Entwicklungsgeschichte

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Karyogenese[1] 1-2: Loki, ein Archaeum aus der Gruppe Lokiarchaeota inkorporiert Ricket, ein Bakterium aus der Gattung der Rickettsien. 3: Die Symbiose wird zu dem 1. Mitochondrien nutzenden Organismus (1MO) 4: Der Ur-Eukaryot (LECA, Last eucaryotic common ancestor)
 ProteobakterienRickettsialesCyanobakterienFirmicutesEuryarchaeotaCrenarchaeotaLokiarchaeotaDiaphoretickesGlaucophytaPlantaeExcavataAmorphaeaFungiAnimaliaArchaeaBakterienEukaryoten
Abb. 2. Zeitskala in Milliarden Jahren vor heute

Die ältesten makroskopischen, mehrzelligen, möglicherweise eukaryotischen Fossilien sind 1,5 Mrd. Jahre alt.[2] Die ältesten Fossilien von Lebewesen, die man bisher gefunden hat, stammen dagegen von 3,2 Mrd. Jahren alten Stromatolithen. Diese biogenen Gesteine entstehen aus Biofilmen. In den letzten Jahrzehnten hat sich erwiesen, dass es sich dabei um komplexe Biozönosen handelt, in denen die verschiedensten Prokaryoten symbiotisch zusammenleben.

Vor diesem Hintergrund erscheint die Theorie, dass der erste Eukaryot aus einer Symbiose von zwei Prokaryoten entstanden ist, fast schon naheliegend. Diese Endosymbiontentheorie wird auch deswegen weitgehend akzeptiert, weil molekulargenetische Untersuchungen der mitochondrialen DNA und Ribosomen recht genau ergeben haben, welchen Ursprung die Mitochondrien innerhalb der Domäne der Bakterien haben.

Der bakterielle Vorfahr

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Der engste bekannte Verwandte der Mitochondrien ist Rickettsia prowazekii, der Erreger des Fleckfiebers. Er gehört zur Gattung der Rickettsien. Diese

[3]

Es ist nicht bekannt, ob die frühesten Eukaryoten bereits Organellen besaßen (diese wären aufgrund des nachteiligen Oberflächen-Volumen-Verhältnisses nötig gewesen) oder diese erst nach der Erhöhung ihres Organisationsgrades erwerben konnten. Die bekannteste Theorie zur Entstehung der Organellen ist die Endosymbiontentheorie, die besagt, dass Mitochondrien und Chloroplasten sich aus Bakterien entwickelten, welche sich in die frühen Eukaryoten einlagerten.[4][5]

 Lebewesen  

 Bakterien (Bacteria)


   
  Archaeen   (Archaea)  

 Crenarchaeota


   

 Thaumarchaeota


   

 Euryarchaeota


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  Eukaryoten   (Eukaryota)  


 Amorphea (z.B. Tiere, Pilze)


   

 Diaphoretickes (z.B. Pflanzen)



   

 Excavata





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Tree of Life [6]

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1. Eocyten-Baum

Bakterien


 Archaeen 

Euryarchaeota


 Proteoarchaeota 

Crenarchaeota


   

Eukarya



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2. Carl Woese in der Felsenstein-Zone (LBA)

Bakterien


   

Archaeen


   

Eukarya



 
Schematische Klade der Archaeen[7]

Gene und Stammbäume: ein Handbuch zur molekularen Phylogenetik[8]

  1. Eugene V. Koonin: Energetics and population genetics at the root of eukaryotic cellular and genomic complexity. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. 112. Jahrgang, Nr. 52, S. 15777–15778, doi:10.1073/pnas.1520869112 (pnas.org).
  2. Eukaryoten: Eine neue Zeittafel der Evolution. Auf: mpg.de vom 24. Mai 2015.
  3. Steven G. Ball, Debashish Bhattacharya, Andreas P. M. Weber: Pathogen to powerhouse. In: Science. 351. Jahrgang, Nr. 6274, 2016, S. 659–660, doi:10.1126/science.aad8864 (sciencemag.org).
  4. Lynn Margulis, Dorion Sagan: Leben: Vom Ursprung zur Vielfalt. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 1997, ISBN 3-8274-0524-6 (Übersetzung der englischsprachigen Originalausgabe von 1995).
  5. Lynn Margulis: Die andere Evolution. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin 1999, ISBN 3-8274-0294-8 (Übersetzung der englischsprachigen Originalausgabe von 1998).
  6. Tom A. Williams, Sarah E. Heaps, Svetlana Cherlin, Tom M. W. Nye, Richard J. Boys, T. Martin Embley: New substitution models for rooting phylogenetic trees. In: Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences. 370. Jahrgang, Nr. 1678, 2015, doi:10.1098/rstb.2014.0336 (royalsocietypublishing.org).
  7. Anja Spang, Jimmy H. Saw, Steffen L. Jørgensen, Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka, Joran Martijn, Anders E.Lind, Roel van Eijk, Christa Schleper, Lionel Guy, Thijs J. G. Ettema: Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes. In: Nature. 521. Jahrgang, 2015, ISSN 0028-0836, S. 173–179, doi:10.1038/nature14447, PMID 25945739, PMC 4444528 (freier Volltext).
  8. Volker Knoop, Kai Müller: Gene und Stammbäume: ein Handbuch zur molekularen Phylogenetik. 2. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2009, ISBN 978-3-8274-2230-9, S. 331–333, doi:10.1007/978-3-8274-2230-9.