BROADCASTS.com

b'

M\\xe4nniskans tillvaro h\\xe4nger antagligen samman med en tv\\xe5 miljarder \\xe5r gammal passion mellan en bakterie och en ark\\xe9. Mikrobiologen Farshid Jalalvand funderar \\xf6ver uppkomsten av livet som vi k\\xe4nner det.

Lyssna p\\xe5 alla avsnitt i Sveriges Radio Play.

ESS\\xc4: Detta \\xe4r en text d\\xe4r skribenten reflekterar \\xf6ver ett \\xe4mne eller ett verk. \\xc5sikter som uttrycks \\xe4r skribentens egna. Ursprungligen publicerad 2019-02-21.

\\u201d\\xc4r hon en Capulet?! O Gud, mitt liv \\xe4r d\\xe5 en ov\\xe4ns r\\xe4tt!\\u201d

Det utbrister Shakespeares Romeo n\\xe4r han f\\xe5r reda p\\xe5 vem tjejen han k\\xe4rat ner sig i \\xe4r. Julia, \\xe4r av huset Capulet, arvfiender till familjen Montague, huset Romeo tillh\\xf6r. Paret \\xe4r of\\xf6renliga av b\\xf6rd, men \\xe4nd\\xe5 uppslukade av varandra, som genom en naturkraft. Det som inte kunde vara, blir.

F\\xf6r cirka 2 miljarder \\xe5r sedan, l\\xe5ngt innan m\\xe4nniskor eller ens multicellul\\xe4rt liv existerade, intr\\xe4ffade en liknande h\\xe4ndelse \\u2013 en h\\xe4ndelse som kom att drastiskt f\\xf6r\\xe4ndra jordens historia. Tv\\xe5 individer, fr\\xe5n livets tv\\xe5 olika, of\\xf6renliga grenar, tr\\xe4ffades n\\xe5gonstans ute i en de stora oceanerna. Efter en kyss, bj\\xf6d den mer sofistikerade den enklare \\u2013 och ivrigare parten \\u2013 in till sig. Och s\\xe5 inleddes ett \\xe4ktenskap som varat i 2 miljarder \\xe5r och som evolution\\xe4rt \\xe4r en av de mest lyckade sammankomsterna i livets historia. De tv\\xe5 individerna som gifte sig, d\\xe4r ute i havet, f\\xf6r eoner sen, lever kvar \\xe4n idag, bland annat genom dig. Du \\xe4r en direkt \\xe4ttling till den d\\xe4r eukaryota cellen.

Livet p\\xe5 jorden \\xe4r vetenskapligt indelat i tre huvudgrenar. Och ingen av dem \\xe4r djur eller v\\xe4xter, som m\\xe5nga skulle kunna tro. Faktum \\xe4r att om man granskar sl\\xe4ktskapet mellan alla organismer p\\xe5 jorden \\xe4r djur och v\\xe4xter bara tv\\xe5 sm\\xe5 intilliggande kvistar p\\xe5 en gren av livets stora tr\\xe4d. Det betyder att en katt och en gran \\xe4r relativt n\\xe4rbesl\\xe4ktade, j\\xe4mf\\xf6rt med allt annat som finns d\\xe4r ute. Huvudgrenen som den kvisten sitter p\\xe5, och som samlar s\\xe5v\\xe4l m\\xe4nniskor som h\\xe5rl\\xf6sa marsvin, olivtr\\xe4d, flugsvampar och am\\xf6bor, \\xe4r de eukaryota cellernas rike. Dessa celler har en DNA-skyddande cellk\\xe4rna, en mer komplicerad cellarkitektur och mer avancerade f\\xf6rm\\xe5gor \\xe4n cellerna p\\xe5 den andra grenen p\\xe5 livets tr\\xe4d \\u2013 den bakteriella. Bakterier \\xe4r s\\xe5 kallade prokaryoter och saknar flera av den eukaryota cellens finesser, som till exempel cellk\\xe4rna.

Den tredje \\xe5terst\\xe5ende huvudgrenen \\xe4r desto mer ok\\xe4nd f\\xf6r allm\\xe4nheten, vilket \\xe4r konstigt. Dels f\\xf6r den utg\\xf6r en tredjedel av livets tr\\xe4d, och dels f\\xf6r den \\xe4r en systergren till den eukaryota gren vi sitter p\\xe5. Det \\xe4r den ark\\xe9ella grenen.

