Oikaistaanpa jälleen evoluutiouskovaisten harhakäsityksiä. Tässä kovaa tiedettä:
Endosymbioosia on perinteisesti pidetty yhtenä evoluution voimannäytteenä: kahden eri eliön yhteiselon tuloksena on syntynyt uusia elimiä ja uusia toimintakykyisiä kokonaisuuksia, kuten mitokondriot ja kloroplastit. Tämän näkemyksen mukaan solunsisäiset symbiontit ovat kehittyneet vapaasti elävistä bakteereista, jotka ovat asteittain integroituneet isäntäsolun rakenteisiin.
Tämä tulkinta kuitenkin unohtaa keskeisen biologisen havainnon: endosymbioosiin liittyy lähes aina merkittävä biologisen informaation menetys. Geneettinen rappeutuminen pakottaa eliöt turvautumaan muiden eliöiden toimintoihin ja resursseihin. Tässä artikkelissa esitämme, että endosymbioosi ei ole edistystä, vaan degeneratiivisen muutoksen seurausta – ja siten sopii huonosti darwinistisen evoluution vaatimaan uusien rakenteiden ja tietosisältöjen syntyyn.
Geneettinen rappeutuminen luo riippuvuuksia
Useat endosymbioositapaukset osoittavat selvästi, että kyseinen yhteiselo on seurausta informaation menetyksestä, ei uuden syntymisestä. Alla esitellään tunnettuja biologisia järjestelmiä, joissa tämä on nähtävissä.
1. Buchnera aphidicola – aminohappotehtaan vangittu isäntä
Kirvojen suolistossa elävä bakteeri Buchnera aphidicola on klassinen esimerkki pakollisesta endosymbioosista. Tämä bakteeri tuottaa kirvalle välttämättömiä aminohappoja, joita isäntä ei saa ravinnostaan. Vastineeksi bakteeri saa suojan ja ravinteet. Mutta mitä tapahtui Buchneran itsenäiselle elämälle?
Sen genomi on kutistunut dramaattisesti (vain ~600 000 emäsparia) ja suuri osa sen alkuperäisistä geeneistä on kadonnut. Se ei kykene elämään solun ulkopuolella, eikä pysty korjaamaan DNA-vaurioitaan tehokkaasti. Tämä osoittaa, että kyseessä ei ole uudenlaisen eliön synty, vaan massiivinen geneettinen romahdus.
“The genome of Buchnera is a clear case of degenerative evolution.”
– Moran & Wernegreen, PNAS (2000)
2. Pelagibacter ubique – meriympäristön minimalistinen selviytyjä
Maailman yleisin meribakteeri, Pelagibacter ubique, elää ravinteiden niukkuuden keskellä. Se on menettänyt suuren osan aineenvaihduntaansa ja ei kykene itse tuottamaan tiamiinia (B1-vitamiinia) – välttämätöntä elintoimintojen kannalta. Se on täysin riippuvainen toisten planktonien tuottamista molekyyleistä.
Tämä kertoo sopeutumisesta informaation menetyksen kautta, ei uuden monimutkaisuuden syntymisestä.
3. Tremblaya princeps ja kolmoisendosymbioosi
Eräs hämmästyttävimmistä esimerkeistä geneettisestä rappeutumisesta on havaittu kirvapistiäisissä, joiden soluissa elää bakteeri Tremblaya princeps. Tämä bakteeri sisältää toisen bakteerin (Moranella endobia), joka hoitaa Tremblayan proteiinisynteesin ja monet muut elintärkeät toiminnot. Tremblaya ei kykene yksinään edes tulkitsemaan perimäänsä.
Tämä järjestelmä ei edusta edistystä vaan absoluuttista riippuvuutta, joka on syntynyt useiden toiminnallisten tasojen rappeutuessa.
4. Amoebat ja sisäiset bakteerisymbiontit
Useat amebat, kuten Acanthamoeba, elävät symbioosissa bakteerien kuten Chlamydia tai Legionella-sukujen kanssa. Näissä tapauksissa isäntäeliöt ovat menettäneet kyvyn tuottaa tiettyjä rasvahappoja tai muita molekyylejä ja ovat siksi täysin riippuvaisia sisäisistä bakteereista.
