Hvilke beviser viser, at der findes prokaryoter før eukaryoter?

Mellem prokaryoter og eukaryoter, hvilken type celler menes at have udviklet sig først? Forskere har konkluderet, at prokaryote livsformer gik forud for de mere komplekse eukaryoter. Alle organismer på Jorden er klassificeret i to grundlæggende celletyper. "Kary" betyder kerne. "Pro" betyder "før", og prokaryoter har DNA i en frit flydende ring, der ikke er indkapslet i en kerne. "Eu" betyder "sandt", og eukaryoter har DNA arrangeret i kromosomer og indkapslet i en kerne. Fossile beviser indikerer, at prokaryote celler først eksisterede på jorden inden eukaryoternes ankomst.

Når du tænker på fossiler, tænker du sandsynligvis på skaller og knogler, så det kan overraske dig at opdage at mikroorganismer tegner sig for mellem en fjerdedel og halvdelen af ​​alle fossiler, der nogensinde er beskrevet af forskere. Selvom de mangler skeletter, har nogle få grupper af encellede organismer hårde portioner eller udskiller hårde skaller og vises således i den fossile optegnelse. Denne rekord er den bedste indikation af prokaryoters og eukaryoters relative alder. De ældste prokaryote fossiler er 3,5 milliarder år gamle, mens de ældste eukaryoter er relative nytilkomne, der for første gang har fossileret for blot 1,5 milliarder år siden.

Prokaryoter inkluderer to livsområder: arkæerne eller arkæbakterierne og bakterierne eller eubakterierne. Disse domæner er lige så forskellige fra hinanden som de er fra eukaryoter - protisterne, svampene, planterne og dyrene. Denne enorme forskel indikerer, at de begge er ekstremt gamle linjer. Den evolutionære tid, der er nødvendig for denne afvigelse, betyder, at den skal være sket i god tid, før eukaryoter dukkede op på scenen.

Prokaryote og eukaryote celler fungerer på samme måde og ved anvendelse af lignende forbindelser er eukaryoter dog meget mere strukturelt komplekse og normalt meget større end prokaryoter. Begge bruger DNA og RNA. De består af de samme proteiner og lipider, og alle bruger ATP til energi. Alligevel har eukaryoter nukleare membraner, organeller, indre strukturelle komponenter og tvindede, proteinbundne kromosomer. Deres celler ser meget anderledes ud end de kaotisk pakkede, stivvæggede konvolutter med meget lidt indre struktur af deres prokaryote kolleger. Det høje organisationsniveau i eukaryote celler tillader en meget større mangfoldighed i celletype - en innovation, der muliggjorde flercellede livsformer. Deres større kompleksitet og mangfoldighed indikerer, at eukaryoter er en nyere form, der stammer fra de ældre og enklere prokaryoter.

Eukaryote cellulære maskiner giver det sidste fingerpeg om, at prokaryoter eksisterede først. Flere organeller i eukaryote celler, især de chloroplaster og mitokondrier, der er nødvendige for stofskiftet, ligner stærkt prokaryoter. De har deres eget ringlignende DNA. De reproducerer ved binær fission, ligesom prokaryote celler. De syntetiserer nogle proteiner uafhængigt af cellerne, der huser dem, og har uafhængige, prokaryote-lignende membrantransportsystemer. Den mest sandsynlige forklaring er, at eukaryoter er efterkommere af bakterier og arkæer, der konvergerede i et symbiotisk forhold for at danne prototypen for den eukaryote celle. Bakteriel kommunikation gennem kvorum sensing kan også være den grundlæggende adfærd, der tillod kommunikation inden for og mellem grupper af celler i flercellede organismer.