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| Entwicklung der Organismen |
| Von den Archeaorganismen bis .... |
Archaeen, früher auch Archaebakterien oder Urbakterien genannt, bilden neben den Bakterien (Bacteria) und den Eukaryoten (Eukaryota) eine der drei Domänen, in die alle zellulären Lebewesen eingeteilt werden.
Archaeen
Die meisten der kultivierten Archaeen sind Extremophile, d.h. sie sind besonders an extreme Biotope angepasst. Viele Vertreter besitzen die Fähigkeit, bei sehr hohen Temperaturen (d.h. über 80 °C,), sehr niedrigen und hohen pH-Werten oder hohen Salzkonzentrationen zu leben. Hyperthermophile (hitzebeständige) Archaeen findet man häufig in marinen und vulkanischen Gebieten (Black Smoker, Geysire, Solfatarenfelder); viele dieser Archaeen hat man z.B. aus vulkanisch geprägten Habitaten des Yellowstone National Parks isoliert. Halophile (ph-Wert-resistente) gedeihen gut in Umgebungen mit hohem Salzgehalt, z.B. im Toten Meer oder auch in natürlich vorkommenden salzhaltigem Wasser (z.B. Solen). Auch methanogene Archaeen sind in gewisser Weise "extrem": Sie wachsen ausschließlich unter anoxischen Bedingungen und benötigen häufig molekularen Wasserstoff für ihren Stoffwechsel. Sie sind relativ weit verbreitet: in Süßwasser, Meer, Boden. Sie leben aber auch als Symbionten im Darmtrakt von Tieren und Menschen.
Bislang hat man die ökologische Bedeutung der Archaeen als relativ gering eingeschätzt. Doch in den letzten Jahren wurde durch den Einsatz neuer molekularer Methoden erkannt, dass Archaeen zu großen Anteilen im (verhältnismäßig kalten) Meerwasser, aber auch in Böden und Süßwasser-Biotopen vorkommen. In bestimmten ozeanischen Bereichen machen z.B. Crenarchaeota bis zu 90 % der vorhandenen Lebewesen aus. Insgesamt Es wird geschätzt, dass in den Ozeanen etwa im Verhältnis 3,1 Bakterien zu 1,3 Archaeen vorkommen.
Die Mehrzahl der isolierten (d.h. als Reinkultur im Labor verfügbaren) Archaeen ist allerdings nach wie vor „extremophil“ und erst in wenigen Fällen ist eine Kultivierung von Kälte liebenden Archaeen gelungen. Durch die kultivierungsunabhängigen molekularbiologischen Untersuchungen ist allerdings klar geworden, dass die Archaeen eine entscheidende Rolle im Ökosystem der Erde (Stickstoff-, Kohlenstoff-, Schwefelkreislauf) spielen.
Die Archaeen waren die ersten Lebewesen der Erde.
Bakterien
Die Bakterien (altgriechisch bakterion – Stäbchen) bilden neben den Eukaryoten und Archaeen eine der drei grundlegenden Domänen, in die heute alle Lebewesen eingeteilt werden.
Über dreihundert Jahre nach der Beschreibung der ersten Bakterien und trotz unzähliger schon beschriebener und katalogisierter Arten, ist nach heutigem Kenntnisstand davon auszugehen, dass die große Mehrheit von 95 bis 99% aller auf unserem Planeten existierenden Bakterienarten noch immer nicht entdeckt wurde (Stand: 2006). Daher ist es nicht verwunderlich, dass immer wieder neue und aufregende Entdeckungen gemacht werden. So wurde im Jahr 1999 das größte bislang bekannte Bakterium entdeckt: Die so genannte Schwefelperle von Namibia, Thiomargarita namibiensis, ist mit einem Durchmesser von bis zu einem dreiviertel Millimeter ein bereits mit bloßem Auge sichtbares Schwefelbakterium.
