Eerste leven

Bacteriën (v. Gr. baktèrion = stok) behoren tot de oudste levensvormen op aarde. Ze zijn overal. Veruit de meeste bacteriën die overal om ons heen zijn niet schadelijk. Veel bacteriën doen bijzonder nuttig werk, bijvoorbeeld in onze darmen. Ook worden ze ingezet in de industrie om bijvoorbeeld bepaalde soorten afval af te breken of om medicijnen te maken.

Archaea (spreek uit argea) of Oerbacteriën behoren tot de vroegste levensvormen op aarde. Ze bestaan al ongeveer 3,4 miljard jaar, en ontstonden in het Issuan (3.800 - 3.500 miljoen jaar geleden). Net als alle andere bacteriën, bestaan ze uit een eenvoudig gebouwde cel, zonder celkern. De cel is omgeven door een dun omhulsel, dat - evenals bij veel andere bacteriegroepen - uit twee lagen (membranen) bestaat: het plasmamembraan en het meer poreuze buitenste membraan. 

Archaea kunnen leven in extreme milieus leven zoals die al vroeg op aarde voorkwamen, bijv. bij hete diepzeebronnen (black smokers) en op plaatsen met een hoog zoutgehalte. 

Een Archaeais een relatief eenvoudig eencellig organisme zonder celkern (een Prakryoot). Het DNA bestaat uit een enkel ringvormig chromosoom.

Archaea lijken het meest verwant met een groep binnen de Draadbacteriën (met name de orde Mycobacteriales). Van de Archaea zijn de oer-Archaeabacteriën de oudste vertegenwoordigers. Ze behoren tot de vroegste levensvormen op aarde en bestaan al ongeveer 3,4 miljard jaar. 

Net als alle andere bacteriën, bestaan Oerbacteriën uit een eenvoudig gebouwde cel, zonder celkern. De cel is omgeven door een dun omhulsel, dat - evenals bij veel andere bacteriegroepen - uit twee lagen (membranen) bestaat: het plasmamembraan en het meer poreuze buitenste membraan. Kenmerkend voor de Oerbacteriën is, dat het buitenste membraan nog niet uit bepaalde suikerverbindingen (sacchariden) bestaat, zoals bij latere bacteriën wèl het geval is. In tegenstelling tot veel andere bacteriën bezitten Oerbacteriën nog géén zweepharen (flagellen) of gasblaasjes. Waarschijnlijk zijn de directe voorouders van de Oerbacteriën ontstaan door het samengaan van stoffen (eiwitten, nucleïnezuren) die voorkwamen in de oeroceaan.

De cellen hebben evenmin een celwand; ze worden - evenals bij Draadbacteriën, Luchtsporenbacteriën en naakte bacteriën  - slechts omhuld door een enkele dunne celmembraan. De celonderdelen die helpen bij het lezen van de DNA-codes (ribosomen) hebben een vorm die afwijkt van die bij Echte bacteriën. Omdat de ribosomen ook afwijken van die bij organismen mét celkern (Eukaryoten), worden de Archaebacteriën (inclusief Geiserbacteriën, Methaanbacteriën en Zoutbacteriën) tegenwoordig ook wel als apart rijk of zelfs als apart superrijk of domein beschouwd.

Planten, dieren en mensen lijken genetisch meer op elkaar dan bacteriën en oerbacteriën (Archaea). Alleen in uiterlijk hebben de Archaea veel weg van bacteriën. Ze werden dan ook pas eind jaren tachtig van de bacteriën onderscheiden, voornamelijk omdat hun bouw fundamenteel verschilt van die van bacteriën. Innerlijk hebben de Archaea meer weg van eukaryoten als gisten, muizen en mensen. Het zijn geen dieren of planten, schimmels, noch bacteriën, maar Archaea, 'oerbacteriën'. Onderzoekers van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) op Texel, hebben aangetoond dat de 'koude' tak van deze primitieve eencelligen zich 112 miljoen jaar geleden afsplitste van de bestaande 'warme' tak van de Archaea, die onder hete milieuomstandigheden voorkomen.

Terwijl de bacteriën in gematigde milieus voorkomen, blijken de Archaea zich thuis te voelen onder extreme omstandigheden, zoals de hoge temperaturen van meer dan honderd graden, die bijvoorbeeld voorkomen nabij vulkanen. Dat kan alleen als de cellen van de Archaea daartegen bestand zijn. De celmembranen van deze warmteminnende oerbacteriën bevatten dan ook bijvoorbeeld vetmoleculen, zgn. tetra-etherlipiden, die zijn 'versterkt' met ringen van koolstof.

Niettemin troffen NIOZ-onderzoekers eind 2000 de moleculaire resten aan van membranen in sedimenten van het oppervlak van de oceaanbodem. Ze vonden grote hoeveelheden van koolstofringen bevattende membranen op plaatsen waar de temperatuur helemaal niet extreem was geweest, zoals de Noordzee en de Indische Oceaan. Uit recente metingen van Amerikaanse biologen blijkt dat de Archaea wel zo'n twintig procent uitmaken van het zeeplankton dat kleiner is dan twee micrometer. Deze ontdekking betekent dat afstammelingen van de warmteminnende oerbacteriën zich tijdens de evolutie van het leven op aarde hebben aangepast aan een koelere omgeving.

Uit het NIOZ-onderzoek blijkt dat die aanpassing zich 112 miljoen jaar geleden voltrok. In de sedimenten ouder dan het tijdvak het Albian (het middendeel van het Krijttijdperk) komen geen tetra-etherlipiden van 'koude' Archaea voor. In de hier bovenop gelegen jongere sedimenten zijn de chemische fossielen wel terug te vinden. Op de grenslaag van beide tijdperken vonden de onderzoekers een explosieve toename va n overblijfselen van de koudeminnende Archaea. Die groep van Archaea moet toen zijn ontstaan.

De aardse geschiedenis halverwege de Krijtperiode kenmerkt zich door een wijdverspreid onderwater vulkanisme, gepaard gaande met een versterkt broeikaseffect in de atmosfeer, waardoor de oceanen een stuk warmer waren dan nu. Het is mogelijk dat hierdoor de warmteminnende oerbacteriën hun 'vleugels hebben uitgeslagen' naar de relatief warme, maar koelere wereldzeeën. Hierbij bezetten zij mogelijk een nog niet ingenomen plaats in het ecosysteem, waardoor hun aantal explosief steeg.

Laatst bijgewerkt: 02-12-06

colofon