Hur blev bakterier till?

Bakterier i modern taxonomisk mening är en av de tre domänerna. De måste ha avskiljts från de andra två efter det att huvuddelen av utvecklingen av biokemi och cellbiologi hade ägt rum. Fram till tiden för den sista universella förfadern (LUA) hade världen varit monofyletisk med liten stabil mångfald. Detta innebär att i takt med att framsteg gjordes eliminerades de äldre formerna och mångfalden var endast tillfällig. Två typer av händelser skulle i princip kunna möjliggöra att en stabil mångfald uppstår. Den ena sorten inträffar när två nästan samtidiga, olika framsteg sker, som båda övervinner samma problem. Även om den tidigare typen skulle trängas undan, kan nya nischer och livsmiljöer leda till en stabil mångfald om de nya typerna inte konkurrerar med varandra. Den andra typen är en saltation eller makroevolutionär händelse som kraftigt utvidgar biota och minskar tidigare begränsningar och därmed drastiskt minskar konkurrensen; detta leder i allmänhet till en ”artstrålning” och resulterar i utvecklingen av ett spektrum av biologiska typer av vilka en del består och inte konkurrerar med varandra. Det föreslås att de två uppdelningarna för att skapa de tre områdena Bakterier, Archaea och Eukarya är resultatet av en av var och en av dessa två processer som leder till mångfald. Den ena uppstod till följd av konsekvenserna av att cellerna ackumulerar ämnen från omgivningen, vilket ökar deras inre osmotiska tryck. Detta resulterade i två nästan samtidiga biologiska lösningar: den ena (bakterier) var utvecklingen av den yttre sacculus, dvs. bildandet av ett spänningsbärande exoskelett. Den andra (Eukarya) var utvecklingen av cytoskelett och mechanoenzymer, dvs. bildandet av ett endoskelett. Den andra händelsen som orsakade mångfalden var uppfinningen av ett effektivt sätt att utnyttja en ny energikälla och låta biomassan öka kraftigt, vilket möjliggjorde en utbredning av många olika typer av organismer. Jag föreslår att detta banbrytande framsteg var utvecklingen av metanogenes. Detta orsakade en kortvarig expansion och strålning innan den syreproducerande fotosyntesen möjliggjorde en ännu större expansion och minskade antalet metanogener. Några detaljer om dessa processer utarbetas. I synnerhet presenteras den evolutionära process som möjliggjorde utvecklingen av en sacculus, tolkad i ljuset av den bakteriella fysiologin hos dagens organismer. Det hävdas att många stora framsteg uppstår genom att man utvecklar ett antal helt olika processer för andra ändamål som sedan var och en kan modifieras för att kombineras för ännu ett ändamål.