Ποια είναι τα οφέλη των προκαρυωτικών;

Η ζωή στη Γη ξεκίνησε πριν από 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια με την εμφάνιση προκαρυωτικών, την πιο πρωτόγονη ζωή που είναι γνωστό ότι υπάρχει. Οι προκαρυωτικοί, γνωστοί ως βακτήρια, δεν διαθέτουν πυρήνα και προηγμένους κυτταρικούς μηχανισμούς. Είναι μονοκύτταρα και είναι μόνο ένα μικρό κλάσμα του μεγέθους ενός φυτικού ή ζωικού κυττάρου. Παρά την πρωτόγονη κατασκευή τους, οι προκαρυώτες είναι η πιο πυκνοκατοικημένη ζωή στον πλανήτη, ξεπερνώντας κάθε άλλη μορφή ζωής, σε συνδυασμό, με πολλές τάξεις μεγέθους. Χωρίς προκαρυωτικά, δεν θα υπήρχε άλλη ζωή.

Τα βακτήρια δημιούργησαν τα επίπεδα οξυγόνου της ατμόσφαιρας, ξεκινώντας περίπου 2,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτοί οι αρχικοί φωτοσυνθέτες, που ονομάζονται κυανοβακτήρια, υπάρχουν ακόμα σήμερα. Οι πρόγονοί τους ζούσαν σε έναν κόσμο χωρίς ατμοσφαιρικό οξυγόνο και χρησιμοποίησαν ενέργεια από τον ήλιο και χημικές ουσίες στους αρχέγονους ωκεανούς για να δημιουργήσουν τη δική τους τροφή, παρόμοια με τα σύγχρονα φυτά. Τα κυανοβακτήρια παρήγαγαν αέριο οξυγόνο, ένα δηλητήριο σε όλες τις πρώιμες ζωές, ως απόβλητα. Κατά τα επόμενα 300 εκατομμύρια χρόνια, τα επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα και στον ωκεανό συσσωρεύτηκαν εξ ολοκλήρου από αυτά τα μικροσκοπικά πλάσματα. Τα αρχέγονα είδη πέθαναν σε μαζικές εξαφανίσεις καθώς αυξήθηκαν τα επίπεδα οξυγόνου, αλλά η ανθεκτική στο οξυγόνο ζωή εξελίχθηκε για να γεμίσει τις κενές θέσεις. Η σύγχρονη ζωή δεν θα υπήρχε χωρίς αυτά τα πρώιμα βακτήρια που δημιουργούν οξυγόνο.

Η μικρότερη ζωή στη Γη έχει τον μεγαλύτερο ρόλο: διάσπαση και ανακύκλωση όλων των αποβλήτων. Οι φλοιό και τα σφάγια νεκρών φυτών και ζώων και η εκκρινόμενη ύλη όλων των τύπων περιέχει ζωτικά θρεπτικά συστατικά και αποθηκευμένη ενέργεια. Χωρίς τρόπο επιστροφής αυτών των θρεπτικών συστατικών στο έδαφος, η ζωή θα εξαντλούσε γρήγορα κάθε διαθέσιμη θρεπτική ουσία στον πλανήτη. Πολλά είδη βακτηρίων τρέφονται με αυτές τις πηγές ενέργειας, διασπώντας τα απόβλητα στα μικρότερα μόριά τους και τα επιστρέφουν στο έδαφος, όπου επανέρχονται στην τροφική αλυσίδα. Ορισμένα είδη βακτηρίων καταναλώνουν ακόμη και πετρέλαιο και βοήθησαν γρήγορα στη διάσπαση και την εξάλειψη μεγάλων όγκων πετρελαίου από τη διαρροή Deepwater Horizon στον Κόλπο του Μεξικού το 2010.

Χωρίς προκαρυωτικά, η κοινωνία δεν θα βιώσει ποτέ ένα ευρύ φάσμα τροφίμων. Οτιδήποτε έχει υποστεί ζύμωση, όπως μπύρα, κρασί, γιαούρτι, βουτυρόγαλα, ξινή κρέμα, τουρσιά, ελιές και οφθαλμούς ψωμιού την ύπαρξή του σε διάφορα είδη ευεργετικών βακτηρίων που παράγουν οξέα που διατηρούν τα τρόφιμα ως μεταβολικά υποπροϊόντα. Τα προκαρυωτικά βοηθούν επίσης στην παρασκευή τυριού, ινσουλίνης για διαβητικούς, ξύδι, λάχανο τουρσί, βιταμίνες, σάλτσα σόγιας και εκατοντάδες άλλα τρόφιμα και φάρμακα σε όλο τον κόσμο.

Συχνά παραβλέπονται και θεωρούνται απαράμιλλα, τα βακτήρια του εντέρου εκτελούν πολλές εργασίες σε αντάλλαγμα για φαγητό και καταφύγιο. Ο κάτοικος βακτηριακός πληθυσμός σε ένα μόνο ανθρώπινο κόλον είναι τάξης μεγέθους μεγαλύτερου από ολόκληρο τον αριθμό ανθρώπινων κυττάρων στον ξενιστή. Αυτό το τεράστιο απόθεμα μεταβολικής δραστηριότητας βοηθά στην πέψη της τροφής, διεγείρει την περισταλτική δράση, ενεργεί σε συνεννόηση με το ανοσοποιητικό σύστημα για την απομάκρυνση των παθογόνων και παράγει βιταμίνη Κ για να βοηθήσει τον πήγμα του αίματος. Το ανθρώπινο σώμα δεν μπορεί να αναλάβει κανένα από αυτά τα καθήκοντα μόνο του και να επιβιώσει: τα βακτήρια είναι απαραίτητα για την επιβίωση του ανθρώπου.

Εκτός από τον αποικισμό του πεπτικού συστήματος, οι προκαρυωτικοί αποικίζουν κάθε εξωτερική επιφάνεια ενός ανθρώπινου σώματος από τη στιγμή της γέννησης. Αυτά τα βακτήρια υπάρχουν σε αμοιβαία ωφέλιμη σχέση με τον ξενιστή τους. Τα βακτήρια έχουν ένα σημείο να ζουν και να αποικίζουν. Σε αντάλλαγμα, αυτά τα είδη υπερασπίζονται το «σπίτι» τους, το δέρμα του ξενιστή, από παθογόνα βακτήρια και μύκητες που εισβάλλουν ευκαιριακά στο δέρμα. Το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή ξοδεύει λιγότερη ενέργεια σε αυτή τη διάταξη, επιτρέποντάς του να επικεντρωθεί σε άλλες εργασίες, όπως καταπολέμηση ιών και καταστροφή προκαρκινικών κυττάρων.