Tussen prokaryoten en eukaryoten, welk type cellen wordt verondersteld het eerst te zijn geëvolueerd? Wetenschappers hebben geconcludeerd dat prokaryote levensvormen voorafgingen aan de meer complexe eukaryoten. Alle organismen op aarde worden ingedeeld in twee basisceltypen. "Kary" betekent kern. "Pro" betekent "vóór", en prokaryoten hebben DNA in een vrij zwevende ring die niet is ingepakt in een kern. "Eu" betekent "waar", en eukaryoten hebben DNA gerangschikt in chromosomen en ingekapseld in een kern. Fossiel bewijs geeft aan dat prokaryotische cellen voor het eerst op aarde bestonden, vóór de komst van de eukaryoten.
Microscopische overblijfselen
Als je aan fossielen denkt, denk je waarschijnlijk aan schelpen en botten, dus het zal je misschien verbazen om te ontdekken dat micro-organismen tussen een kwart en de helft uitmaken van alle fossielen die ooit zijn beschreven door wetenschappers. Hoewel ze geen skeletten hebben, hebben een paar groepen eencellige organismen harde delen of scheiden harde schelpen af en komen zo in het fossielenbestand voor. Dit record is de beste indicatie van de relatieve leeftijden van prokaryoten en eukaryoten. De oudste prokaryotische fossielen zijn 3,5 miljard jaar oud, terwijl de oudste eukaryoten relatieve nieuwkomers zijn, die slechts 1,5 miljard jaar geleden voor het eerst gefossiliseerd zijn.
Vroege divergentie, oude lijnen
Prokaryoten omvatten twee domeinen van het leven: de archaea of archaebacteria, en de bacteriën of eubacteriën. Deze domeinen zijn net zo verschillend van elkaar als van eukaryoten - de protisten, schimmels, planten en dieren. Dit enorme verschil geeft aan dat het beide extreem oude lijnen zijn. De evolutionaire tijd die nodig is voor deze divergentie betekent dat het moet zijn gebeurd lang voordat eukaryoten op het toneel verschenen.
Afdaling in diversiteit
Prokaryotische en eukaryote cellen werken op dezelfde manier en met behulp van vergelijkbare verbindingen, maar eukaryoten zijn veel structureel complexer en meestal veel groter dan prokaryoten. Beide gebruiken DNA en RNA. Ze bestaan uit dezelfde eiwitten en lipiden en gebruiken allemaal ATP voor energie. Toch hebben eukaryoten kernmembranen, organellen, interne structurele componenten en getwijnde, eiwitgebonden chromosomen. Hun cellen zien er heel anders uit dan de chaotisch verpakte, stijfwandige omhulsels, met heel weinig inwendige structuur, van hun prokaryotische tegenhangers. Het hoge organisatieniveau in eukaryote cellen maakt een veel grotere diversiteit in celtype mogelijk - een innovatie die meercellige levensvormen mogelijk heeft gemaakt. Hun grotere complexiteit en diversiteit geeft aan dat eukaryoten een nieuwere vorm zijn, afstammend van de oudere en eenvoudigere prokaryoten.
Interstitiële indringers
Eukaryotische cellulaire machinerie geeft de laatste aanwijzing dat prokaryoten eerst bestonden. Verschillende organellen in eukaryote cellen, met name de chloroplasten en mitochondriën die nodig zijn voor het metabolisme, lijken sterk op prokaryoten. Ze hebben hun eigen ringachtige DNA. Ze reproduceren door binaire splitsing, zoals prokaryotische cellen. Ze synthetiseren sommige eiwitten onafhankelijk van de cellen die ze huisvesten en hebben onafhankelijke, prokaryote-achtige membraantransportsystemen. De meest waarschijnlijke verklaring is dat eukaryoten de afstammelingen zijn van bacteriën en archaea die in een symbiotische relatie samenkwamen om het prototype voor de eukaryote cel te vormen. Bacteriële communicatie via quorumdetectie kan ook het fundamentele gedrag zijn dat communicatie binnen en tussen groepen cellen in meercellige organismen mogelijk maakte.