Hvilke bevis viser at prokaryoter eksisterte før eukaryoter?

Mellom prokaryoter og eukaryoter, hvilken type celler antas å ha utviklet seg først? Forskere har konkludert med at prokaryote livsformer gikk foran de mer komplekse eukaryotene. Alle organismer på jorden er klassifisert i to grunnleggende celletyper. "Kary" betyr kjerne. "Pro" betyr "før", og prokaryoter har DNA i en fritt flytende ring som ikke er innkapslet i en kjerne. "Eu" betyr "sann", og eukaryoter har DNA ordnet i kromosomer og innkapslet i en kjerne. Fossile bevis indikerer at prokaryote celler først eksisterte på jorden før eukaryotene ankom.

Når du tenker på fossiler, tenker du sannsynligvis på skjell og bein, så det kan overraske deg å oppdage at mikroorganismer utgjør mellom en fjerdedel og halvparten av alle fossiler som noen gang er beskrevet av forskere. Selv om de mangler skjelett, har noen få grupper av encellede organismer harde porsjoner eller skiller ut harde skjell, og de vises så i fossilregisteret. Denne posten er den beste indikasjonen på prokaryoters og eukaryoters relative alder. De eldste prokaryote fossilene er 3,5 milliarder år gamle, mens de eldste eukaryotene er relative nykommere, og de fossiliserte for første gang for bare 1,5 milliarder år siden.

Prokaryoter inkluderer to domener i livet: archaea eller archaebacteria, og bakteriene eller eubacteria. Disse domenene er like forskjellige fra hverandre som de er fra eukaryoter - protister, sopp, planter og dyr. Denne enorme forskjellen indikerer at de begge er ekstremt gamle linjer. Den evolusjonære tiden som er nødvendig for denne avviket, betyr at den må ha skjedd i god tid før eukaryoter dukket opp på scenen.

Prokaryote og eukaryote celler fungerer på samme måte og ved å bruke lignende forbindelser, men eukaryoter er likevel mye mer strukturelt komplekse, og vanligvis mye større, enn prokaryoter. Begge bruker DNA og RNA. De består av de samme proteinene og lipidene, og alle bruker ATP for energi. Likevel har eukaryoter kjernemembraner, organeller, indre strukturelle komponenter og tvinnede, proteinbundne kromosomer. Cellene deres ser veldig annerledes ut enn de kaotisk pakket, stivveggede konvoluttene, med veldig lite interiørstruktur, til deres prokaryote kolleger. Det høye organisasjonsnivået i eukaryote celler tillater et mye større mangfold i celletype - en innovasjon som gjorde flercellede livsformer mulig. Deres større kompleksitet og mangfold indikerer at eukaryoter er en nyere form, nedstammer fra de eldre og enklere prokaryoter.

Eukaryotisk mobilmaskiner gir den siste anelse om at prokaryoter eksisterte først. Flere organeller i eukaryote celler, spesielt kloroplaster og mitokondrier som er nødvendige for metabolisme, ligner sterkt prokaryoter. De har sitt eget ringlignende DNA. De reproduserer ved binær fisjon, som prokaryote celler. De syntetiserer noen proteiner uavhengig av cellene som huser dem, og har uavhengige, prokaryotlignende membrantransportsystemer. Den mest sannsynlige forklaringen er at eukaryoter er etterkommere av bakterier og arkeaer som konvergerte i et symbiotisk forhold for å danne prototypen for den eukaryote cellen. Bakteriell kommunikasjon gjennom quorum sensing kan også være grunnleggende atferd som tillot kommunikasjon i og mellom grupper av celler i flercellede organismer.