miniatuur|upright=1.3|De oorsprong van eukaryoten uit voorouderlijke bacteriën en archaea. Nog vroeger in de evolutie, splitsen zich vanuit LUCA twee grote groepen prokaryoten af: de bacteriën en de archaea.
De laatste gemeenschappelijke eukaryotische voorouder (LECA) is de hypothetische evolutionaire voorouder van alle uitgestorven en hedendaagse eukaryoten. LECA leefde waarschijnlijk ongeveer 1,8 tot 2,1 miljard jaar geleden en vertegenwoordigt een cruciaal stadium in de evolutie van complex leven.
Uit genetisch en cellulair onderzoek blijkt dat LECA waarschijnlijk veel complexer was dan lange tijd werd aangenomen. Het organisme bezat al een celkern, en vermoedelijk een volledig endomembraansysteem, mitochondriën, een cytoskelet van actine en tubuline, en mechanismen voor intracellulair transport. Ook complexe processen zoals mitose, meiose en gereguleerde genexpressie lijken al vóór LECA te zijn ontstaan. Dit suggereert dat de overgang van eenvoudige prokaryote cellen naar eukaryoten relatief vroeg gepaard ging met een sterke toename in cellulaire organisatie en complexiteit.
Eigenschappen thumb|upright=1.2|Reconstructie van LECA, met de belangrijkste celstructuren en cellulaire systemen aangegeven.Legenda 1) Celkern met nucleolus 2) Endoplasmatisch reticulum 3) Peroxisoom 4) Endosomen en lysosoom 5) Golgi-apparaat 6) Endocytose en exocytose 7) Pseudopodium (schijnvoetjes) 8) Celmembraan met sterolen 9) Cytoskelet bestaande uit microtubuli 10) Basale lichaampjes (basal bodies) 11) Vacuolen 12) IJzer-zwavelclusters 13) Mitochondriën 14) Flagellen
Hoewel dit organisme nooit direct is waargenomen, proberen biologen op basis van vergelijkende genomica, celbiologie en fylogenetische analyses de eigenschappen van LECA te reconstrueren. Vrijwel alle moderne eukaryoten delen fundamentele kenmerken die vermoedelijk al in deze voorouder aanwezig waren.
Aangenomen wordt dat LECA geen eenvoudige overgangsvorm, maar al een relatief complexe cel was (correcter gesteld; een populatie van cellen). Waarschijnlijk ging het om een eencellige protist met een celkern, mitochondriën, peroxisomen en een endomembraansysteem dat de cel in verschillende compartimenten verdeelde. LECA beschikte vermoedelijk ook over ten minste één centriool en cilia, wat wijst op een ontwikkeld cytoskelet en intracellulaire organisatie. Door de celkern waren processen van transcriptie en translatie ruimtelijk van elkaar gescheiden, waardoor RNA-processing en complexe manieren van genregulatie mogelijk werden.
Ook seksuele voortplanting lijkt reeds vroeg in de evolutie van eukaryoten aanwezig te zijn geweest. LECA bezat waarschijnlijk meiose en syngamie (versmelting van cellen), waardoor genetisch materiaal kon worden herschikt via homologe recombinatie. Dit proces speelde vermoedelijk een belangrijke rol bij het herstellen van DNA-schade veroorzaakt door reactieve zuurstofmoleculen die vrijkwamen tijdens oxidatieve stofwisseling.
Onderzoek De oorsprong van LECA hangt nauw samen met theorieën over eukaryogenese, het evolutionaire proces waarbij eukaryote cellen vermoedelijk ontstonden uit een symbiotische relatie tussen een archaeale gastheercel en een bacterie die uiteindelijk evolueerde tot het mitochondrium. Moderne ontdekkingen, zoals de identificatie van de Asgard-archaea, hebben deze hypothesen verder ondersteund en verfijnd. Het is een snel bewegend onderzoeksgebied binnen de evolutionaire microbiologie.
Zie ook LUCA (evolutie) Endosymbiosetheorie
Referenties
Categorie:Evolutie Categorie:Eukaryota