La hipótesis del hidrógeno es un modelo propuesto por William F. Martin y Miklós Müller en 1998 que describe una posible forma en la que la mitocondria surgió como endosimbionte dentro de un huésped procariótico en las arqueas , dando lugar a una asociación simbiótica de dos células de las que se originó la Podría haber surgido la primera célula eucariota ( simbiogénesis ).
Según la hipótesis del hidrógeno: [1] [2] [3] [4] [5]
La hipótesis difiere de muchos puntos de vista alternativos dentro del marco de la teoría endosimbiótica , que sugieren que las primeras células eucariotas desarrollaron un núcleo pero carecían de mitocondrias; estas últimas surgieron cuando un eucariota envolvió a una bacteria primitiva que eventualmente se convirtió en la mitocondria. La hipótesis otorga importancia evolutiva a los hidrogenosomas y proporciona una justificación de su ascendencia común con las mitocondrias. Los hidrogenosomas son mitocondrias anaeróbicas que producen ATP , por regla general, convirtiendo el piruvato en hidrógeno, dióxido de carbono y acetato . Se conocen ejemplos de la biología moderna en los que los metanógenos se agrupan alrededor de hidrogenosomas dentro de las células eucariotas. La mayoría de las teorías dentro del marco de la teoría endosimbiótica no abordan la ascendencia común de las mitocondrias y los hidrogenosomas. La hipótesis proporciona una explicación sencilla para la observación de que los eucariotas son quimeras genéticas con genes de ascendencia arqueal y eubacteriana. Además, implicaría que archaea y eukarya se dividieron después de que aparecieron los grupos modernos de archaea. La mayoría de las teorías dentro del marco de la teoría endosimbiótica predicen que algunos eucariotas nunca poseyeron mitocondrias. La hipótesis del hidrógeno predice que nunca existieron eucariotas primitivamente carentes de mitocondrias. En los 15 años posteriores a la publicación de la hipótesis del hidrógeno, esta predicción específica ha sido probada muchas veces y se ha descubierto que concuerda con la observación. [1] [2] [3] [4] [5]
En 2015, el descubrimiento y colocación de Lokiarchaeota (un linaje arqueal que posee un repertorio genético ampliado que incluye genes implicados en la remodelación de la membrana y la estructura del citoesqueleto de actina ) como grupo hermano de los eucariotas puso en duda principios particulares de la hipótesis del hidrógeno, como parece ser que Lokiarchaeota carecen de metanogénesis. [6]