am Puls Biologie 8, Schulbuch

62 Die ersten lebenden Zellen besaßen wahrschein- lich bereits die stabilere DNA-Doppelhelix anstatt von RNA als Erbsubstanz, sowie den universellen genetischen Triplett-Code. Ein Proteinbiosynthe- seapparat mit Ribosomen, mRNA und tRNA so- wie bestimmten Enzymen gehörte bereits zur Grundausstattung. Man kann das daraus schlie- ßen, dass diese Bestandteile und die von ihnen vollzogenen Mechanismen heute in sämtlichen lebenden Zellen in fast identischer Form existie- ren. Die Prokaryoten waren die ersten Lebewesen auf der Erde, und sie waren imstande untereinander Gene auszutauschen. Daher ist die gemeinsame Abstammung aller Lebewesen eher auf ein Kol- lektiv von Linien als auf einen Punkt zurückzu- führen ( k Abb. 2). Alle heute auf der Erde vorkommenden Lebe­ wesen sind Nachfahren dieser Prokaryoten und werden in drei Domänen des Lebens eingeteilt. Eine solche Domäne ist die höchste Kategorie im Stammbaum des Lebens ( k Abb. 2). Die Archaea sind eine große Gruppe sehr vielfaltiger Pro- karyoten. Manche Archaea können unter extre- men Bedingungen vorkommen, wie zB in sehr heißen oder salzhaltigen Lebensräumen. Die Bacteria sind die zweite Domäne innerhalb der Prokaryoten. Sie unterscheiden sich von den Archaea in sehr grundlegenden Eigenschaften, unter anderem im Aufbau ihrer Membranen. Manche Bakterien verursachen beim Menschen Krankheiten. Andere sind unabdingbar im globa- len Nährstoffkreislauf, zB in der Stickstofffixie- rung oder im Abbau von toten Organismen. Die Eukarya , zu denen alle vielzelligen Organismen gehoren, entstanden aus einer Fusion zwischen Archaea und Bacteria. Alle heute lebenden Zellen stammen von einem Kollektiv von Ur-Prokaryoten ab. Abb. 2: Ursprung der drei Domänen des Lebens. Bacteria, Eukarya und Archaea. Die drei Domänen sind nicht so sauber zu trennen, wie vereinfachte Stamm- bäume vermuten lassen (a), sondern sind durch den häufigen Gentransfer unter Prokaryoten verbunden (b). Bacteria (Bakterien) Bacteria Eukarya (Eukaryoten) Eukarya Ursprung Ursprung Archaea Archaea Alle lebenden Zellen sind miteinander verwandt Während des Präkambriums , der Periode, die mit der Entstehung des Lebens vor 4 bis 3,7 Mrd. Jahren begann und erst vor ca. einer halben Mrd. Jahre endete, existierten nur Prokaryoten auf der Erde. Zu Beginn dieser Periode besaßen alle Organismen einen Stoffwechsel, der ohne Sauer- stoff funktionierte ( anaerober 1 Stoffwechsel). Die ersten Lebewesen ernährten sich heterotroph von den organischen Molekülen der Ursuppe. Andere entwickelten Mechanismen, um durch die Katalyse anorganischer Stoffe Energie zu ge- winnen. Diese Chemosynthese findet man heute noch bei Bakterien in vulkanischen Quellen. Cyanobakterien 2 ( k Abb. 3) entwickelten schließ- lich Methoden um die Sonnenenergie zu nutzen: Sie erfanden die Fotosynthese bereits vor ver- mutlich mehr als 3 Mrd. Jahren. Bei der Foto­ synthese wird die Energie des Sonnenlichts als chemische Energie in Form energiereicher Koh- lenhydrate gespeichert und als Nebenprodukt entsteht freier molekularer Sauerstoff (O2). Cyanobakterien ent- wickelten vor etwa 3 Mrd. Jahren die Fotosynthese. Abb. 3: Cyanobakterien , hier die heutige Gattung Chroococcus , haben vor etwa 3 Millarden Jahren die Fotosynthese erfunden und so freien Sauerstoff in die Erdatmosphäre gebracht. Im Präkambrium wurde die Fotosynthese entwickelt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv