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Von welchen Zelltypen zwischen Prokaryoten und Eukaryoten wird angenommen, dass sie sich zuerst entwickelt haben? Wissenschaftler sind zu dem Schluss gekommen, dass die Lebensformen der Prokaryoten den komplexeren Eukaryoten vorausgingen. Alle Organismen auf der Erde werden in zwei grundlegende Zelltypen eingeteilt. "Kary" bedeutet Kern. "Pro" bedeutet "vor" und Prokaryoten haben DNA in einem frei schwebenden Ring, der nicht in einem Kern eingeschlossen ist. "Eu" bedeutet "wahr" und bei Eukaryoten ist die DNA in Chromosomen angeordnet und in einem Kern eingeschlossen. Fossile Beweise deuten darauf hin, dass prokaryotische Zellen auf der Erde vor dem Eintreffen der Eukaryoten existierten.
Mikroskopische Überreste
Wenn Sie an Fossilien denken, denken Sie wahrscheinlich an Muscheln und Knochen, und es könnte Sie überraschen zu entdecken, dass Mikroorganismen zwischen einem Viertel und der Hälfte aller Fossilien ausmachen, die jemals von Wissenschaftlern beschrieben wurden. Obwohl es ihnen an Skeletten mangelt, haben einige Gruppen einzelliger Organismen harte Anteile oder scheiden harte Schalen aus und tauchen so im Fossilienbestand auf. Diese Aufzeichnung ist der beste Hinweis auf das relative Alter von Prokaryonten und Eukaryonten. Die ältesten prokaryontischen Fossilien sind 3,5 Milliarden Jahre alt, während die ältesten Eukaryonten relative Neuankömmlinge sind, die vor nur 1,5 Milliarden Jahren zum ersten Mal fossiliert haben.
Frühe Divergenz, alte Linien
Prokaryoten umfassen zwei Lebensbereiche: die Archaeen oder Archaebakterien und die Bakterien oder Eubakterien. Diese Domänen unterscheiden sich ebenso von anderen wie von Eukaryoten - den Protisten, Pilzen, Pflanzen und Tieren. Dieser enorme Unterschied zeigt an, dass es sich bei beiden um extrem alte Linien handelt. Die für diese Divergenz erforderliche Evolutionszeit bedeutet, dass sie lange vor dem Auftreten von Eukaryoten stattgefunden haben muss.
Abstieg in die Vielfalt
Prokaryontische und eukaryontische Zellen funktionieren ähnlich und unter Verwendung ähnlicher Verbindungen, jedoch sind Eukaryonten strukturell viel komplexer und gewöhnlich viel größer als Prokaryonten. Beide verwenden DNA und RNA. Sie bestehen aus den gleichen Proteinen und Lipiden und alle nutzen ATP zur Energiegewinnung. Doch Eukaryoten haben Kernmembranen, Organellen, innere Strukturkomponenten und verzwirnte, proteingebundene Chromosomen. Ihre Zellen sehen ganz anders aus als die chaotisch verpackten, steifwandigen Umschläge mit sehr geringer innerer Struktur ihrer prokaryotischen Gegenstücke. Der hohe Organisationsgrad in eukaryotischen Zellen ermöglicht eine viel größere Vielfalt an Zelltypen - eine Innovation, die vielzellige Lebensformen ermöglicht. Ihre größere Komplexität und Vielfalt weist darauf hin, dass Eukaryoten eine neuere Form sind, die von den älteren und einfacheren Prokaryoten abstammt.
Interstitial Invaders
Die eukaryotische Zellmaschinerie gibt den letzten Hinweis darauf, dass Prokaryoten zuerst existierten. Mehrere Organellen in eukaryotischen Zellen, insbesondere die für den Stoffwechsel notwendigen Chloroplasten und Mitochondrien, ähneln stark Prokaryoten. Sie haben ihre eigene ringartige DNA. Sie vermehren sich durch binäre Spaltung wie prokaryotische Zellen. Sie synthetisieren einige Proteine unabhängig von den Zellen, in denen sie sich befinden, und verfügen über unabhängige prokaryotenähnliche Membrantransportsysteme. Die wahrscheinlichste Erklärung dafür ist, dass Eukaryoten die Nachkommen von Bakterien und Archaeen sind, die in einer Symbiose zusammenwachsen und den Prototyp für die eukaryotische Zelle bilden. Die bakterielle Kommunikation durch Quorum Sensing kann auch das grundlegende Verhalten sein, das die Kommunikation innerhalb und zwischen Gruppen von Zellen in mehrzelligen Organismen ermöglichte.