K\\xe4rlek kan ju \\u2013 fr\\xe5ga bara Romeo och Julia \\u2013 vara alldeles f\\xf6rt\\xe4rande. Hur det nu \\xe4n gick till, hamnade den mindre bakterien inne i den st\\xf6rre ark\\xe9n. Men innan den ena hann f\\xf6rg\\xf6ra den andra, h\\xe4nde n\\xe5got. 

Ark\\xe9er \\xe4r, liksom bakterier, prokaryoter \\u2013 och de \\xe4r fullst\\xe4ndigt fascinerande. Fram till sent 70-tal visste vi inte ens att de fanns, eller snarare, att de var vad de var. F\\xf6r det som forskare trodde var bakterier som levde i extrema milj\\xf6er \\u2013 som kokande svavelk\\xe4llor, fr\\xe4tande syra eller exceptionella saltkoncentrationer \\u2013 visade sig vara en helt egen livsform, och utgjorde allts\\xe5 en helt egen huvudgren p\\xe5 livets tr\\xe4d. En tredjedel av livet p\\xe5 jorden hade g\\xf6mt sig mitt framf\\xf6r n\\xe4san p\\xe5 oss.

Och nu pekar allt fler bevis p\\xe5 att den eukaryota cellen \\u2013 den som vi \\xe4r uppbyggda av \\u2013 ursprungligen var en ark\\xe9.

Allt g\\xe5r tillbaka till den d\\xe4r kritiska dagen f\\xf6r 2 miljarder \\xe5r sen. D\\xe5 existerade endast encelligt liv. Enligt den s\\xe5 kallade endosymbiontteorin, som det r\\xe5der stor konsensus om bland biologer, skedde d\\xe5 f\\xf6ljande: tv\\xe5 encelliga organismer m\\xf6ttes. Den ena var en bakterie och som n\\xe4mnts tyder mycket p\\xe5 att den andra var en ark\\xe9. Det verkar sedan som att ark\\xe9n f\\xf6rs\\xf6kte \\xe4ta sin nya bekantskap, eller om bakterien f\\xf6rs\\xf6kte parasitera p\\xe5 ark\\xe9n. K\\xe4rlek kan ju \\u2013 fr\\xe5ga bara Romeo och Julia \\u2013 vara alldeles f\\xf6rt\\xe4rande. Hur det nu \\xe4n gick till, hamnade den mindre bakterien inne i den st\\xf6rre ark\\xe9n. Men innan den ena hann f\\xf6rg\\xf6ra den andra, h\\xe4nde n\\xe5got. De tv\\xe5 prokaryota cellerna b\\xf6rjade av n\\xe5gon anledning att samarbeta. Bakterien, som nu bodde inne i ark\\xe9n, fokuserade p\\xe5 att alstra energi. Ark\\xe9n kunde d\\xe5 sl\\xe4ppa den m\\xf6dosamma processen, och dirigera om sina resurser till att g\\xf6ra allt det andra som beh\\xf6vs f\\xf6r att f\\xf6r\\xf6ka sig. Varje g\\xe5ng ark\\xe9n delade sig, tog varje dottercell n\\xe5gra inneboende bakterier med sig, som allts\\xe5 hade vuxit till sig inne i ark\\xe9n under tiden. Och p\\xe5 s\\xe5 vis fortgick samarbetet. Allt eftersom generationer kom och gick, b\\xf6rjade bakterien flytta mer och mer av sitt DNA till ark\\xe9ns genom. Och ark\\xe9n fortsatte f\\xf6rse bakterien med allt den beh\\xf6vde \\u2013 i utbyte mot energi. Till slut blev bakterien en del av ark\\xe9cellen, en cellorganell, det vi idag kallar mitokondrien, cellens energikraftverk. Och vips s\\xe5 hade den moderna eukaryota cellen uppst\\xe5tt. En supercell med superkrafter.

Men utvecklingssagan slutade inte d\\xe4r. K\\xe4rlekshistorier brukar ju inte s\\xe4llan involvera en tredje part. Efter ett par 100 miljoner \\xe5r tr\\xe4ffade en av den ursprungliga eukaryota cellens \\xe4ttlingar p\\xe5 en fotosyntetiserande cyanobakterie. Utan att kunna motst\\xe5 denna gr\\xf6na sk\\xf6nhet, svalde den helt sonika bakterien. Symbiogenes, det vill s\\xe4ga sammansm\\xe4ltningen av tv\\xe5 samarbetande organismer, skedde d\\xe4refter framg\\xe5ngsrikt f\\xf6r andra g\\xe5ngen i v\\xe4rldshistorien: cyanobakterien degenererade n\\xe4mligen med tiden till den fotosyntetiserande cellorganellen kloroplast, och den pimpade cellen blev alla v\\xe4xters anfader.

