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Lexikon der Geowissenschaften: Prokaryota

Prokaryota, Prokaryonten, Organismen mit primitiver (kernloser) Zellorganisation (Monera, Archaea, Bakterien, Cyanophyta). Der prokaryotische Zelltyp (Protocyt) entwickelte sich im Archaikum bzw. Archäophytikum aus Progenoten und wurde zum Ahn für die höher entwickelte eukaryotische Zelle (Eukaryota). Der Protocyt ist meist 1-10 μm groß (neueste Funde erreichen auch 750 μm) und von der Zellmembran (Plasmalemma), u.U. auch von einer stützenden und schützenden Exoskelett-Zellwand umgeben. Als typische Zellformen werden unterschieden: kugelig (Coccus), stäbchenförmig (Bacillus), in der Längsachse ein mal verdrillter Bacillus (Vibrio) und mehrfach verdrillter Bacillus (Spirilla). Bei unvollständiger Zellteilung entstehen Ketten, um die eine gemeinsame Zellwand existiert (Filamente), oder Trichome, wenn die einzelnen Tochterzellen nach erfolgter Teilung aneinander haften bleiben. Die Zelle kann bis ca. 100 Flagellen tragen. Der Protocyt besitzt im Gegensatz zu den Eukaryota keinen membranumgrenzten Zellkern, sondern als Nucleoplasma deutlich vom Protoplasma abgegrenzte Bereiche, in denen an das Plasmalemma angeheftete DNA-Ringe liegen. Generell fehlen membranumgrenzte intrazelluläre, nichtplasmatische Kompartimente (Organellen der Eukaryota), weil in dem miniaturisierten Protocyt für ausgedehnte Membransysteme kein Platz ist. Die Zelle teilt sich nur asexuell, meist mit sehr hoher Teilungsfrequenz, die bei 20 bis 30 Minuten liegen kann. Aus einer einzigen Zelle könnte theoretisch unter optimalen Bedingungen in 48 Stunden eine Nachkommenschaft entstehen, deren Volumen der Erde entspricht. Das macht die ökologische Bedeutung der Prokaryota verständlich. Sie besiedeln fast die gesamte Erde. Auch in für Eukaryota lebensfeindlicher Umgebung treten Prokaryota in großer Individuendichte auf, wodurch die Chance steigt, daß zumindest einige Individuen ökologische Katastrophen oder zyklisch wiederkehrende, temporäre Extrembedingungen überleben. Deren hohe Vermehrungsrate garantiert den raschen Aufbau einer neuen, individuenreichen Population. Die ursprünglichen Prokaryota lebten anaerob. Die Anreicherung des Zellgiftes Sauerstoff in Hydro- und Atmosphäre der frühen Erde zwang die Prokaryota in verbliebene anaerobe ökologische Nischen, in denen sich Nachfahren bis heute erhalten haben, oder zur Anpassung. Deshalb vollzieht sich innerhalb der Prokaryota der Übergang von der absoluten Intoleranz gegenüber Sauerstoff hin zu seiner Akzeptanz und schließlich der unbedingten Notwendigkeit für den Energie-/Stoffwechsel.

Ein Bestandteil der Zellwand der Prokaryota ist das Bakteriohopantetrol, welches eine Ausgangsverbindung für die Bildung verschiedener Biomarker, der Homohopane, der Hopane und weiterer daraus abgeleiteter Verbindungen, den Hopanoiden, ist. [RB,SB]

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