Alle organismen op aarde zijn ingedeeld in twee basale celtypen. "Kary" betekent kern. "Pro" betekent "ervoor" en prokaryoten hebben DNA in een vrij zwevende ring die niet in een kern is ingepakt. "Eu" betekent "waar" en eukaryoten hebben DNA gerangschikt in chromosomen en ingekapseld in een kern. Bewijs uit zowel het fossielenarchief als de structuur van moderne cellen bewijst dat prokaryoten al lang vóór eukaryoten bestonden.

Microscopische Overblijfselen

Als je aan fossielen denkt, denk je waarschijnlijk aan schelpen en botten, dus het is kan je verrassen om te ontdekken dat micro-organismen verantwoordelijk zijn voor tussen de kwart en de helft van alle fossielen die ooit door wetenschappers zijn beschreven. Hoewel ze geen skeletten hebben, hebben een paar groepen eencellige organismen harde delen of scheiden ze harde schillen uit en komen ze dus voor in het fossielenbestand. Dit record is de beste indicatie voor de relatieve ouderdom van prokaryoten en eukaryoten. De oudste prokaryote fossielen zijn 3,5 miljard jaar oud, terwijl de oudste eukaryoten relatieve nieuwkomers zijn, die voor het eerst slechts 1,5 miljard jaar geleden zijn gefossiliseerd.

Vroege divergentie, oude lijnen

Prokaryoten omvatten twee domeinen van het leven: de archaea of ​​archaebacteria, en de bacteriën of eubacteria. Deze domeinen zijn net zo verschillend van elkaar als van eukaryoten - de protisten, schimmels, planten en dieren. Dit enorme verschil geeft aan dat ze beide extreem oude lijnen zijn. De evolutionaire tijd die nodig is voor deze divergentie betekent dat het goed had moeten gebeuren voordat eukaryoten op het toneel verschenen.

Afdaling in diversiteit

Prokaryotische en eukaryote cellen functioneren op vergelijkbare wijze en door vergelijkbare verbindingen te gebruiken, zijn eukaryoten toch veel meer structureel complex, en meestal veel groter, dan prokaryoten. Beide maken gebruik van DNA en RNA. Ze zijn gemaakt van dezelfde eiwitten en lipiden en gebruiken allemaal ATP voor energie. Toch hebben eukaryoten nucleaire membranen, organellen, inwendige structurele componenten en getwijnde, eiwitgebonden chromosomen. Hun cellen zien er heel anders uit dan de chaotisch verpakte, stijfwandige enveloppen, met heel weinig interne structuur, van hun prokaryote tegenhangers. Het hoge niveau van organisatie in eukaryote cellen maakt een veel grotere diversiteit in celtype mogelijk - een innovatie die multicellulaire levensvormen mogelijk maakte. Hun grotere complexiteit en diversiteit duiden erop dat eukaryoten een nieuwere vorm zijn, afstammend van de oudere en eenvoudigere prokaryoten.

Interstitiële indringers

Eukaryotische cellulaire machines geven de laatste aanwijzing dat prokaryoten het 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 bevatten en hebben onafhankelijke, prokaryote-achtige membraantransportsystemen. De meest waarschijnlijke verklaring is dat eukaryoten afstammelingen zijn van bacteriën en archaea die samenkwamen in een symbiotische relatie om het prototype voor de eukaryotische cel te vormen. Bacteriële communicatie via quorum sensing kan ook het fundamentele gedrag zijn dat communicatie binnen en tussen groepen cellen in meercellige organismen mogelijk maakt.