Tutkimuksissa on osoitettu, että ilman symbionttibakteereita isäntäsolut menettävät elinkykyisyytensä. Tämä viittaa siihen, että alkuperäiseltä isännältä on kadonnut geneettistä materiaalia ja siihen liittyvää toiminnallisuutta – kyse ei ole uudesta kyvystä vaan toimintojen ulkoistamisesta symbiontille.
“Genome reduction is a hallmark of obligate symbiosis.”
– McCutcheon & Moran, Nature Reviews Microbiology (2012)
Johtopäätös
Endosymbioosi ei ole todiste uusien rakenteiden synnystä, vaan esimerkki siitä, mitä tapahtuu, kun eliö menettää geneettistä informaatiota. Rappeutumisen seurauksena eliöistä tulee toisistaan riippuvaisia – ei siksi, että se olisi hyödyllinen uusi innovaatio, vaan siksi, että se on ainoa tapa selviytyä menetetyn toiminnan jälkeen.
Tämä näkökulma haastaa vallitsevan darwinistisen mallin, joka nojaa uusien geneettisten toimintojen syntyyn. Endosymbioosi näyttää päinvastoin olevan kokoelma degeneratiivisia mutta suunniteltuja ratkaisuja, ei innovatiivisia kehitysaskeleita.
Lähteet
Moran NA, Wernegreen JJ. PNAS, 2000.
Giovannoni SJ et al. Science, 2005.
López-Madrigal S et al. Genome Biol Evol, 2011.
Andersson SG et al. Nature, 1998.
Martin W et al. Nature, 1998.
McCutcheon JP, Moran NA. Nat Rev Microbiol, 2012.
Endosymbioosi johtuu geneettisestä rappeutumisesta
2
94
Vastaukset
Tässä muutama esimerkki lisää:
1. Kloroplasti – yhteyttäjä ilman omavaraisuutta
Kloroplastit ovat kasvisolujen yhteyttämiseen erikoistuneita elimiä, joiden uskotaan syntyneen syanobakteerin endosymbioosista. Kuten mitokondrion tapauksessa, kloroplastin genomi on supistunut jopa 90–95 % verrattuna vapaasti elävään syanobakteeriin. Kloroplasti tarvitsee kymmeniä tumassa tuotettuja proteiineja toimiakseen, eikä se kykene enää selviytymään itsenäisesti.
Kyseessä ei ole uuden, itsenäisen yksikön synty, vaan aiemmin itsenäisen organismin funktionaalinen rappeutuminen, jonka seurauksena syntyi uusi riippuvuussuhde isäntäsoluun. Näin ollen endosymbioosi kloroplastien kohdalla edustaa informaation ja toimintakyvyn menetystä.
2. Amoebat ja sisäiset bakteerisymbiontit
Useat amebat, kuten Acanthamoeba, elävät symbioosissa bakteerien kuten Chlamydia tai Legionella-sukujen kanssa. Näissä tapauksissa isäntäeliöt ovat menettäneet kyvyn tuottaa tiettyjä rasvahappoja tai muita molekyylejä ja ovat siksi täysin riippuvaisia sisäisistä bakteereista.
Tutkimuksissa on osoitettu, että ilman symbionttibakteereita isäntäsolut menettävät elinkykyisyytensä. Tämä viittaa siihen, että alkuperäiseltä isännältä on kadonnut geneettistä materiaalia ja siihen liittyvää toiminnallisuutta – kyse ei ole uudesta kyvystä vaan toimintojen ulkoistamisesta symbiontille.
3. Sieniviljelijämuurahaiset – menetetty omavaraisuus
Lehtileikkajamuurahaiset (Atta spp.) ovat esimerkki makrotason symbioosista, jossa muurahaiset viljelevät sientä ravinnokseen. Ne eivät kuitenkaan kykene enää itse hajottamaan lehtimateriaalia, vaan niiden selviytyminen perustuu symbioottisen sienen entsyymitoimintaan.
Samalla sieni ei kykene elämään ilman muurahaisia, sillä se ei enää muodosta itiöemiä luonnossa. Kumpikin osapuoli on menettänyt geneettisiä ominaisuuksiaan, jotka aiemmin mahdollistivat omavaraisen elämän.
Tämä on esimerkki kahdensuuntaisesta geneettisestä rappeutumisesta, joka on johtanut symbioottiseen riippuvuuteen.
4. Sukkulamadot ja Wolbachia
Monet sukkulamadot kantavat symbioottista bakteeria nimeltään Wolbachia, joka on välttämätön isännän kehitykselle ja lisääntymiselle. Jos Wolbachia poistetaan, madot eivät kykene lisääntymään tai edes kehittymään normaalisti.
