Hvordan fikk Kloroplaster Evolve?
Kloroplasten er den del av anlegget celle som utfører fotosyntese. Kloroplast er det som er igjen av cyanobakterier som utviklet en endosymbiotic forhold til den grønne plantecellen. Selv om kloroplast er ikke lenger en separat organisme som kan leve på sin egen utenfor plantecellen, den moderne kloroplast metode for reproduksjon og strukturen av dens DNA er en egenskap som knytter den uutslettelig med sin opprinnelse fra cyanobakterier.
cyanobakterier
Cyanobakterier er prokaryoter. De mangler en kompleks indre struktur, er encellede organismer, og er i stand til fotosyntese. Fossil rapporter viser at de har eksistert i minst 3,5 milliarder år - de fortsatt eksisterer i stort antall i dag, og produserer om lag 50 prosent av oksygen i jordas atmosfære. Omtrent 2,3 milliarder år siden, ble cyanobakterier så vellykket i deres overlevelse og reproduksjon (gjennom binær fisjon) at de har bidratt til den enorme økningen i mengden av oksygen i atmosfæren som begynte på den tiden.
Endosymbiose Mellom cyanobakterier og planteceller
Omtrent 2,0 milliarder år siden - men noen eksperter tror det kan være så lenge siden som 3,0 milliarder år bp - de tidligste formene for eukaryoter dukket opp. Disse organismene hadde utviklet seg fra cyanobakterier og var det som skulle bli eukaryoter, eller grønne planter, men på den tiden var trolig lik brunalger - og de slet med å puste i den nye, oksygenrikt miljø. Så de nye eukaryoter inngått et symbiotisk forhold med cyanobakterier og brukte cyanobakterier til å utføre sitt åndedrett for dem. Symbiose er når to organismer er i et gjensidig fordelaktig forhold til hverandre. Den type symbiotisk forhold som utviklet seg mellom cyanobakterier og grønne planter var endosymbiose - noe som betyr at en av de symbiotiske organismer, i dette tilfellet den cyanobacterium, levde i den andre symbiotisk organismen, i dette tilfellet eukaryot. Detaljene i hvordan endosymbiotic forholdet utviklet seg er ukjent.
Spesialisering av Kloroplast
Gjennom millioner av år som fulgte utviklingen av endosymbiotic forholdet mellom cyanobakterier og eukaryote, cyanobakterier som bodde innenfor planteceller ble så spesialisert i fotosyntesen at de sluttet å utføre de fleste andre funksjoner på egen hånd, og støttet seg på organeller innen planteceller for å gi disse nødvendige funksjoner. Anlegget-celle-bolig cyanobacterium ble så spesialiserte at det i dag er det bare en organeller - kloroplasten - inne i plantecellen, og ikke en organisme som kan leve på egen hånd. Men fortsatt beholder den kloroplast noen av egenskapene til en organisme skille fra anlegget den lever inne. For eksempel, beholder kloroplast sitt eget sett av DNA, som er forskjellig fra plantens DNA.
Reproduksjon av Kloroplast
Gjennom millioner av år hvor de cyanobakterier spesialiserte til å bli den kloroplast, det gjorde ikke miste muligheten til å reprodusere gjennom binær fisjon. Siden kloroplast DNA er forskjellig fra anlegget cellens kan cellens kjerne ikke kopiere kloroplast DNA. I stedet kloroplasten ribosomer, som også er forskjellig fra plantecellen, i reprodusere kloroplast DNA i kloroplast selv. I motsetning til anlegget cellens DNA, er kloroplast DNA sirkulær og bart, og omfatter koding er nødvendig for utførelsen av fotosyntesen.