, altrimenti ora non saremmo qui a parlarne forse :biggrin:
Siete davvero sicuri che sia solo fortuna? Secondo me è necessità e opportunità, nulla più. Prima o poi, i precursori di cloroplasti e mitocondri sarebbero nati.
Non era necessario certamente che fossero proprio così, ma di sicuro le funzioni indispensabili erano quelle...

[peppe]

Siete davvero sicuri che sia solo fortuna? Secondo me è necessità e opportunità, nulla più. Prima o poi, i precursori di cloroplasti e mitocondri sarebbero nati.
Non era necessario certamente che fossero proprio così, ma di sicuro le funzioni indispensabili erano quelle...

precisiamo senza i mitocondri e i cloroplasti le cellule erano in grado di procurarsi energia e anche di svolgere la fotosintesi.
diciamo che il vantaggio dei due organelli fu quello di incrementare le rese nello svolgere queste funzioni.

[Ivan Priano]

Io direi un mix delle due... :biggrin:
Il caso come in tutta la Storia ha avuto il suo peso ma anche Red parlando di opportunità e necessità non si sbaglia... Prendiamo d'esempio i mitocondri.
A partire dal LUCA (Last Universal Common Ancestor) fino alla comparsa di un organizzazione cellulare così complessa come quella eucariotica, come ha giustamente sottolineato peppe, sono dovuti passare miliardi di anni.
In tutti questi anni le forme microbiche si sono evolute, diversificate ed estinte innumerevoli volte... Ma di che mondo stiamo parlando? L'atmosfera era prevalentemente riducente, L'O2 era scarsissimo e per lo più era il prodotto di scarto delle prime forme di vita fotosintetiche, i cianobatteri (ndr vedere anche http://www.astronomia.com/forum/showthread.php?249-L-ossigeno-e-la-vita).
Essendo un prodotto di scarto estremamente ossidante era fortemente tossico per le principali forme di vita di allora abituate ad ambienti riducenti...
Però se i mitocondri derivassero da batteri aerobi (cioè che vivono bene solo in ambienti ricchi di ossigeno), in che ambiente simili batteri avrebbero potuto entrare in contatto con i precursori delle cellule eucariotiche, non aerobi, per i quali cioè l’ossigeno era tossico?
Uno studio di sequenziamento genico effettuato su Midichloria mitochondrii (un batterio molto simile ai nostri organelli e che si pensa derivare dal microorganismo responsabile della simbiosi di cui stiamo parlando) ha dimostrato come esso possegga due caratteristiche ancestrali molto importanti: la capacità di vivere in ambienti microaerofili e un corredo genetico adatto alla sintesi del flagello.
Cosa se ne può dedurre? Che il batterio simbionte che ha dato origine al mitocondrio probabilmente è penetrato attivamente (grazie all'autonomia di movimento consentita dai flagelli) nella cellula ospite, più o meno come uno spermatozoo entra in una cellula uovo. Inoltre, la caratteristica della microaerofilia dell’antenato del mitocondrio lo rendeva capace di sopportare condizioni di estrema carenza di ossigeno.
Cosa ne ha guadagnato il progenitore di questo piccolo organismo? Semplicemente un alloggio tranquillo e riparato all'interno di una cellula ospite ed un vitto gratis, o quasi... Ed un posto speciale nella storia della vita! :biggrin:

Ps (OT): mi scuso se forse non sarò stato molto chiaro ma scrivo nel cuore della notte per l'insonnia. :blush:

[peppe]

Io direi un mix delle due... :biggrin:
Il caso come in tutta la Storia ha avuto il suo peso ma anche Red parlando di opportunità e necessità non si sbaglia... Prendiamo d'esempio i mitocondri.
A partire dal LUCA (Last Universal Common Ancestor) fino alla comparsa di un organizzazione cellulare così complessa come quella eucariotica, come ha giustamente sottolineato peppe, sono dovuti passare miliardi di anni.
In tutti questi anni le forme microbiche si sono evolute, diversificate ed estinte innumerevoli volte... Ma di che mondo stiamo parlando? L'atmosfera era prevalentemente riducente, L'O2 era scarsissimo e per lo più era il prodotto di scarto delle prime forme di vita fotosintetiche, i cianobatteri (ndr vedere anche http://www.astronomia.com/forum/showthread.php?249-L-ossigeno-e-la-vita).
Essendo un prodotto di scarto estremamente ossidante era fortemente tossico per le principali forme di vita di allora abituate ad ambienti riducenti...
Però se i mitocondri derivassero da batteri aerobi (cioè che vivono bene solo in ambienti ricchi di ossigeno), in che ambiente simili batteri avrebbero potuto entrare in contatto con i precursori delle cellule eucariotiche, non aerobi, per i quali cioè l’ossigeno era tossico?
Uno studio di sequenziamento genico effettuato su Midichloria mitochondrii (un batterio molto simile ai nostri organelli e che si pensa derivare dal microorganismo responsabile della simbiosi di cui stiamo parlando) ha dimostrato come esso possegga due caratteristiche ancestrali molto importanti: la capacità di vivere in ambienti microaerofili e un corredo genetico adatto alla sintesi del flagello.
Cosa se ne può dedurre? Che il batterio simbionte che ha dato origine al mitocondrio probabilmente è penetrato attivamente (grazie all'autonomia di movimento consentita dai flagelli) nella cellula ospite, più o meno come uno spermatozoo entra in una cellula uovo. Inoltre, la caratteristica della microaerofilia dell’antenato del mitocondrio lo rendeva capace di sopportare condizioni di estrema carenza di ossigeno.
Cosa ne ha guadagnato il progenitore di questo piccolo organismo? Semplicemente un alloggio tranquillo e riparato all'interno di una cellula ospite ed un vitto gratis, o quasi... Ed un posto speciale nella storia della vita! :biggrin:

Ps (OT): mi scuso se forse non sarò stato molto chiaro ma scrivo nel cuore della notte per l'insonnia. :blush:

bravo ivan hai espresso concetti in dettaglio molto bene. forse ti riesce meglio scrivere la notte :biggrin: scherzo