Гипотеза синтетического происхождения митохондрий и хлоропластов предполагает, что эти organelles появились в эукариотических клетках в результате их формирования в процессе синтеза из других клеточных структур, а не путем эндосимбиотических событий. Эта гипотеза рассматривается как менее вероятная по сравнению с концепцией эндосимбиоза.

Основные критические аргументы против синтетического происхождения:

Структурные сходства: Митохондрии и хлоропласты имеют сходство с прокариотическими клетками, включая двойную мембрану и наличие определенных рибосом размером 70S, что характерно для бактерий.

Генетический материал: Оба органеллы содержат собственную ДНК, которая по многим признакам ближе к бактериальной ДНК, чем к ядреной ДНК эукариот. Это свидетельствует о том, что они, возможно, происходят от самостоятельных прокариот.

Энергетические и метаболические процессы: Митохондрии и хлоропласты обладают собственными механизмами энергопродукции и биосинтеза, которые аналогичны соответствующим процессам у бактерий.

Дивергенция: Они демонстрируют молекулярные и эволюционные следы дивергенции, которые совпадают с известными группами прокариот, что указывает на их наследственное происхождение из бактериальных предков.

Эндосимбиотическая теория: Эта теория гласит, что митохондрии и хлоропласты произошли от свободно живущих прокариотов, которые были поглощены предковыми клетками эукариот и стали симбиотически связанными с ними.

Доказательства в пользу эндосимбиоза включают:

Молекулярная ДНК: ДНК митохондрий и хлоропластов имеет кольцевую структуру и более похожа на бактериальную, чем на ядерную ДНК, что поддерживает идею о том, что они происходят от прокариотов.

Рибосомы: Рибосомы в митохондриях и хлоропластах похожи на рибосомы прокариотов (70S) и отличаются от рибосом эукариот (80S), что также подтверждает их бактериальное происхождение.

Генетическая последовательность: Сравнительный анализ геномов митохондрий и хлоропластов с геномами различных бактерий показывает высокую степень сходства, что указывает на их общую эволюционную историю.

Эволюционная связь: Молекулярные генеалогические исследования показывают, что хлоропласты родственные цианобактериям, а митохондрии — альфа-протеобактериям, что говорит о том, что они произошли от определенных групп бактерий.

Таким образом, в значительной степени именно эти доказательства поддерживают идею эндосимбиоза как факта происхождения митохондрий и хлоропластов.