Mellan prokaryoter och eukaryoter, vilken typ av celler tros ha utvecklats först? Forskare har dragit slutsatsen att prokaryot livsformer föregick de mer komplexa eukaryoter. Alla organismer på jorden klassificeras i två grundläggande celltyper. "Kary" betyder kärna. "Pro" betyder "före", och prokaryoter har DNA i en fritt flytande ring som inte är innesluten i en kärna. "Eu" betyder "sann", och eukaryoter har DNA ordnat i kromosomer och inneslutet i en kärna. Fossila bevis tyder på att prokaryota celler först fanns på jorden före eukaryoternas ankomst.
Mikroskopiska rester
När du tänker på fossiler tänker du förmodligen på skal och ben, så det kan överraska dig att upptäcka att mikroorganismer står för mellan en fjärdedel och hälften av alla fossiler som någonsin beskrivits av forskare. Även om de saknar skelett, har några grupper av encelliga organismer hårda delar eller utsöndrar hårda skal och visas så i fossilregistret. Denna post är den bästa indikationen på prokaryoternas och eukaryoternas relativa ålder. De äldsta prokaryota fossilerna är 3,5 miljarder år gamla, medan de äldsta eukaryoterna är relativa nykomlingar och har fossiliserats för första gången för bara 1,5 miljarder år sedan.
Tidig divergens, forntida linjer
Prokaryoter inkluderar två livsområden: archaea eller archaebacteria, och bakterier eller eubacteria. Dessa domäner skiljer sig lika från varandra som de är från eukaryoter - protisterna, svamparna, växterna och djuren. Denna enorma skillnad indikerar att de båda är extremt gamla linjer. Den evolutionära tid som krävs för denna avvikelse betyder att den måste ha hänt långt innan eukaryoter dök upp på scenen.
Nedstigning till mångfald
Prokaryota och eukaryota celler fungerar på liknande sätt och genom att använda liknande föreningar är eukaryoter ändå mycket mer strukturellt komplexa och vanligtvis mycket större än prokaryoter. Båda använder DNA och RNA. De består av samma proteiner och lipider, och alla använder ATP för energi. Ändå har eukaryoter kärnmembran, organeller, inre strukturella komponenter och tvinnade, proteinbundna kromosomer. Deras celler ser väldigt annorlunda ut än de kaotiskt packade, styvväggiga kuverten, med mycket liten inre struktur, hos deras prokaryota motsvarigheter. Den höga organisationsnivån i eukaryota celler möjliggör en mycket större mångfald i celltyp - en innovation som möjliggjorde flercelliga livsformer. Deras större komplexitet och mångfald indikerar att eukaryoter är en nyare form, härstammande från de äldre och enklare prokaryoter.
Interstitial Invaders
Eukaryota cellulära maskiner ger den sista ledtråden att prokaryoter fanns först. Flera organeller i eukaryota celler, särskilt kloroplaster och mitokondrier som är nödvändiga för metabolism, liknar starkt prokaryoter. De har sitt eget ringliknande DNA. De reproducerar genom binär fission, som prokaryota celler. De syntetiserar vissa proteiner oberoende av cellerna som huserar dem och har oberoende, prokaryotliknande membrantransportsystem. Den mest troliga förklaringen är att eukaryoter är ättlingar till bakterier och archaea som konvergerade i ett symbiotiskt förhållande för att bilda prototypen för den eukaryota cellen. Bakteriell kommunikation genom kvorumavkänning kan också vara det grundläggande beteendet som möjliggjorde kommunikation inom och mellan grupper av celler i flercelliga organismer.