68 Die ersten lebenden Zellen besaßen wahrscheinlich bereits die stabilere DNA-Doppelhelix (anstatt von RNA) als Erbsubstanz sowie den universellen genetischen Triplett-Code. Ein Proteinbiosyntheseapparat mit Ribosomen, mRNA und tRNA sowie bestimmten Enzymen gehörte bereits zur Grundausstattung. Man kann das daraus schließen, dass diese Bestandteile und die von ihnen vollzogenen Mechanismen heute in sämtlichen lebenden Zellen in fast identischer Form existieren. 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 Kollektiv von Linien als auf einen Punkt zurückzuführen (kAbb. 2). Alle heute auf der Erde vorkommenden Lebewesen sind Nachfahren dieser Prokaryoten und werden in drei Domänen des Lebens eingeteilt. Eine Domäne ist die höchste Kategorie in der biologischen Systematik (kAbb. 2). Die Archaea sind eine große Gruppe sehr vielfaltiger Prokaryoten. Manche Archaea können unter extremen 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 globalen Nährstoffkreislauf, zB bei der Stickstofffixierung oder beim 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 Stammbäume 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. Jahren endete, existierten nur Prokaryoten auf der Erde. Zu Beginn dieser Periode besaßen alle Organismen einen Stoffwechsel, der ohne Sauerstoff funktionierte (anaerober1 Stoffwechsel). Die ersten Lebewesen ernährten sich heterotroph von den organischen Molekülen der Ursuppe. Andere entwickelten Mechanismen, um durch die Katalyse anorganischer Stoffe Energie zu gewinnen. Diese Chemosynthese findet man heute noch bei Bakterien in vulkanischen Quellen. Cyanobakterien2 (kAbb. 3) entwickelten schließlich Methoden, um die Sonnenenergie zu nutzen: Sie erfanden die Fotosynthese vermutlich bereits vor mehr als 3 Mrd. Jahren. Bei der Fotosynthese wird die Energie des Sonnenlichts als chemische Energie in Form energiereicher Kohlenhydrate gespeichert und als Nebenprodukt entsteht freier molekularer Sauerstoff (O2). Cyanobakterien entwickelten vor etwa 3 Mrd. Jahren die Fotosynthese Abb.3: Cyanobakterien, hier die heutige Gattung Chroococcus, haben vor etwa 3 Mrd. Jahren die Fotosynthese erfunden und so freien Sauerstoff in die Erdatmosphäre gebracht. 1 anaerob: a(n)- (griech.) = ohne, aer (griech.) = Luft 2 Cyanobakterien: kyanos (griech.) = blau; früher auch Blaualgen genannt; enthalten ein bläuliches Fotosynthese- Pigment und erscheinen daher gelegentlich blaugrün; Nachdem es sich aber um Prokaryoten handelt, wird der Begriff „Algen“, der für eukaryotische Gruppen verwendet wird, heute gemieden. 15 µm Im Präkambrium wurde die Fotosynthese entwickelt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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