V: Frühe Biologische Evolution
Die Vorläufer aller
Lebewesen, die Probionten, müssen die hier
besprochenen Eigenschaften des Lebens bereits gehabt haben, insbesondere:
Evolution des Energiestoffwechsels Aus den organischen Substanzen im Urozean konnten frühe Probionten heterotrophe, anaerobe Energiegewinnung betreiben. Durch eine Verknappung der organischen Stoffe wurden die Probionten begünstigt, die lichtabsorbierende Pigmente hatten und somit durch Fotosynthese Energie gewinnen konnten. Der durch die Photosynthese freigewordenen Sauerstoff wurde durch Eisenionen im Urozean als Eisenoxid gebunden und entwich langsam in die Atmosphäre. Hierdurch entstand eine Sauerstoffhaltige Atmosphäre, welche unserer heutigen nicht unähnlich war. Durch diese Veränderung der Atmosphäre konnten Prokaryoten mit aeroben Stoffwechsel vor mehr als 1,5 Mrd. Jahren entstehen. Frühe Zellen und Lebensformen Prokaryoten besitzen die am einfachsten gebaute Zellen. Sie lassen sich in Eubakterien und Archaeen unterscheiden. Die frühsten bekannten Zellen, die Cyanobakterien, gehören zur Familie der Eubakterien. Man hat mehr als 3,1 Mrd. Jahre alte Fossilien einer Unterart der Cyanobakterien, der Stromatoliten entdeckt. Die heutigen Archaeen leben in extremen Lebensräumen wie Salzseen oder heißen Quellen. Die ältesten, entdeckten Eukaryoten sind „nur“ 2,1 Mrd. Jahre alt und bisher hat man keinen Übergang von Prokaryoten zu Eukaryoten gefunden. Die Endosymbiontenhypothese Die Antwort, wie aus Prokaryoten Eukaryoten entstanden sein könnten, gibt die Endosymbiontenhypothese: Einfache Protocyten nehmen aerobe bzw photosynthetisch aktive Protocyten als Endosymbioten auf, so entstanden Mitochondrien / Plastiden. Diese Theorie wird dadurch gestützt, dass Eukaryoten und ihre Organellen über eigenes Erbgut verfügen, d.h. sich das Erbgut von Eukaryoten und Organellen unterscheidet. Des Weiteren sind die Organellen von einer doppelten Membran umhüllt, wobei die innere Membran biochemisch der Zellmembran von Prokaryoten gleicht. Unterschiede Prokaryoten sind überwiegend einzellig und bilden z.T. Kolonien, wobei jeder Prokaryot gleich differenziert, eigenständig und vermehrungsfähig ist. Eukaryoten hingegen entwickelten sich zu größerer Formenfülle als Prokaryoten, sie sind jedoch keine totipotenten Einzeller, sondern bilden meist eine Kolonie von spezialisierten, differenzierten Zellen. Die drei großen Urreiche des Lebens (Bakterien, Archaeen und Eukaryoten) stammen vermutlich von einer Gemeinschaft von Zellen ab, in welcher der genetische Austausch sehr intensiv war. |
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