Je endosymbióza podložena důkazy?

Experiment k prokázání endosymbiózy neuspěl

Jerry Bergman, Ph.D.

Z Creation Evolution Headlines přeložil Pavel Akrman – 04/2025.

Propast mezi prokaryotickými a eukaryotickými buňkami (viz obrázek níže) je jednou z největších – a také nejzávažnějších – mezer ve fosilním záznamu. Eukaryotická buňka, obsahující struktury vázané membránou, je základem každého mnohobuněčného organismu, včetně zvířat, rostlin a lidí, stejně jako i několika jednobuněčných organismů, jako jsou prvoci. Všechny prokaryotické buňky jsou jedinečné organismy, jako např. bakterie.

Naopak eukaryotické buňky jsou 100 až 10 000krát větší než prokaryotické buňky.¹ Podle slov Christiana Hallmana, „když se objevily eukaryotické buňky, evoluce udělala obrovský skok směrem ke komplexním životním formám“.² Nejrozšířenějším pokusem o zaplnění této velké mezery je tzv. endosymbiotická teorie, kterou zpopularizoval Lynn Margulis.

Prokaryotická buňka ve srovnání s eukaryotickou buňkou (ne v měřítku). Všimněte si, že prokaryotická buňka je vedle eukaryotické buňky poměrně jednoduchá. Převzato z Wikimedia Commons.

Endosymbióza představuje názor, že jednotlivé organely (zejména mitochondrie, chloroplasty a bičíky) žily kdysi jako volně žijící bakterie, které pak byly pohlceny jinými bakteriemi. Teorie učí, že se uvnitř svého hostitele „vyvinuly“ tak, aby mohly převzít specializované funkce, včetně produkce ATP coby zdroje energie pro hostitele.³ Ačkoli je endosymbióza nejrozšířenější teorií o původu eukaryotických organel (hlavně proto, že neexistuje žádná lepší teorie), přesto čelí tato úvaha zcela zásadním a zničujícím problémům.⁴ K nim např. patří:

„První překážkou pro vstup do hostitelské buňky je to, že budoucí endosymbiont musí překonat problémy spojené s imunitními reakcemi, metabolismem a synchronizací růstu [svého hostitele]. I když kombinované metabolismy teoreticky mají udržovat růst, přesto převládající výsledky jsou nestabilní, a při stabilizaci vertikálního přenosu selhávají.“⁵

Historie pokusů dokázat endosymbiózu je doslova poseta neúspěchy.⁶ Nejnovější výzkum použil k přenosu bakterie do větší eukaryotické buňky malou dutou jehlu a vzduchovou pumpu.⁷ Konečným cílem bylo pomocí experimentu prokázat endosymbiózu, která měla být podle autora teorie tím, „co podnítilo evoluci složitého života.“⁸

Tento experiment zkoumal podmínky, za kterých by „mikrobiální partner“ mohl žít v buňce jiného organismu. I přes mocné technické snažení se výzkumníkům takové spárování nedařilo. Jedním z důvodů bylo příliš rychlé dělení budoucího symbiontu, čímž usmrtil svého hostitele. Tým byl nakonec úspěšný až tehdy, kdy napodobil přirozenou symbiózu, která se běžně uskutečňuje mezi určitými kmeny houbového rostlinného patogenu Rhizopus microsporus a bakterií Mycetohabitans rhizoxinica. Symbiotický vztah tvoří bakterie produkující toxin, který chrání houbu před predací. Konkrétně svou technikou uměle implantovali bakterii Mycetohabitans rhizoxinica do patogenu Rhizopus microsporus. Když houbové spory vyklíčily, bakterie byly přítomny i v buňkách jejich další generace. To byl tedy důkaz, že implantovaná bakterie může být přenesena na své potomky.

Konečným cílem tohoto výzkumu bylo pochopit, jak se určité buněčné organely, konkrétně mitochondrie a chloroplasty, objevily u eukaryot v předpokládané době – a vědci věří, že to bylo před více než miliardou let. Všimněte si ve vysvětlovacím textu studie častého používání termínů, které ukazují na celkovou nejistotu výzkumných poznatků:

„Biologové vytvořili symbiotický systém, který naznačuje způsob, jak se před miliardou let mohly objevit buněčné vlastnosti, jako jsou mitochondrie a chloroplasty. Vědci se domnívají, že mitochondrie, tedy organely zodpovědné za produkci buněčné energie, se vyvinuly po usazení bakterie v předchůdci eukaryotických buněk. … Rostlinná buňka obsahující chloroplasty (tmavě zelené) – což jsou specializované organely, o kterých si vědci myslí, že se vyvinuly z endosymbiontů.“⁹ (Zdůraznění přidáno)

Problémy s výzkumem

První se týká běžného slova pro uvedený děj – tedy prostá bakteriální infekce. V tomto případě experimentátoři způsobili infekci úmyslně. Bakterie jsou zkrátka navrženy k tomu, aby infikovaly a žily uvnitř svého hostitele – např. E. coli žije v lidském střevě a produkuje mnoho důležitých vitamínů, organických sloučenin a enzymů potřebných k syntéze určitých vitamínů, včetně B1, B9, B12 a K.¹⁰ Bakterie také přirozeně infikují širokou škálu organismů, včetně hub, a to bez pomoci výzkumníků.¹¹ Jen některé bakterie infikující buňky jsou patogenní, ale většina ne.

