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Von winzig bis gigantisch: Wie haben Eukaryoten riesige Biomasse auf der Erde geschaffen?
In der Evolution des Lebens auf der Erde liegt die Einzigartigkeit der Eukaryoten nicht nur in der Komplexität ihrer Zellstruktur, sondern auch in ihrer Fähigkeit, im Vergleich zu Prokaryoten eine extrem große Biomasse zu entwickeln. Diese eukaryotischen Organismen, zu denen Tiere, Pflanzen und Pilze zählen, haben als gemeinsame Merkmale einen membranumschlossenen Zellkern und eine Vielzahl von Organellen. Sowohl hinsichtlich ihrer individuellen Größe als auch ihres gesamten Biomassevolumens nehmen Eukaryoten eine wichtige Stellung auf der Erde ein.
Die Gesamtbiomasse der Eukaryoten beträgt 468 Gigatonnen und übertrifft die 77 Gigatonnen der Prokaryoten bei weitem.
Die Entstehung der Eukaryoten lässt sich auf das Paläoproterozoikum zurückverfolgen, als das Leben hauptsächlich aus einzelligen Eukaryoten bestand. Dem aktuellen Forschungsstand zufolge könnten die Eukaryoten aus einem Organismus namens Asgard Archaea entstanden sein, dessen Hauptmerkmale der Zellkern und weitere komplexe Organellen sind. Im Laufe der Zeit haben sich diese Lebewesen mehrfach weiterentwickelt und sind dabei nicht nur vielfältiger, sondern auch größer geworden.
Vielfalt der Eukaryoten
Die Größe eukaryotischer Organismen reicht vom mikroskopisch kleinen Einzeller bis zum 190 Tonnen schweren Blauwal. Viele eukaryotische Organismen sind Einzeller, sogenannte Protisten. Auch unter den vielzelligen Organismen weisen Riesentang und andere Organismen erstaunliche Größen auf. Beispielsweise können einige mehrzellige Eukaryoten eine Höhe von etwa 120 Metern erreichen.
Viele Eukaryoten sind einzellig, aber mehrzellige Eukaryoten können mehrere zehn Meter groß werden.
Obwohl Eukaryoten nur eine Minderheit aller Organismen ausmachen, übersteigt ihre gesamte globale Biomasse die der Prokaryoten bei weitem, was auf ihre im Allgemeinen größere Größe zurückzuführen ist. Dieses Phänomen lässt sich an der Anzahl und dem Volumen der Pflanzen ablesen, die mehr als 81 % der gesamten Biomasse der Erde ausmachen.
Biochemische Eigenschaften und Mechanismen von Eukaryoten
Die biochemischen Eigenschaften von Eukaryoten unterscheiden sich erheblich von denen von Prokaryoten. Sie verfügen über komplexe biochemische Prozesse, wie etwa die Steroidsynthese, die Proteine enthalten, die in anderen Lebensbereichen nicht vorkommen. Zum inneren Aufbau eukaryotischer Zellen gehören außerdem verschiedene membranumschlossene Organellen, unter anderem das endoplasmatische Retikulum und High-Glucose-Bodys.
Eukaryotische Zellen verfügen über eine Vielzahl innerer Membranstrukturen, die zusammen das Endomembransystem bilden.
Darüber hinaus werden die Mitochondrien eukaryotischer Organismen als „Kraftwerke der Zelle“ bezeichnet, da sie durch die Oxidation von Zucker oder Fett das energiespeichernde Molekül ATP produzieren können. Viele eukaryotische Organismen spielen eine entscheidende Rolle für den Energiebedarf der Zelle.
Evolutionsgeschichte der Eukaryoten
Auch die Evolutionsgeschichte der Eukaryoten weckt das Interesse der Wissenschaftler. Der Evolutionsforschung zufolge könnten die ersten Eukaryoten im Paläoproterozoikum vor etwa 1,635 Milliarden Jahren aufgetaucht sein. Zu diesem Zeitpunkt bestanden die Organismen hauptsächlich aus Einzellern, im Laufe der Zeit entstanden jedoch nach und nach viele Arten mehrzelliger Organismen.
Die Evolution der Eukaryoten reicht 1,635 Milliarden Jahre zurück, und die Vielfalt des frühen Lebens nahm in den folgenden Milliarden Jahren rapide zu.
Wissenschaftler haben verschiedene Hypothesen zur Erklärung der Herkunft der Eukaryoten vorgeschlagen. Die repräsentativste davon ist die Endosymbiosetheorie. Die Theorie besagt, dass sich Eukaryoten aus einer symbiotischen Beziehung zwischen einem anaeroben Archaeon und einem aeroben Proteobakterium entwickelt haben, die zur Bildung von Mitochondrien führte, die Energie liefern können. Im Verlauf dieses Evolutionsprozesses wurde die genetische Kombination der Eukaryoten vielfältiger, was ein wichtiger Grund für ihre Artenvielfalt ist.
AbschlussDie Evolution der Eukaryoten hat nicht nur das Ökosystem der Erde verändert, sondern auch die notwendige Grundlage für unser Überleben geschaffen. Ihre Entwicklung von winzigen Einzellern zu riesigen Blauwalen und Mammutbäumen zeigt das erstaunliche Potenzial des Lebens. Wird die biologische Forschung in der Zukunft noch mehr Geheimnisse der eukaryotischen Evolution lüften können?
