Wat zijn de voordelen van prokaryoten?

Het leven op aarde begon meer dan 3,7 miljard jaar geleden met het verschijnen van prokaryoten, het meest primitieve leven dat er bestaat. Prokaryoten, beter bekend als bacteriën, hebben geen kern en geen geavanceerde cellulaire machinerie. Ze zijn eencellig en zijn slechts een fractie van de grootte van een plantaardige of dierlijke cel. Ondanks hun primitieve constructie, zijn prokaryoten het meest bevolkte leven op de planeet en overtreffen ze elke andere vorm van leven, gecombineerd, met vele orden van grootte. Zonder prokaryoten zou er geen ander leven bestaan.

Bacteriën creëerden de zuurstofniveaus van de atmosfeer, ongeveer 2,5 miljard jaar geleden. Deze eerste fotosynthesizers, cyanobacteriën genaamd, bestaan ​​nog steeds. Hun voorouders leefden in een wereld zonder atmosferische zuurstof en gebruikten energie van de zon en chemicaliën in de oeroceanen om hun eigen voedsel te creëren, vergelijkbaar met moderne planten. Cyanobacteriën produceerden zuurstofgas, een gif voor alle vroege levens, als afval. In de loop van de volgende 300 miljoen jaar zijn de zuurstofniveaus in de atmosfeer en de oceaan volledig opgebouwd dankzij deze microscopisch kleine wezens. Primordiale soorten stierven massaal uit toen de zuurstofniveaus stegen, maar zuurstoftolerant leven evolueerde om de lege nissen te vullen. Het moderne leven zou niet bestaan ​​zonder deze vroege zuurstofproducerende bacteriën.

Het kleinste leven op aarde heeft de grootste rol: het afbreken en recyclen van al het afval. Kaf en karkassen van dode planten en dieren en alle soorten uitgescheiden stoffen bevatten essentiële voedingsstoffen en opgeslagen energie. Zonder een manier om die voedingsstoffen naar de grond terug te brengen, zou het leven snel alle beschikbare voedingsstoffen op de planeet uitputten. Veel soorten bacteriën voeden zich met deze energiebronnen, breken afval af tot de kleinste moleculen en brengen ze terug naar de grond, waar ze opnieuw in de voedselketen terechtkomen. Sommige soorten bacteriën verbruiken zelfs olie en hielpen bij het snel afbreken en elimineren van grote hoeveelheden olie uit de Deepwater Horizon-ramp in de Golf van Mexico in 2010.

Zonder prokaryoten zou de samenleving nooit een breed scala aan voedingsmiddelen ervaren. Alles wat gefermenteerd is, zoals bier, wijn, yoghurt, karnemelk, zure room, augurken, olijven en zuurdesembrood het bestaan ​​ervan aan verschillende soorten nuttige bacteriën die voedselbewarende zuren produceren als metabolisch bijproducten. Prokaryoten helpen ook bij het maken van kaas, insuline voor diabetici, azijn, zuurkool, vitamines, sojasaus en honderden andere voedingsmiddelen en medicijnen over de hele wereld.

Vaak over het hoofd gezien en in niet-vleiende termen beschouwd, voeren darmbacteriën veel taken uit in ruil voor voedsel en onderdak. De residente bacteriële populatie in een enkele menselijke dikke darm is een orde van grootte groter dan het totale aantal menselijke cellen in de gastheer. Deze enorme reserve aan metabolische activiteit helpt voedsel te verteren, stimuleert de peristaltiek, werkt samen met het immuunsysteem om ziekteverwekkers te verdrijven en produceert vitamine K om de bloedstolling te helpen. Het menselijk lichaam kan geen van deze taken alleen uitvoeren en overleven: bacteriën zijn essentieel voor het overleven van de mens.

Naast het koloniseren van het spijsverteringskanaal, koloniseren prokaryoten elk uitwendig oppervlak op een menselijk lichaam vanaf het moment van geboorte. Deze bacteriën bestaan ​​in een wederzijds voordelige relatie met hun gastheer. De bacteriën hebben een plek om op te leven en te koloniseren. In ruil daarvoor verdedigen deze soorten hun 'thuis', de huid van de gastheer, tegen pathogene bacteriën en schimmels die opportunistisch via de huid binnendringen. Het immuunsysteem van de gastheer besteedt minder energie aan deze regeling, waardoor het zich kan concentreren op andere taken, zoals het bestrijden van virussen en het vernietigen van precancereuze cellen.