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Tra procarioti ed eucarioti, quale tipo di cellule si ritiene si sia evoluta per prima? Gli scienziati hanno concluso che le forme di vita procariote precedevano gli eucarioti più complessi. Tutti gli organismi sulla Terra sono classificati in due tipi cellulari di base. "Kary" significa nucleo. "Pro" significa "prima" e i procarioti hanno il DNA in un anello liberamente fluttuante che non è racchiuso in un nucleo. "Eu" significa "vero" e gli eucarioti hanno il DNA disposto nei cromosomi e racchiuso in un nucleo. Le prove fossili indicano che le cellule procariotiche esistevano per la prima volta sulla terra, prima dell'arrivo degli eucarioti.
Resti microscopici
Quando pensi ai fossili, probabilmente pensi a conchiglie e ossa, quindi potresti sorprenderti scoprire che i microrganismi rappresentano tra un quarto e la metà di tutti i fossili mai descritti dagli scienziati. Anche se mancano di scheletri, alcuni gruppi di organismi monocellulari hanno porzioni dure o secernono gusci duri e così appaiono nei reperti fossili. Questo record è la migliore indicazione di età relativa di procarioti ed eucarioti. I più antichi fossili procariotici hanno 3,5 miliardi di anni, mentre i più antichi eucarioti sono nuovi arrivati, avendo fossilizzato per la prima volta appena 1,5 miliardi di anni fa.
Divergenza precoce, linee antiche
I procarioti comprendono due domini della vita: gli archaea o gli archaebacteria e i batteri o eubatteri. Questi domini sono tanto diversi l'uno dall'altro quanto lo sono dagli eucarioti: i protisti, i funghi, le piante e gli animali. Questa enorme differenza indica che sono entrambe linee estremamente antiche. Il tempo evolutivo necessario per questa divergenza significa che deve essere accaduto molto prima che gli eucarioti apparissero sulla scena.
Discesa nella diversità
Le cellule procariotiche ed eucariotiche funzionano in modo simile e usando composti simili, tuttavia gli eucarioti sono molto più strutturalmente complessi e di solito molto più grandi dei procarioti. Entrambi usano DNA e RNA. Sono costituiti dalle stesse proteine e lipidi e tutti usano l'ATP per produrre energia. Eppure gli eucarioti hanno membrane nucleari, organelli, componenti strutturali interne e cromosomi intrecciati e legati alle proteine. Le loro cellule sembrano molto diverse dalle buste caoticamente imballate, dalle pareti rigide, con una struttura interna molto ridotta, delle loro controparti procariotiche. L'alto livello di organizzazione nelle cellule eucariotiche consente una diversità molto maggiore nel tipo di cellula, un'innovazione che ha reso possibili forme di vita multicellulari. La loro maggiore complessità e diversità indica che gli eucarioti sono una forma più recente, discendente dai procarioti più vecchi e più semplici.
Invasori interstiziali
Il macchinario cellulare eucariotico fornisce l'ultimo indizio che i procarioti esistevano per primi. Numerosi organelli nelle cellule eucariotiche, in particolare i cloroplasti e i mitocondri necessari per il metabolismo, assomigliano fortemente ai procarioti. Hanno il loro DNA simile ad un anello. Si riproducono per fissione binaria, come cellule procariotiche. Sintetizzano alcune proteine indipendentemente dalle cellule che le ospitano e hanno sistemi di trasporto di membrana indipendenti, simili a procarioti. La spiegazione più probabile è che gli eucarioti siano i discendenti di batteri e archei che convergevano in una relazione simbiotica per formare il prototipo della cellula eucariotica. La comunicazione batterica attraverso il quorum sensing può anche essere il comportamento fondamentale che ha permesso la comunicazione all'interno e tra i gruppi di cellule negli organismi pluricellulari.