Cosa accadrebbe se potessi assorbire un altro organismo
e acquisire le sue capacità?
Immagina se ingoiassi un uccellino e improvvisamente potessi volare.
O immagina di inghiottire un cobra
e diventare così in grado di sputare veleno dai denti.
Lungo la storia della vita,
e precisamente durante l'evoluzione delle complesse cellule eucariote,
cose del genere avvenivano continuamente.
Un organismo ne assorbiva un altro,
e si univano diventando un nuovo organismo dotato delle caratteristiche di entrambi.
Si ritiene che circa 2 miliardi di anni fa
gli unici organismi viventi sulla Terra fossero procarioti,
organismi unicellulari privi di membrane a dividere gli organelli.
Diamo un'occhiata a tre di loro.
Uno era una grossa, semplice cellula informe
che assorbiva materiale avvolgendolo nella sua membrana cellulare.
Un altro era una cellula batterica
che con la fotosintesi convertiva l'energia solare in molecole di zucchero.
Il terzo usava l'ossigeno per scindere sostanze come lo zucchero
e liberare la sua energia in una forma utilizzabile per attività vitali.
La cellula informe talvolta poteva assorbire il batterio fotosintetico.
Questi batteri, dunque, vivevano all'interno della cellula informe
e si dividevano come sempre,
ma l'esistenza di una cellula era ora legata a quella dell'altra.
Imbattendoti in questa combinazione vivente,
avresti potuto pensare che l'intera cosa fosse un organismo unico,
che il batterio fotosintetico verde fosse solo una parte della cellula più grande
che svolgeva una delle sue funzioni vitali,
proprio come il tuo cuore è l'organo
che si occupa di pompare il sangue.
Il fenomeno delle cellule che vivono insieme è chiamato endosimbiosi,
cioè un organismo che vive dentro un altro.
Ma l'endosimbiosi non finì qui.
Che sarebbe successo se anche i batteri fossero entrati in gioco?
Le cellule di questo tipo iniziarono a diventare altamente complesse.
Erano grandi e piene di strutture intricate
che chiamiamo cloroplasti e mitocondri.
Queste strutture cooperano per sfruttare la luce solare,
produrre zucchero,
e per scomporre lo zucchero usando l'ossigeno
che proprio allora iniziava a comparire nell'atmosfera terrestre.
Organismi che assorbivano altri organismi
le specie si adattavano in quel modo alle condizioni che stavano cambiando
nell'ambiente circostante.
Questa storia evidenzia quella che i biologi chiamano teoria endosimbiotica,
attualmente la migliore spiegazione sulla evoluzione delle cellule complesse.
Esistono molte prove a supporto di questa teoria,
ma vediamo quali sono le tre più importanti.
Primo, i cloroplasti e i mitocondri nelle nostre cellule si moltiplicano
proprio come quegli antichi batteri,
che, peraltro, ancora esistono.
Infatti, se distruggiamo queste strutture in una cellula,
non se ne formano di nuove.
Le cellule non possono produrle.
Possono solo riprodurre se stesse.
Seconda prova.
Sia i cloroplasti che i mitocondri possiedono DNA e ribosomi propri.
Il loro DNA ha una struttura circolare
che è molto simile al DNA dei batteri antichi,
e contiene anche molti geni simili.
I ribosomi, che sintetizzano le proteine nei cloroplasti e nei mitocondri,
hanno anch'essi la stessa struttura dei ribosomi dei batteri antichi,
ma sono diversi dai ribosomi
che si trovano liberi nel resto delle cellule eucariote.
Ora considerate le membrane coinvolte nel processo di "inglobamento".
Sia i cloroplasti che i mitocondri sono circondati da due membrane,
una membrana interna e una esterna.
La membrana interna contiene alcuni lipidi, e proteine particolari
che non sono presenti nella membrana esterna.
Perché la cosa è importante?
Perché la loro membrana esterna apparteneva alla cellula informe.
Quando sono stati assorbiti durante l'endosimbiosi,
sono stati avvolti da quella membrana e hanno conservato la loro all'interno.
Quasi certamente, gli stessi lipidi
e le stesse proteine si trovavano sulle membrane dei batteri antichi.
I biologi usano oggi questa teoria
per spiegare l'origine della grande varietà degli organismi eucarioti.
Prendete ad esempio le alghe verdi che crescono ai bordi delle piscine.
Una cellula eucariotica più grande dotata di strutture a coda, detti flagelli,
ha assorbito alghe come questa formando quelle dette "Euglena".
L'Euglena può effettuare la fotosintesi,
scindere lo zucchero usando l'ossigeno
e nuotare nell'acqua di un lago.
E come previsto dalla teoria,
i cloroplasti dell'Euglena hanno tre membrane
poiché ne avevano due prima di essere assorbite.
Il processo di assorbimento nella teoria endosimbiotica
ha permesso agli organismi di combinare le loro grandi abilità
per adattarsi meglio alla vita sulla Terra.
Ne risultarono specie che avevano molte più abilità
di quante ne avessero quando erano organismi separati,
e questo fu un salto evolutivo
che portò ai microorganismi, alle piante,
e agli animali che ancora oggi osserviamo sul pianeta.