Schimper, Mereschcowsky, Wallin e la teoria della simbiogenesi
Nel 1883, il botanico francese Andreas Franz Schimper (1856-1901) osservò che la divisione dei cloroplasti era simile a quella dei cianobatteri a vita libera. Schimper avrebbe poi proposto in una nota che l’unione simobiotica degli organismi ha portato all’evoluzione delle piante verdi. Fu il primo a studiare e descrivere la potenziale natura endosimbiotica di queste cellule.
Durante le ricerche sui licheni, il biologo e botanico russo Konstantin Mereschcowsky (1855-1921) formulò la teoria della simbiogenesi. Nel 1905, suggerì per la prima volta l’idea dei plastidi originati come endosimbionti, che sosteneva che la simbiosi era la principale forza motrice dell’evoluzione. Mereshcowsky pubblicò la sua scoperta dei mitocondri nella sua opera del 1926, Symbiogenesis and the Origin of Species in collaborazione con Ivan Wallin. Mereschocowky propose che le cellule più piccole e meno complesse formassero relazioni simbiotiche con le cellule complesse più grandi. Mereshcowsky credeva che molte grandi cellule complesse come i cloroplasti si fossero evolute attraverso questo processo.
Il biologo americano Ivan Emanuel Wallin (1883-1969) propose, dopo aver studiato e lavorato con i mitocondri, che le specie derivate dai batteri hanno origine dall’endosimbiosi. Fu il primo a suggerire l’idea che la cellula eucariotica fosse composta da microrganismi. Questo portò alla formazione dell’ipotesi endosimbiotica. Wallin pubblicò le sue scoperte nella sua opera del 1926, Symbiogenesis and the Origins of Species, insieme a Mereschocowsky, dove formularono le loro idee sulla simbiogenesi. Le loro teorie furono inizialmente rifiutate a causa del presupposto che i mitocondri e i cloroplasti non contenessero DNA. Tuttavia, questo fu dimostrato falso negli anni ’60, quando Hans Ris rilanciò la teoria.
Nel 1981, la dottoressa Lynn Margulis ha contribuito alla teoria dell’endosimbiosi con la pubblicazione del suo lavoro, Symbiosis in Cell Evolution. La sua ricerca sosteneva che all’origine dei mitocondri c’erano organismi separati che originariamente entrarono in una relazione simbiotica con le cellule eucariotiche attraverso l’endosimbiosi. Questo divenne il supporto principale per la teoria endosimbiotica, facendola diventare la figura principale dietro l’ipotesi endosimbiotica.
Margulis essenzialmente sosteneva contro l’idea della mutazione casuale, che era accettata come la fonte principale della variazione genetica con le specie. Pensava invece che una fusione simbiotica giocasse un ruolo molto più grande nella creazione di nuovi genomi e della diversità genetica. Credeva che invece delle mutazioni, il DNA nel citoplasma delle cellule avesse origine dai geni dei procarioti (batteri) che erano diventati organuli.
La dottoressa Lynn Margulis ha continuato a studiare le origini dei mitocondri e dei cloroplasti nelle cellule eucariotiche durante il suo periodo all’Università del Massachusetts Amherst. Ha scoperto che questi organelli hanno avuto origine come endosimbionti procariotici che poi hanno iniziato a manifestarsi nelle cellule eucariotiche. Margulis ha mostrato prove convincenti di ricerca che i mitocondri si sono evoluti da batteri aerobi chiamati Proteobatteri, e i cloroplasti si sono evoluti da cianobatteri endosimbiotici. La sua ricerca è stata pubblicata nella sua opera “Symbiosis in Cell Evolution” (1981).
La dottoressa Margulis ha proposto che i flagelli e le ciglia eucariotiche si sono originati da spirochete endosimbiotiche. A causa della mancanza di DNA e del fatto che non mostrano alcuna somiglianza ultrastrutturale con i procarioti, non ci sono prove sufficienti per sostenere questa affermazione. Anche se il DNA non è presente, i perossisomi sono considerati una conseguenza dell’origine endosimbiotica. Infatti, gli emosimbionti originali sono stati progettati dallo stesso Christian de Dave.
Considerando l’idea di Darwin dell’evoluzione, Margulis e Sagan credono che “la vita non ha conquistato il globo combattendo, ma facendo rete”, per esempio, attraverso la cooperazione, l’interazione e la dipendenza reciproca tra organismi viventi.
La dottoressa Margulis ha ricevuto la Medaglia Nazionale della Scienza dal presidente Bill Clinton nel 2000, per il suo incredibile lavoro sull’ipotesi endosimbiotica. È stata anche membro dell’Accademia Russa di Scienze Naturali e dell’Accademia Nazionale delle Scienze. E.O Wilson l’ha definita “uno dei pensatori sintetici di maggior successo della biologia moderna”. Il suo lavoro ha notevolmente contribuito a promuovere lo studio dell’endosimbiosi da ipotesi a teoria.