Come sono nati i batteri?

I batteri nel senso tassonomico moderno sono uno dei tre domini. Devono essersi separati dagli altri due dopo che il grosso dello sviluppo della biochimica e della biologia cellulare ha avuto luogo. Fino al tempo dell’Ultimo Antenato Universale (LUA) il mondo era monofiletico con poca diversità stabile. Questo per dire che man mano che i progressi avvenivano le forme più vecchie venivano eliminate e la diversità era solo temporanea. Due tipi di eventi potrebbero, in linea di principio, permettere la nascita di una diversità stabile. Un tipo si verifica quando si verificano due progressi quasi simultanei e diversi, entrambi i quali superano lo stesso problema. Mentre il tipo precedente verrebbe soppiantato, se i nuovi tipi non sono in competizione tra loro, nuove nicchie e habitat potrebbero portare a una diversità stabile. Il secondo tipo è una salvazione o un evento macroevolutivo che espande enormemente il biota e riduce i vincoli precedenti e quindi riduce drasticamente la competizione; questo generalmente porta ad una “radiazione di specie” e risulta nello sviluppo di uno spettro di tipi biologici alcuni dei quali persistono e non competono tra loro. Si propone che le due scissioni che hanno portato ai tre domini di batteri, archaea ed eucarioti siano il risultato di uno di questi due processi che hanno portato alla diversità. Uno è nato dalle conseguenze delle cellule che accumulano sostanze dall’ambiente, aumentando così la loro pressione osmotica interna. Questo ha portato a due soluzioni biologiche quasi simultanee: una (i batteri) fu lo sviluppo del sacculo esterno, cioè la formazione di un esoscheletro portante. L’altra (Eukarya) fu lo sviluppo dei citoscheletri e dei meccanoenzimi, cioè la formazione di un endoscheletro. L’altro evento che ha causato la diversità è stata l’invenzione di un modo efficace per sfruttare una nuova fonte di energia e permettere alla biomassa di aumentare ampiamente permettendo una radiazione di molti tipi diversi di organismi. Suggerisco che questo progresso seminale fu lo sviluppo della metanogenesi. Questo ha causato un’espansione e una radiazione di breve durata prima che la fotosintesi che produce ossigeno permettesse un’espansione ancora più grande e diminuisse il numero di metanogeni. Alcuni dettagli di questi processi sono elaborati. In particolare, viene presentato il processo evolutivo che ha permesso lo sviluppo di un sacculo, interpretato alla luce della fisiologia batterica degli organismi attuali. Si sostiene che molti grandi progressi derivano dallo sviluppo di una serie di processi totalmente diversi per altri scopi che possono poi essere modificati per combinarsi per un altro scopo ancora.