Welcher Zelltyp soll sich zwischen Prokaryoten und Eukaryoten zuerst entwickelt haben? Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass prokaryontische Lebensformen den komplexeren Eukaryonten vorausgegangen sind. Alle Organismen auf der Erde werden in zwei grundlegende Zelltypen eingeteilt. "Kary" bedeutet Kern. "Pro" bedeutet "vorher" und Prokaryoten haben DNA in einem frei schwebenden Ring, der nicht in einem Kern eingeschlossen ist. "Eu" bedeutet "wahr" und Eukaryoten haben DNA, die in Chromosomen angeordnet und in einem Kern eingeschlossen ist. Fossile Beweise deuten darauf hin, dass prokaryontische Zellen zuerst auf der Erde existierten, vor der Ankunft der Eukaryonten.
Mikroskopische Überreste
Wenn Sie an Fossilien denken, denken Sie wahrscheinlich an Muscheln und Knochen, daher könnte es Sie überraschen, es zu entdecken dass Mikroorganismen zwischen einem Viertel und der Hälfte aller Fossilien ausmachen, die jemals beschrieben wurden Wissenschaftler. Obwohl es ihnen an Skeletten fehlt, haben einige Gruppen einzelliger Organismen harte Teile oder scheiden harte Schalen ab und tauchen so im Fossilienbestand auf. Dieser Rekord ist der beste Hinweis auf das relative Alter von Prokaryoten und Eukaryoten. Die ältesten prokaryotischen Fossilien sind 3,5 Milliarden Jahre alt, während die ältesten Eukaryoten relative Neulinge sind, die erst vor 1,5 Milliarden Jahren zum ersten Mal versteinert wurden.
Frühe Divergenz, alte Linien
Prokaryoten umfassen zwei Lebensbereiche: die Archaeen oder Archaebakterien und die Bakterien oder Eubakterien. Diese Domänen unterscheiden sich ebenso voneinander wie von Eukaryoten – die Protisten, Pilze, Pflanzen und Tiere. Dieser enorme Unterschied weist darauf hin, dass es sich bei beiden um extrem alte Linien handelt. Die Evolutionszeit, die für diese Divergenz erforderlich ist, bedeutet, dass sie lange vor dem Auftauchen der Eukaryoten stattgefunden haben muss.
Abstieg in die Vielfalt
Prokaryontische und eukaryontische Zellen funktionieren ähnlich und unter Verwendung ähnlicher Verbindungen, jedoch sind Eukaryonten strukturell viel komplexer und normalerweise viel größer als Prokaryonten. Beide verwenden DNA und RNA. Sie bestehen aus den gleichen Proteinen und Lipiden und alle verwenden ATP zur Energiegewinnung. Eukaryoten haben jedoch Kernmembranen, Organellen, innere Strukturkomponenten und gezwirnte, proteingebundene Chromosomen. Ihre Zellen sehen ganz anders aus als die chaotisch gepackten, steifwandigen Hüllen mit sehr geringer innerer Struktur ihrer prokaryotischen Gegenstücke. Der hohe Organisationsgrad in eukaryontischen Zellen ermöglicht eine viel größere Vielfalt der Zelltypen – eine Innovation, die mehrzellige Lebensformen ermöglichte. Ihre größere Komplexität und Vielfalt weist darauf hin, dass Eukaryoten eine neuere Form sind, die von den älteren und einfacheren Prokaryoten abstammen.
Interstitial-Eindringlinge
Die eukaryotische Zellmaschinerie gibt den letzten Hinweis darauf, dass Prokaryoten zuerst existierten. Mehrere Organellen in eukaryotischen Zellen, insbesondere die für den Stoffwechsel notwendigen Chloroplasten und Mitochondrien, ähneln stark Prokaryonten. Sie haben ihre eigene ringförmige DNA. Sie vermehren sich wie prokaryontische Zellen durch binäre Spaltung. Sie synthetisieren einige Proteine unabhängig von den Zellen, die sie beherbergen, und verfügen über unabhängige, prokaryontische Membrantransportsysteme. Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass Eukaryoten die Nachkommen von Bakterien und Archaeen sind, die in einer symbiotischen Beziehung zusammenliefen, um den Prototyp der eukaryotischen Zelle zu bilden. Bakterielle Kommunikation durch Quorum Sensing kann auch das grundlegende Verhalten sein, das die Kommunikation innerhalb und zwischen Gruppen von Zellen in mehrzelligen Organismen ermöglichte.
