Alcuni ricercatori dello University College di Londra hanno pubblicato un articolo sulla prestigiosa rivista Nature che riapre un vecchio dibattito sulla funzione dei mitocondri nel meccanismo che segnò il passaggio dalla vita mono-cellulare degli organismi procarioti (gli archeo-batteri e le alghe primordiali) alla vita multi-cellulare degli eucarioti (le piante e gli animali come li conosciamo oggi). Per chi è a digiuno di biologia cellulare, va ricordato che le cellule animali e vegetali che oggi osserviamo in natura consistono di proteine e cromosomi e una miriade di altri composti chimici immersi in una soluzione acquosa delimitata da una membrana di natura lipidica. Per il suo sostentamento la cellula si serve di strutture altamente specializzate (gli organelli cellulari) che eseguono compiti molto specifici. I mitocondri sono un esempio di queste strutture cellulari specializzate, la cui funzione è di generare energia per la cellula sotto forma di un composto chimico preciso: la molecola di ATP. Beh, lo studio pubblicato è molto affascinante perché l'ipotesi avanzata da N. Lane e W. Martin ridefinisce sotto certi aspetti il ruolo avuto da questi organelli nell'evoluzione cellulare, e in ultima analisi nell'evoluzione animale in genere. La domanda che si sono posti è la seguente: in che modo e per quali meccanismi la vita monocellulare procariota si è evoluta in organismi eucarioti pluri-cellulari? In verità il discorso è più articolato, avendo a che fare con la crescente complessità del genoma nel passaggio procarioti =>eucarioti e il conseguente costo energetico per la sintesi delle nuove proteine che tale aumento di geni ha comportato. Conti alla mano, i risultati dimostrano che il numero di Watt per grammo prodotto dai procarioti è insufficiente per sostenere la sintesi proteica, mentre negli eucarioti tale quantità risulta adeguata proprio grazie alla presenza dei mitocondri. Ma come si sono formati questi organelli? Un'ipotesi affascinante, peraltro ben nota ai biologi da qualche tempo, prevede che essi erano proto-batteri che sono stati inglobati dalle prime cellule eucariote tramite fagocitosi e che tale endosimbiosi si è rivelata vantaggiosa del punto di vista evolutivo: infatti i mitocondri hanno un loro corredo di cromosomi e geni che ha consentito loro di produrre le proteine necessarie alla produzione di ATP (il carburante delle cellule stesse) e quindi energia a buon mercato. Gli autori stessi concludono:
The transition to complex life on Earth was a unique event that hinged on a bioenergetic jump afforded by spatially combinatorial relations between two cells and two genomes (endosymbiosis), rather than natural selection acting on mutations accumulated gradually among physically isolated prokaryotic individuals. Given the energetic nature of these arguments, the same is likely to be true of any complex life elsewhere. (Nature, 2010, doi:10.1038/nature09486)
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