Mnoho problémů s uměle implantovanými bakteriemi do jiných forem života se týká jednoduše obecné neschopnosti infikovat, jak je uvedeno:

„Úspěšnost množení houbových spor obsahujících bakterie byla nízká. Ve smíšené populaci spor (některé s bakteriemi a některé bez nich) ty s bakteriemi zmizely po dvou generacích. Aby vědci zjistili možnosti zlepšení, použili fluorescenční třídič buněk k výběru spor obsahujících bakterie – které byly označeny svítícím proteinem – a v budoucích kolech rozmnožování použili pouze tyto spory. Po deset generací rostly spory obsahující bakterie téměř stejně efektivně jako ty bez bakterií. Základ této adaptace není jasný. V genetickém kódu bylo identifikovalo několik mutací spojených se zlepšenou úspěšností růstu houby – což byl kmen R. microsporus, o kterém není známo, že by přirozeně přenášel endosymbionty – a nebyly zjištěny žádné změny v bakteriích.“¹²

Endosymbiotické vztahy, ve kterých mikrobi žijí harmonicky v buňkách jiného organismu, se kromě hub nacházejí i v mnoha dalších formách života, včetně hmyzu. Nejedná se o nějaký tajemný obor, avšak pro vědu má velký význam:

„Bakterie a houby mohou tvořit řadu fyzických spojení, jejichž vývoj a fungování závisí na různém způsobu molekulární komunikace. Tyto vzájemné interakce mezi bakteriemi a houbami často vedou u rostlin nebo zvířat (včetně lidí) ke změnám patogenity nebo nutričního vlivu jednoho nebo obou partnerů. Mohou také jedinečným způsobem přispět k biogeochemickým cyklům a biotechnologickým procesům. Interakce mezi bakteriemi a houbami tedy mají klíčový význam pro četné biologické otázky v zemědělství, lesnictví, environmentální vědě, produkci potravin a medicíně.“¹³

Ačkoli je použitý metodický proces výzkumu při injekci bakterií do buněk hub opěvován jako důležitý pro pochopení endosymbiózy, je velmi odlišný od procesu navrhovaného k dosažení endosymbiózy. Také typ bakterií, které infikují houby, se velmi liší od typu bakterií, o nichž se předpokládá, že infikovaly jiné bakterie a které se nakonec stanou nedílnou součástí bakterií, jak tvrdí endosymbióza.

Úsilí vynaložené na vstřikování bakterií do buněk hub bylo také obrovské, jak uvedl tým vedený mikrobioložkou Julií Vorholtovou ze Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu. Výzkumná skupina strávila technickým návrhem endosymbiózy v laboratoři několik let, než konečně dosáhla úspěchu. Nicméně vědci na základě svého několikaletého úsilí přiznali, že …

„… Vznik nové endosymbiózy zůstává i nadále výzvou k pozorování a studiu. Vyvinuli jsme experimentální systém, který umožňuje v reálném čase zkoumat počáteční kroky při spojování houbového hostitele s intracelulární bakterií. Předpokládá se, že v přírodě dochází k takovým spojením často, ale jsou převážně nestabilní a přechodná.“¹⁴

Shrnutí

Evolucionisté předpokládají, že mitochondrie (organely, které jsou zodpovědné za produkci energie v buňkách) se vyvinuly z bakterie, která se kdysi dávno usídlila v předchůdci eukaryotických buněk. Poté, údajně po milionech let, se tato bakteriální buňka měla vyvinout ve velmi odlišný typ buňky zvané organela. Takto podobně se prý objevily i chloroplasty, když předchůdce rostlinných buněk pohltil fotosyntetický mikroorganismus.

Avšak oba tyto návrhy zahrnují velmi odlišné podmínky, než je vstřikování bakterie do houby. Navíc se liší i proto, že výzkumníci použili přirozenou symbiózu, která se běžně vyskytuje mezi určitými kmeny houbového rostlinného patogenu, Rhizopus microsporus, a bakterií, Mycetohabitans rhizoxinica. Je tu zjevná úporná snaha spojit tyto dvě události s evolucí – všimněte si, že článek v časopise Nature zmínil slovo „evoluce“ 55krát, ačkoli výzkum neměl přímo s evolucí nic společného.

Odkazy

1. Tarantino, Corinne. 2022. Eukaryote cells. https://www.osmosis.org/answers/eukaryotic-cell
2. Hallmann, C., “Eukaryotes: A new timetable of evolution,” Max-Planck Gesellschaft. https://www.mpg.de/9256248/eukaryotes-evolution, 2015.
3. Palmer, J., “The mitochondrion that time forgot,” Nature387:454-455.
4. Bergman, J., “Origin of eukaryotes: Still wishing and hoping endosymbiosis is true. Subsequent to the origin of life, the origin of eukaryotic cells is admittedly the next most serious problem for evolutionists.” https://crev.info/2022/10/eukaryogenesis/, 2022.
5. Giger, G.H., et al., “Inducing novel endosymbiosis by implanting bacteria in fungi,” Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08010-x, 2024.
6. Bergman, J., “Research has overturned endosymbiosis: The unbridgeable gap between prokaryotes and eukaryotes remains,” Journal of Creation35(1):38–47, April 2021.
7. Giger, et al., 2024.
8. Hallmann, 2015; emphasis added.
9. Callaway, E., “Is this how complex life evolved? Experiment that put bacteria inside fungi offers clues,” Nature. https://www.nature.com/articles/d41586-024-03224-5, 3 October 2024; emphasis added.
10. Khan, S., “Gut microbiome: Meet  coli– the infamous bacteria with an unfair reputation.” https://theconversation.com/gut-microbiome-meet-e-coli-the-infamous-bacteria-with-an-unfair-reputation-213626#, 2024.
11. Frey-Klett, P., et al., “Bacterial-fungal interactions: Hyphens between agricultural, clinical, environmental, and food microbiologists,” Microbiology and Molecular Biology Reviews 75(4):583–609, doi: 1128/MMBR.00020-11, December 2011.
12. Callaway, 2024.
13. Frey-Klett, et al., 2011.
14. Giger, G.H., et al., 2024.