Endosymbioosi johtuu geneettisestä rappeutumisesta

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.

3

234

    Vastaukset 3

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • 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

    1. Venäjä alkaa iskemään Suomen politiikkaan.

      Tässä on valtion ja koko länsiliiton päämiehet varoitelleet, että Venäjä alkaa talven aikana taas iskemään hybridisesti.
      Sinkut
      184
      1070
    2. Ajattelitko ikinä pyytää anteeksi?

      Tiedät kyllä mistä.
      Ikävä
      80
      707
    3. Muistelen lämmöllä

      Se oli vaikein päätös, jonka olen joutunut tekemään. En pidä valehtelusta, mutta näin sait päätöksen asioille. Rakasti
      Ikävä
      48
      682
    4. Tunnistan mun rakkaan

      Kirjoituksen heti kun se on täällä. Mä vaan tiedän sen ja tunnen 🤗
      Ikävä
      81
      591
    5. Miten oletkin noin

      osaamaton kaikin tavoin :)
      Ikävä
      39
      549
    6. Uskon, että saataisiin kaikki selvitettyä

      Mutta yhteys on jäissä, minä olen jäässä, enkä osaa tai uskalla enää lähestyä. Se vaan on niin. Naiselta Jos ei ole hyvä
      Ikävä
      40
      542
    7. Tyrkytät ittees liian

      tasokkaille :)
      Ikävä
      46
      540
    8. Pakko myöntää mies

      En mä aina ihan rehellinen sulle ollut
      Ikävä
      106
      530
    9. Odotan tosi paljon et nähdään uudelleen

      Sinussa on piirteitä, jotka sai kiinnostumaan.
      Ikävä
      23
      523
    10. Sysmän "ilon päivä"

      Ja taas palaa hirveä määrä verorahoja, ihan turhaan soopaan. Eikö nämä jotka kuntapolitiikassa valittavat ja tuhoaa vaan
      Sysmä
      39
      507
    11. Teinipersu Bergbom lupasi ensimmäisenä euron bensaa

      Teinipersu julkaisi Tiktok-videonsa marraskuussa 2021. Videolla Bergbom viittaa bensan hintoja esittelevään kylttiin ja
      Maailman menoa
      288
      504
    12. Jos olen aiheuttanut pahaa, pyydän anteeksi

      Jos olen omalla kirjoittelullani aiheuttanut täällä jollekin pahaa mieltä tai sotkenut asioita, niin pyydän sitä anteeks
      Ikävä
      64
      499
    13. Onko se loukkaavaa jos pelkkä seksi kiinnostaa?

      En tiedä olisiko meillä muuta yhteistä edes. En kyllä oikein osaa nähdä meitä menemässä naimisiin, paitsi ehkä jossain U
      Ikävä
      47
      484
    14. Hallituksen järjestämä spektaakkeli tuo vessanpyttykeissi

      Että olisi kymmenien kansanedustajien kodeissa käyty ihan tuosta vaan, eikä kukaan kansanedustaja kerro niin käyneen, va
      Maailman menoa
      156
      464
    15. Vaihdevuodet ja psykoottinen käytös

      Estrogeenilla on suora yhteys aivojen välittäjäaineisiin, erityisesti serotoniiniin, joka säätelee mielialaa, impulssiko
      Suomussalmi
      42
      464
    16. Joka ilta mietin

      sua❤️Mitä teet, missä meet? Kaipaatko yhtään? Yön tullen toivotan mielessäni sulle hyvää yötä ja aamuisin huomenet. Joka
      Ikävä
      26
      447
    17. Luottamus

      Luotan vain siihen mitä tapahtuu IRL. Anonyymipalstan vihjailut eivät merkitse minulle mitään.
      Ikävä
      91
      446
    18. Timo Vornanen.

      On siinäkin yksi täystampio. Eipä ihme, että persukannattajat sen eduskuntaan äänestikin.
      Maailman menoa
      26
      430
    19. Sofia ja Jeffrey yhdessä

      Sofia julkaisi instassa kuvan hänestä ja Jeffreystä kuvan, taustalla soi Happy birthday biisi ja Jeffrey kasvot peitetty
      Kotimaiset julkkisjuorut
      80
      425
    20. 21
      422
    Aihe