Prokaryonten

Prokaryonten, Einzeller, denen ein von einer Membran umhüllter Zellkern fehlt; zu den Prokaryonten gehören Bakterien und Cyanobakterien. Viren werden im Allgemeinen nicht als Organismen betrachtet und daher nicht dieser Gruppe zugerechnet.

Prokaryonten unterscheiden sich durch verschiedene Merkmale von anderen Organismen. Einer der wichtigsten Unterschiede betrifft das Erbmaterial: Die Gene der Prokaryonten sind in einem ringförmigen Strang angeordnet, der nicht von einer Membran umgeben ist. Zudem fehlen den Zellen der Prokaryonten viele derjenigen Strukturen, die solche Zellen besitzen, deren Erbmaterial von einer Zellkernhülle umschlossen ist. Zu diesen Strukturen zählen beispielsweise Chloroplasten, Mitochondrien und hoch entwickelte Geißeln. Die einfach gebauten Zellen der Bakterien werden prokaryontische Zellen genannt. Zellen mit einem geschlossenen Zellkern werden als eukaryontische Zellen bezeichnet. Bei den echten Prokaryonten gibt es keine sexuelle Fortpflanzung im eigentlichen Sinne, trotzdem ist ein Austausch genetischen Materials zwischen Bakterien möglich. Prokaryontische Zellen sind im Allgemeinen kleiner als eukaryontische. So beträgt der Durchmesser von Rickettsia etwa 0,3 bis 0,5 µm (1 µm = 1/1 000 000 000 Meter). Bei anderen Bakteriengruppen bewegt sich der Zelldurchmesser zwischen einem und zehn µm. Im Vergleich dazu besitzen typische Eukaryontenzellen eine Größe zwischen zehn und 100 µm.

Man nimmt an, dass prokaryontische Zellen primitiver als die der Eukaryonten sind. Es existieren fossile Belege, die darauf hindeuten, dass bis vor etwa einer Milliarde Jahren ausschließlich prokaryontische Organismen lebten. Entsprechend einer Theorie, die zunehmend an Bedeutung gewinnt, haben sich eukaryontische Zellen durch Symbiose entwickelt, indem bestimmte Prokaryonten begannen, langfristig in anderen, größeren Zellen zu leben. Diese Theorie wird dadurch untermauert, dass die meisten prokaryontischen Zellen etwa dieselbe Größe wie eukaryontische Zellorganellen (beispielsweise Chloroplasten und Mitochondrien) haben. Außerdem besitzen die Zellorganellen ihr eigenes Erbmaterial. Schließlich existieren einige moderne Prokaryonten, die symbiotisch mit und innerhalb von eukaryontischen Zellen leben. Alle vorhandenen Indizien weisen daraufhin, dass sich die Prokaryonten in der frühen Erdgeschichte entwickelten, noch bevor die Erde freien Sauerstoff besaß. Es gibt auch heute noch Bakterien, die ohne Sauerstoff leben können, und für manche ist die Anwesenheit von Sauerstoff sogar tödlich.

Zu den Prokaryonten gehören Eubakterien (u. a. Spirochäten, Actinomyceten und die Photosynthese betreibenden Cyanobakterien), aber auch Myxobakterien, Mycoplasmen und die krankheitserregenden Rickettsien zählen dazu. Die Eubakterien („echten” Bakterien) umfassen eine große Gruppe von Organismen, die allesamt typische Bakterienmerkmale tragen. Sie besitzen Zellwände und sind kugel-, stäbchen- oder schraubenförmig. Viele tragen einfache Geißeln, und die meisten leben als einzelne Zellen oder in einfachen Zellkolonien. Ihre physiologischen und biochemischen Eigenschaften sind zwischen den Arten recht verschieden. Spirochäten sind lange, schlanke, gekrümmte oder schraubenförmige Zellen. Actinomyceten leben in Kolonien und bilden lange, verzweigte Filamente (fadenförmige Anhänge), die an die Hyphen und Myzelien der Pilze erinnern. Myxobakterien sind oft einzelne Zellen, die sich von anderen Bakterien ernähren. Sie können aber auch Zellaggregate formen, die Fruchtkörper bilden, aus denen Ruhezellen hervorgehen. Photosynthetisch aktive Bakterien nutzen Pigmente (Bakteriochlorophylle und Carotinoide), um Lichtenergie aufzufangen und chemische Verbindungen zu synthetisieren. Sie sind entweder frei lebend oder parasitär. Rickettsien sind winzige und offensichtlich primitive Bakterien ohne Zellwände. Sie können nur parasitisch in anderen Zellen überleben.