Tämä osoittaa, että isäntäeliö on menettänyt lisääntymiseen liittyviä geneettisiä mekanismeja, ja turvautuu siksi täysin symbionttiin. Kyse ei ole siis yhteiskehittyneestä järjestelmästä, vaan korvaavasta riippuvuudesta, joka on syntynyt alkuperäisten toimintojen rappeutumisen seurauksena.
Johtopäätökset
Endosymbioosia tarkastellaan usein esimerkkinä luonnon kyvystä kehittää uusia rakenteita ja toimintoja. Näiden esimerkkien perusteella käy kuitenkin ilmi, että endosymbioosi ei ole kehittymistä vaan rappeutumista. Yhteistä kaikille tapauksille on:
Geneettisen informaation menetys
Riippuvuuden synty toisen eliön toiminnasta
Itsenäisyyden ja monipuolisuuden korvautuminen yksipuolisella toiminnalla
Tämä on yhteensopivaa luomistieteellisen näkemyksen kanssa, jonka mukaan alun perin täydellisesti luodut eliöt ovat langenneessa maailmassa menettäneet osan toiminnoistaan ja päätyneet riippuvuussuhteisiin. Nämä havainnot eivät tue uusien biologisten innovaatioiden kehittymistä, vaan geneettistä entropiaa, kuten tohtori John Sanford on osoittanut teoksessaan Genetic Entropy (Sanford, 2005).
Lähteet
Gray, M.W., Burger, G., Lang, B.F. (2001). "The origin and early evolution of mitochondria." Genome Biology, 2(6): reviews1018.1–1018.5.
Keeling, P.J., Archibald, J.M. (2008). "Organelle evolution: what's in a name?" Current Biology, 18(8): R345–R347.
Nowack, E.C.M., Melkonian, M., & Glockner, G. (2008). "Chromatophore genome sequence of Paulinella sheds light on endosymbiosis." Science, 318(5851): 251–254.
Moran, N.A. (2002). "Microbial minimalism: genome reduction in bacterial pathogens." Cell, 108(5): 583–586.
McCutcheon, J.P., Moran, N.A. (2012). "Extreme genome reduction in symbiotic bacteria." Nature Reviews Microbiology, 10(1): 13–26.
Sanford, J.C. (2005). Genetic Entropy & the Mystery of the Genome. FMS Publications.- Anonyymi
Tuolla naurettavalla "omavaraisuusideologian" kyllästämällä höpötyksellä ei ole MITÄÄN TEKEMISTÄ biologian kansssa.
Ei evoluutio ole kiinnostunut mistään kuvitteellisesta "omavaraisuudesta". Omavaraisia eliöitä ovat lähinnä syanobakteerit. Kaikki muut ovat riippuvaisia jostakin muusta.
Miten "Jumalan kuva" voi olla riippuvainen suolistobakteereista, iholla kasvavista bakteereista ja sienistä jne. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että myös aivoissa on osin samoja bakteereita kuin suolistossakin eli on mahdollista, että aivotoimintammekin on kiinni symbioottisista bakteereissta. Ehkä tässä ollaan ongelmiesi juurisyyn äärellä.
Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Useita puukotettu Tampereella
Mikäs homma tämä nyt taas on? "Useaa henkilöä on puukotettu Tampereen keskustassa kauppakeskus Ratinan lähistöllä." ht2614706Kuka rääkkää eläimiä Puolangalla?
Poliisi ampui toistakymmentä nälkiintynyttä eläintä Puolangalla Tilalta oli ollut karkuteillä lähes viisikymmentä nälkii803157- 472493
- 342215
Meneeköhän sulla
oikeasti pinnan alla yhtä huonosti kuin mulla? Tai yhtä huonosti mutta jollain eri tyylillä? Ei olisi pitänyt jättää sua451787- 971570
Lähetä terveisesi kaipaamallesi henkilölle
Vauva-palstalta tuttua kaipaamista uudessa ympäristössä. Kaipuu jatkukoon 💘851305PS uusimman gallupin rakettimainen nousija
https://yle.fi/a/74-20170641 Aivan ylivoimaisesti suurin kannatuksen nousu PS:lle. Nousu on alkanut ja jatkuu 2 vuoden143975- 69968
- 98912