A gdyby tak dało się wchłonąć inny organizm i przyswoić sobie jego zdolności? Wyobraź sobie, że po połknięciu ptaka nagle zyskałbyś umiejętność latania. Albo po zjedzeniu kobry umiałbyś tryskać jadem z zębów. W historii życia na Ziemi, zwłaszcza w procesie ewolucji złożonych komórek eukariotycznych, takie rzeczy zdarzały się cały czas. Jeden organizm wchłaniał inny i oba łączyły się w jeden organizm o połączonych zdolnościach. Przypuszczamy, że około 2 miliardy lat temu jedynymi żywymi organizmami na ziemi były prokarionty, jednokomórkowe organizmy, pozbawione organelli oddzielonych błoną komórkową. Przyjrzyjmy się trzem takim organizmom. Jeden był dużą, prostą komórką, przypominającą kleksa, która potrafiła wchłaniać różne rzeczy, owijając je swoją błoną komórkową. Kolejny był komórką bakterii, która poprzez fotosyntezę zamieniała energię słoneczną w cząsteczki cukru. Trzeci wykorzystywał tlen do rozkładu materiałów takich jak cukier, aby uwolnić jego energię w formie wykorzystywanej do czynności życiowych. Komórki-kleksy czasem wchłaniały małe, fotosyntetyczne bakterie. Następnie bakterie te żyły w ich wnętrzu i rozmnażały się jak zwykle, ale ich funkcjonowanie stało się powiązane. Przyglądając się takiemu układowi, można by pomyśleć, że to jeden organizm. Że zielona, fotosyntetyczna bakteria jest tylko częścią kleksa, pełniącą jedną z jego funkcji życiowych, tak samo jak serce jest częścią ciała, pełniącą funkcję pompowania krwi. Taki proces współżycia komórek nazywa się endosymbiozą, gdzie jeden organizm żyje wewnątrz drugiego. Jednak endosymbioza na tym się nie skończyła. A gdyby tak inne bakterie też się wprowadziły? Komórki tego gatunku zaczęły stawać się bardzo złożone. Były duże i pełne skomplikowanych struktur, które nazywamy chloroplastami i mitochondriami. Struktury te współpracują, aby wykorzystać słońce, wytwarzać cukry, i rozkładać je przy użyciu tlenu, który w tym czasie zaczął pojawiać się w ziemskiej atmosferze. Wchłanianie jednych organizmów przez drugie było jednym ze sposobów na przystosowywanie się gatunków do zmieniających się warunków otoczenia. Ta historyjka pokazuje, czym jest teoria endosymbiozy, będąca obecnie najlepszym wyjaśnieniem ewolucji złożonych komórek. Jest sporo dowodów na poparcie tej teorii. Przyjrzyjmy się trzem z nich. Po pierwsze, chloroplasty i mitochondria w naszych komórkach rozmnażają się w ten sam sposób co pradawne bakterie, które, nawiasem mówiąc, wciąż istnieją. Po zniszczeniu tych struktur komórki, nie powstaną nowe. Komórka nie potrafi ich wytworzyć. Mogą się one tylko powielać. Drugi dowód: zarówno chloroplasty, jak i mitochondria, posiadają własne DNA i rybosomy. Ich DNA ma kolisty kształt, podobnie jak DNA pradawnych bakterii, oraz zawiera wiele podobnych genów. Rybosomy, wytwarzające białka w chloroplastach i mitochondriach, również mają strukturę podobną do rybosomów pradawnych bakterii, ale różnią się od rybosomów występujących w innych częściach komórki eukariotycznej. Po trzecie, zwróćcie uwagę na membrany w procesie wchłaniania. Chloroplasty i mitochondria posiadają dwie otaczające je membrany: wewnętrzną i zewnętrzną. Wewnętrzna membrana zawiera pewne tłuszcze i białka, które nie występują w membranie zewnętrznej. Dlaczego to takie ważne? Ponieważ ich zewnętrzna membrana była kiedyś częścią komórki-kleksa. Po wchłonięciu, w procesie endosymbiozy, zostały otoczone tą membraną, a także zachowały własną, jako wewnętrzną. Bez wątpienia te same tłuszcze i białka występują w membranach pradawnych bakterii. Biolodzy posługują się tą teorią, aby wyjaśnić pochodzenie przeróżnych eukariotycznych organizmów. Weźmy zielone algi, rosnące na ścianach basenów. Większa komórka eukariotyczna, z obracającym się ogonem - wicią, w pewnym momencie wchłonęła taką algę i powstało coś, co nazywamy eugleną. Euglena może przeprowadzać fotosyntezę, rozkładać cukry przy pomocy tlenu oraz poruszać się w wodzie. Zgodnie z przewidywaniami teorii, chloroplasty eugleny posiadają trzy błony, ponieważ przed wchłonięciem posiadały już dwie. Według teorii endosymbiozy, proces wchłaniania pozwalał organizmom łączyć przydatne umiejętności, aby lepiej przystosować się do życia na Ziemi. Dzięki temu nowe gatunki mogły dużo więcej niż w przypadku osobnych organizmów. Był to skok ewolucyjny, dzięki któremu powstały mikroorganizmy, rośliny oraz zwierzęta, które spotykamy dzisiaj na naszej planecie.