Hvordan er bakterier opstået?

Bakterier i moderne taksonomisk forstand er et af de tre domæner. De må have delt sig fra de to andre, efter at størstedelen af udviklingen af biokemien og cellebiologien havde fundet sted. Indtil den sidste universelle forfader (LUA) havde verden været monofyletisk med ringe stabil diversitet. Det vil sige, at efterhånden som fremskridtene fandt sted, blev de ældre former elimineret, og mangfoldigheden var kun midlertidig. To slags begivenheder kunne i princippet gøre det muligt at skabe en stabil mangfoldighed. Den ene slags opstår, når der sker to næsten samtidige, forskellige fremskridt, som begge overvinder det samme problem. Den tidligere type ville blive fortrængt, men hvis de nye typer ikke konkurrerede med hinanden, kunne nye nicher og levesteder føre til stabil mangfoldighed, hvis de nye typer ikke konkurrerede med hinanden. Den anden type er en saltation eller en makroevolutionær begivenhed, som udvider biotaen kraftigt og reducerer tidligere begrænsninger og dermed drastisk reducerer konkurrencen; dette fører generelt til en “artsudstråling” og resulterer i udviklingen af et spektrum af biologiske typer, hvoraf nogle består og ikke konkurrerer med hinanden. Det foreslås, at de to opdelinger, der førte til de tre domæner Bacteria, Archaea og Eukarya, skyldes en af disse to processer, der fører til mangfoldighed. Den ene skyldes, at cellerne ophober stoffer fra omgivelserne og dermed øger deres indre osmotiske tryk. Dette resulterede i to næsten samtidige biologiske løsninger: den ene (Bakterier) var udviklingen af den ydre sacculus, dvs. dannelsen af et stressbærende exoskelet. Den anden (Eukarya) var udviklingen af cytoskeletoner og mechanoenzymer, dvs. dannelsen af et endoskelet. Den anden begivenhed, der forårsagede mangfoldighed, var opfindelsen af en effektiv måde at udnytte en ny energikilde på, og som gjorde det muligt at øge biomassen betydeligt, hvilket gav mulighed for en udstråling af mange forskellige typer organismer. Jeg foreslår, at dette banebrydende fremskridt var udviklingen af methanogenese. Dette forårsagede en kortvarig ekspansion og udstråling, før den iltproducerende fotosyntese tillod en endnu større ekspansion og reducerede antallet af methanogener. Nogle detaljer om disse processer er uddybet. Især præsenteres den evolutionære proces, der muliggjorde udviklingen af en sacculus, fortolket i lyset af den bakteriefysiologi, der kendetegner nutidens organismer. Det hævdes, at mange store fremskridt opstår ved at udvikle en række helt forskellige processer til andre formål, som derefter hver især kan modificeres til at blive kombineret til endnu et formål.