Bakterien besitzen zumeist eine Zellwand, alle besitzen Cytoplasma mit Cytoplasmamembran und Ribosomen. Die DNA liegt als strangförmiges, in sich geschlossenes Molekül, als so genanntes Bakterienchromosom, frei im Cytoplasma vor. Häufig befindet sich im Cytoplasma weitere DNA in Form von ebenfalls strangförmigen, in sich geschlossenen Molekülen Plasmiden, die unabhängig vom Bakterienchromosom vervielfältigt und bei der Fortpflanzung weitergegeben werden oder von einem Individuum auf ein anderes übertragen werden können. Das Genom des Darmbakteriums Escherichia coli besteht aus knapp 4,7 Millionen Basenpaaren, deren Sequenz vollständig bekannt ist. Das DNA-Molekül ist etwa 1,4 Millimeter lang, aber nur 2 Nanometer breit und enthält rund 4400 Gene. Trotz seiner Länge von mehr als dem Tausendfachen des Zelldurchmessers ist es auf einen Bereich von etwa der Hälfte des Zelldurchmessers (vermutlich hochgeordnet) zusammengeknäult (Nucleoid). Neben dem Genom von E. coli
sind auch von einer großen Anzahl weiterer Bakteriengenome die
Nukleinsäurebasen-Sequenzen vollständig bekannt .
Lebensweise und Stoffwechsel der Bakterien können sehr verschieden sein. So gibt es Bakterien, die Sauerstoff benötigen (aerobe Bakterien oder Aerobier), Bakterien, für die Sauerstoff Gift ist (obligat anaerobe Bakterien oder obligate Anaerobier), und Bakterien, die sowohl Sauerstoff als auch Sauerstoffmangel aushalten (fakultative Anaerobier). Einige Bakterien sind zur Photosynthese fähig, also phototroph, zum Beispiel die früher auch Blaualgen genannten Cyanobakterien, die meisten sind dagegen chemotroph. Von den Chemotrophen sind die meisten heterotroph, einige jedoch chemoautotroph, und zwar lithoautotroph. Manche Bakterien bilden Dauerstadien (Sporen), die extreme Umweltbedingungen aushalten. Bakterien, die sich extremen Umweltbedingungen angepasst haben, nennt man Extremophile.
Die Vermehrung der Bakterien erfolgt meistens asexuell durch Zellteilung, bei zylindrischen durch Querteilung, bei einigen durch Knospung. Auch Sexualvorgänge (Konjugation) kommen bei Bakterien vor und sie können so ihr Erbgut von einem Individuum auf ein anderes übertragen. Dazu produzieren einige so genannte Sexualpili (Proteinröhren), durch die DNA von einer Zelle zur anderen übertragen werden kann. Die DNA-Übertragung kann auch ohne diese Pili erfolgen, wenn sich zwei Bakterienzellen eng aneinander legen.
Eukaryoten
Als Eukaryoten oder Eukaryonten (Eucaryota) werden alle Lebewesen mit Zellkern und Zellmembran zusammengefasst. Zusätzlich haben Eukaryoten mehrere Chromosomen, welches sie von Prokaryoten unterscheidet. Eukaryoten entwickeln sich immer aus zellkernhaltigen Ausgangszellen (Zygoten, Sporen). Alle anderen zellulären Lebewesen, die keinen echten Zellkern besitzen, Archaeen (Archaea) und Bakterien (Bacteria), darunter die Cyanobakterien (Cyanobacteria), werden als Prokaryoten bezeichnet.
Die Eukaryoten werden traditionell in die Reiche der mehrzelligen Tiere (dazu gehören auch wir Menschen), Pflanzen und Pilze sowie der einzelligen oder mehrzelligen Protisten eingeteilt.
Eukaryoten sind in der Regel um ein Vielfaches größer als Prokaryoten. Um ein reibungsloses Funktionieren der zellulären Abläufe über größere Entfernungen innerhalb der Zelle zu ermöglichen, ist ein höherer Organisationsgrad und eine Aufteilung des Zellraums in Kompartimente (Teilabschnitte) sowie Transport (von Information und Material) zwischen diesen Teilabschnitten notwendig. Aus diesem Grund sind eukaryotische Zellen mittels Zellorganellen strukturiert, welche wie die Organe eines Körpers verschiedene Funktionen ausüben. Das bekannteste Organell ist der Zellkern, mit dem Hauptanteil des genetischen Materials eines Lebewesens. Weitere Gene kommen je nach Art in den Mitochondrien und Plastiden vor.
Quelle: Wikipedia (Auszug)