Tutti gli organismi sulla Terra sono classificati in due tipi di cellule 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 in cromosomi e racchiuso in un nucleo. L'evidenza sia della documentazione fossile che della struttura delle cellule moderne dimostra che i procarioti esistevano molto prima degli eucarioti.

Resti microscopici

Quando pensi ai fossili, probabilmente pensi a conchiglie e ossa, quindi potrebbe sorprendervi scoprire che i microrganismi rappresentano tra un quarto e la metà di tutti i fossili mai descritti dagli scienziati. Sebbene manchino di scheletri, alcuni gruppi di organismi unicellulari hanno porzioni dure o secernono gusci rigidi e quindi appaiono nei reperti fossili. Questa registrazione è la migliore indicazione dell'età relativa dei procarioti e degli eucarioti. I fossili procariotici più antichi hanno 3,5 miliardi di anni, mentre i più antichi eucarioti sono relativamente nuovi, essendo fossilizzati per la prima volta solo 1,5 miliardi di anni fa.

Divergenza precoce, linee antiche

I procarioti includono due domini di vita: l'archaea o gli archeobatteri, 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 tremenda differenza indica che sono entrambe linee estremamente antiche. Il tempo evolutivo necessario per questa divergenza significa che deve essere successo molto prima che gli eucarioti apparissero sulla scena.

Discesa nella diversità

Le cellule procariotiche ed eucariote funzionano in modo simile e utilizzando composti simili, eppure gli eucarioti sono molto più strutturalmente complesso, e solitamente molto più grande, dei procarioti. Entrambi usano DNA e RNA. Sono costituiti dalle stesse proteine ​​e lipidi e utilizzano l'ATP per produrre energia. Eppure gli eucarioti hanno membrane nucleari, organelli, componenti strutturali interni e cromosomi legati da legami proteici. Le loro cellule sembrano molto diverse dalle buste con pareti rigide, caoticamente imballate, con una struttura interna molto piccola, delle loro controparti procariotiche. L'alto livello di organizzazione delle cellule eucariotiche consente una maggiore diversità nel tipo di cellula - un'innovazione che ha reso possibili forme di vita pluricellulari. La loro maggiore complessità e diversità indica che gli eucarioti sono una forma più nuova, discendente dai più antichi e più semplici procarioti.

Invasori interstiziali

I macchinari cellulari eucarioti danno l'ultimo indizio che i procarioti esistevano per primi. Diversi organelli nelle cellule eucariotiche, in particolare i cloroplasti e i mitocondri necessari per il metabolismo, assomigliano fortemente ai procarioti. Hanno il loro proprio DNA ad anello. Si riproducono per fissione binaria, come le cellule procariotiche. Sintetizzano alcune proteine ​​indipendentemente dalle cellule che le ospitano e hanno sistemi di trasporto della membrana indipendenti, simili a procarioti. La spiegazione più probabile è che gli eucarioti sono i discendenti di batteri e archaea 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 gruppi di cellule negli organismi pluricellulari.