Men vad \\xe4r d\\xe5 den stora konsekvensen av dessa passionerade m\\xf6ten?

Jo, av anledningar som inte \\xe4r helt klarlagda, har komplexa multicellul\\xe4ra organismer, som v\\xe4xter och djur, endast uppst\\xe5tt bland eukarya. Multicellularitet inneb\\xe4r \\xe4r att ett stort antal genetiskt identiska celler tillsammans bildar en st\\xf6rre organism. Du sj\\xe4lv var fr\\xe5n b\\xf6rjan en enda cell, ett embryo, innan den delade sig i miljarder kopior. Alla celler i din kropp, vare sig om det \\xe4r muskelceller, njurceller eller vita blodkroppar, \\xe4r genetiskt identiska dubbletter. Men de har g\\xe5tt ihop och skapat ett n\\xe4tverk. Och trots att de alla ursprungligen har identiska kapaciteter utf\\xf6r cellerna endast specialistfunktioner. Ett g\\xe4ng har specialiserats till musklerceller, ett g\\xe4ng till njurceller, och ett g\\xe4ng till immunceller. Genom att alla celler slipper g\\xf6ra allt sj\\xe4lva kan de avs\\xe4tta st\\xf6rre resurser till sina spetskompetenser och skapa avancerade v\\xe4vnader. Komplexitet uppst\\xe5r ur denna specialisering.

Romeo hade i sin tur beg\\xe5tt sj\\xe4lvmord d\\xe5 han felaktigt trodde att Julia hade d\\xf6tt. H\\xe4ngivenheten mellan det mikrobiella paret i v\\xe5r historia \\xe4r lika h\\xe4ftig. 

Den h\\xe4r sortens avancerad samarbete har prokaryoter aldrig klarat av att \\xe5stadkomma under de miljarder \\xe5r de funnits. Anledningen till att tulpanerna p\\xe5 ditt bord, katten i ditt kn\\xe4, granen i skogen, och m\\xe4nniskorna p\\xe5 din gata kan finnas, \\xe4r att en ark\\xe9 och en bakterie f\\xf6r 2 miljarder \\xe5r sen b\\xf6rjade samarbeta ist\\xe4llet f\\xf6r att \\xe4ta upp varandra. Vi komplexa organismer har endosymbiogenesen att tacka f\\xf6r v\\xe5r existens. Ett m\\xf6te mot alla odds, som skapade den v\\xe4rld vi k\\xe4nner.

N\\xe4r Shakespeares Julia i slutet av pj\\xe4sen uppt\\xe4cker att Romeo d\\xf6tt tar hon sitt liv, f\\xf6r hon inte f\\xf6rm\\xe5r att leva utan honom. Romeo hade i sin tur beg\\xe5tt sj\\xe4lvmord d\\xe5 han felaktigt trodde att Julia hade d\\xf6tt. H\\xe4ngivenheten mellan det mikrobiella paret i v\\xe5r historia \\xe4r lika h\\xe4ftig. Cellens energikraftverk mitokondrien kan efter alla dessa \\xe5r inte l\\xe4ngre leva utanf\\xf6r cellen, och cellen inte \\xf6verleva utan mitokondrien. Det verkar som de starkaste band skapas n\\xe4r of\\xf6renliga par f\\xf6renas.

Farshid Jalalvand, skribent och forskare i klinisk mikrobiologi

Vidare l\\xe4sning

Buttery, S. 2017. Rediscovering symbiogenesis: The latest research in understanding the origins of eukaryotic cells. Crosstalk, Cellpress

S\\xe4llstr\\xf6m, S. 2015. Mikroorganism fr\\xe5n havet ger ledtr\\xe5dar om cellers ursprung. Vetenskapsradion, Sveriges Radio.

Miller, S. M. 2010. Volvox, Chlamydomonas, and the Evolution of Multicellularity. Nature Education

Morell, V. 1997. Microbiology\\u2019s Scarred Revolutionary. Science.