Tra procarioti ed eucarioti, quale tipo di cellule si ritiene si sia evoluto per primo? Gli scienziati hanno concluso che le forme di vita procariote hanno preceduto gli eucarioti più complessi. Tutti gli organismi sulla Terra sono classificati in due tipi di cellule fondamentali. "Kary" significa nucleo. "Pro" significa "prima" e i procarioti hanno il DNA in un anello liberamente fluttuante che non è racchiuso in un nucleo. "Eu" significa "vero" e gli eucarioti hanno il DNA organizzato in cromosomi e racchiuso in un nucleo. Prove fossili indicano che le cellule procariotiche esistevano per la prima volta sulla terra, prima dell'arrivo degli eucarioti.
Resti microscopici
Quando pensi ai fossili, probabilmente pensi a conchiglie e ossa, quindi potrebbe sorprenderti scoprirlo che i microrganismi rappresentano tra un quarto e la metà di tutti i fossili mai descritti da scienziati. Sebbene manchino di scheletri, alcuni gruppi di organismi unicellulari hanno parti dure o secernono gusci duri e quindi compaiono nei reperti fossili. Questo record è la migliore indicazione dell'età relativa di procarioti ed eucarioti. I fossili procarioti più antichi hanno 3,5 miliardi di anni, mentre i più antichi eucarioti sono relativamente nuovi, essendosi fossilizzati per la prima volta solo 1,5 miliardi di anni fa.
Prima divergenza, linee antiche
I procarioti includono due domini della vita: gli archaea o archebatteri e i batteri o eubatteri. Questi domini sono tanto diversi l'uno dall'altro quanto lo sono dagli eucarioti: i protisti, i funghi, le piante e gli animali. Questa enorme differenza indica che sono entrambe linee estremamente antiche. Il tempo evolutivo necessario per questa divergenza significa che deve essere accaduto molto prima che gli eucarioti apparissero sulla scena.
Discesa nella diversità
Le cellule procariotiche ed eucariotiche funzionano in modo simile e utilizzano composti simili, tuttavia gli eucarioti sono molto più strutturalmente complessi e solitamente molto più grandi dei procarioti. Entrambi usano DNA e RNA. Sono costituiti dalle stesse proteine e lipidi e utilizzano tutti l'ATP per produrre energia. Eppure gli eucarioti hanno membrane nucleari, organelli, componenti strutturali interni e cromosomi intrecciati legati alle proteine. Le loro cellule hanno un aspetto molto diverso dagli involucri caoticamente imballati e dalle pareti rigide, con pochissima struttura interna, delle loro controparti procariotiche. L'alto livello di organizzazione nelle cellule eucariotiche consente una diversità molto maggiore nel tipo di cellula, un'innovazione che ha reso possibili le forme di vita multicellulari. La loro maggiore complessità e diversità indica che gli eucarioti sono una forma più recente, discendente dai procarioti più antichi e più semplici.
Invasori interstiziali
Il macchinario cellulare eucariotico fornisce l'indizio finale che i procarioti sono esistiti per primi. Diversi organelli nelle cellule eucariotiche, in particolare i cloroplasti e i mitocondri necessari per il metabolismo, assomigliano molto ai procarioti. Hanno il loro DNA ad anello. Si riproducono per fissione binaria, come le cellule procariotiche. Sintetizzano alcune proteine indipendentemente dalle cellule che le ospitano e hanno sistemi di trasporto di membrana indipendenti, simili ai procarioti. La spiegazione più probabile è che gli eucarioti siano i discendenti di batteri e archaea che convergono in una relazione simbiotica per formare il prototipo della cellula eucariotica. La comunicazione batterica attraverso il quorum sensing può anche essere il comportamento fondamentale che ha permesso la comunicazione all'interno e tra gruppi di cellule negli organismi multicellulari.
