Sve stanice od kojih je izgrađeno naše tijelo su eukariotskog tipa. Međutim, ne samo naše tijelo, taj tip stanice zapravo je građevni element svih životinja i biljaka koje poznajemo. Po mnogočemu se one razlikuju od prokariotskih stanica koje su karakteristične za bakterije i arhebakterije. O njima pročitajte u detalje u kategoriji „Živi svijet“, a ovdje ćemo se više pozabaviti nastankom same eukariotske stanice.

Smatra se da je ona nastala prije otprilike 2,7 milijarda godina. Fosilni dokazi ne mogu svjedočiti o njenom nastanku jer je stanica izrazito mala i krhka struktura. Međutim, kao i o svemu što se zbilo u davnoj prošlosti možemo zaključiti  na temelju današnjih, modernih organizama, pa tako i na temelju današnje stanice.

Da bismo mogli shvatiti kako i zašto je nastala eukariotska stanica i koje je posljedice njezin nastanak imao za život na našem planetu, morat ćemo se ukratko prisjetiti osnovnih razlika između dva glavna tipa stanica – prokariotske i eukariotske.

Pokušajte ne prespavati ovaj dio, obećajem interesantnije detalje kasnije .

Dakle, za razliku od eukariotske, prokariotska je stanica puno manja i jednostavnija (rekli smo, samo bakterije i arhebakterije imaju ovakav tip stanice). Ne sadrži membranom odvojene strukture i organele koji su karakteristični za eukariotski tip stanice (mitohondrije, kloroplaste, mrežu kanalića (endoplazmatski retikulum) ili Golgijev aparat) i koji su odgovorni za veoma kompleksne biokemijske procese u stanici. Nadalje, molekula nasljeđivanja – deoksiribonukleinska kiselina (DNA) koja upravlja svim procesima u stanici kod eukariota je linearna i posebno spremljenja u jezgri (odvojena od ostatka stanice), a kod prokariota je kružna i pliva u citoplazmi zajedno s ribosomima. Tako su i mehanizmi diobe stanice različiti, pa se eukariotske stanice dijele procesom mitoze, a prokariotske stanice se jednostavno podijele na dva dijela (proces se naziva binarna dioba).

Dvojna (binarna) dioba bakterija

Mitoza

Što nam to onda današnja eukariotska stanica može reći o svom nastanku prije otprilike 2,7 milijarda godina?

Kada su znanstvenici pogledali malo bolje, uočili su da eukariotska stanica sadrži elemente koji su zapravo karakteristični za prokariotski tip stanice. Otkrili su, na primjer, da se mitohondriji (organeli koji koriste kisik i proizvode energiju u stanici) dijele binarnom diobom. Otkrili su, nadalje, da ovi organeli imaju vlastitu DNA koja jednim dijelom upravlja procesima koji se događaju unutar mitohondrija (dakle ne koriste u potpunosti DNA iz jezgre kao ostali stanični dijelovi kojima jezgra „kaže“ što i kako trebaju napraviti). Ne samo to, ova molekula DNA nije linearna, nego je kružna! E, pa da padneš u nesvjest!

Znanstvenici su ovo isto otkrili i za kloroplaste (organele koji se nalaze u biljkama i algama); samostalno se dijele binarnom diobom i imaju kružnu, vlastitu DNA.

         Eukariotska stanica - da li je ova stanica biljnog ili životinjskog porijekla?

Kako to da eukariotska stanica sadrži dva organela koji imaju toliko zajedničkog s prokariotskim, bakterijskim stanicama? Imate li možda kakvu ideju? Imajte na umu da su mitohondriji i kloroplasti veličinom puno manji od eukariotske stanice (naravno, njezin su sastavni dio). Bolje rečeno, veličinom su jako slični prokariotskim stanicama.

      Usporedba prokariotske i eukariotske stanice*
(1 µm je tisućiti dio milimetra)

    Endosimbiontska teorija

E sad, sagledamo li iznesene činjenice koristeći logiku zdravog razuma, rekli bismo da nam se čini da se unutar eukariotske stanice nalaze prokarioti. I ne bismo bili daleko od istine (!). Neki od vas su dosada već čuli za simbiozu, to je oblik suživota (zajednice) između dva organizma, u kojem oba organizma imaju neku korist. Kao česti primjeri uzimaju se rak samac i moruzgva ili lišajevi. Smatra se, naime, da je i nastanak eukariotske stanice usko vezan uz simbiozu. Tako se davno jedan prokariot našao unutar drugog prokariota i u njemu jednostavno ostao, pošto su oboje od toga imali korist. Ova teorija je najprihvaćenija teorija nastanka eukariotske stanice jer za nju postoje prilično uvjerljivi dokazi. Naziva se „endosimbiontska teorija“ jer je jedan od sudionika ove simbioze doslovno „progutan“. Iako „progutan“, prokariot je nastavio obavljati svoje funkcije te je zauvijek ostao vezan uz svog „domaćina“, koji se danas naziva – eukariotska stanica.

                                     Pojednostavljeni prikaz endosimbiontske teorije *

Ono što moramo shvatiti je da taj prokariot nije više prokariot u pravom smislu riječi (nije više bakterijska stanica), nego je od njega evolucijom nastao mitohondrij, odnosno od jednog drugog prokariota je nastao kloroplast.

Razmislite, zašto su se tada davno počela formirati upravo ova dva organela? Pogledajmo zajedno u sljedećem članku.

____________________

* Usporedba prokariotske i eukariotske stanice, prilagođeno uz dopuštenje "Back to the future", Understanding science. University of California Museum of Paleontology. 23 May 2012, http://undsci.berkeley.edu/article/0_0_0/endosymbiosis_03

* Endosimbiotska teorija, prilagođeno uz dopuštenje "From prokaryotes to eukaryotes" Understanding Evolution. University of California Museum of Paleontology. 23 May 2012, http://evolution.berkeley.edu/evolibr ... ticle/_0/endosymbiosis_03