Inhoud
Het leven op aarde begon meer dan 3,7 miljard jaar geleden met het verschijnen van prokaryoten, het meest primitieve leven waarvan bekend is dat het bestaat. Prokaryoten, beter bekend als bacteriën, bezitten geen kern en geen geavanceerde cellulaire machines. Ze zijn eencellig en zijn slechts een klein deel van de grootte van een planten- of dierencel. Ondanks hun primitieve constructie zijn prokaryoten het dichtstbevolkte leven op de planeet en overtreffen ze elke andere vorm van leven, gecombineerd, in vele ordes van grootte. Zonder prokaryoten zou er geen ander leven bestaan.
Zuurstofsfeer
Bacteriën creëerden de zuurstofniveaus in de atmosfeer, die ongeveer 2,5 miljard jaar geleden begonnen. Deze eerste fotosynthesizers, cyanobacteriën genoemd, bestaan nog steeds. Hun voorouders leefden in een wereld zonder zuurstof uit de lucht en gebruikten energie van de zon en chemicaliën in oeroceaan om hun eigen voedsel te maken, vergelijkbaar met moderne planten. Cyanobacteriën produceerden zuurstofgas, een gif voor alle vroege levensvormen, als afval. In de loop van de volgende 300 miljoen jaar werd het zuurstofniveau in de atmosfeer en de oceaan volledig opgebouwd door deze microscopische wezens. Primordiale soorten stierven in massa-uitsterven toen het zuurstofniveau steeg, maar zuurstof-tolerant leven evolueerde om de lege nissen te vullen. Het moderne leven zou niet bestaan zonder deze vroege zuurstofscheppende bacteriën.
Afvalanalyse
Het kleinste leven op aarde heeft de grootste rol: alle afval afbreken en recyclen. Schillen en karkassen van dode planten en dieren en alle uitgescheiden materie bevatten vitale voedingsstoffen en opgeslagen energie. Zonder een manier om die voedingsstoffen terug te brengen naar de grond, zou het leven snel alle beschikbare voedingsstoffen op de planeet uitputten. Veel soorten bacteriën voeden zich met deze energiebronnen, breken afval af tot de kleinste moleculen en brengen ze terug naar de grond, waar ze opnieuw in de voedselketen terechtkomen. Sommige soorten bacteriën consumeren zelfs olie en hebben in 2010 geholpen om snel grote hoeveelheden olie af te breken en te verwijderen uit het lek Deepwater Horizon in de Golf van Mexico.
Voedselproductie
Zonder prokaryoten zou de samenleving nooit een breed scala aan voedingsmiddelen ervaren. Alles wat gefermenteerd is, zoals bier, wijn, yoghurt, karnemelk, zure room, augurken, olijven en zuurdesembrood heeft zijn bestaan te danken aan verschillende soorten nuttige bacteriën die voedselconserverende zuren produceren als metabolische bijproducten. Prokaryoten helpen ook kaas, insuline voor diabetici, azijn, zuurkool, vitamines, sojasaus en honderden andere voedingsmiddelen en medicijnen over de hele wereld te maken.
Menselijke spijsvertering
Vaak over het hoofd gezien en gedacht in onflatteuze termen, voeren darmbacteriën veel taken uit in ruil voor voedsel en onderdak. De inwonende bacteriepopulatie in een enkele menselijke dikke darm is een orde van grootte groter dan het gehele aantal menselijke cellen in de gastheer. Deze enorme reserve van metabolische activiteit helpt voedsel te verteren, stimuleert de peristaltiek, werkt samen met het immuunsysteem om ziekteverwekkers te verdrijven en produceert vitamine K om de bloedstolsel te helpen. Het menselijk lichaam kan deze taken niet alleen uitvoeren en overleven: bacteriën zijn essentieel voor het overleven van de mens.
Menselijke immuniteit
Naast het koloniseren van het spijsverteringskanaal, koloniseren prokaryoten elk buitenoppervlak op een menselijk lichaam vanaf het moment van geboorte. Deze bacteriën bestaan in een wederzijds voordelige relatie met hun gastheer. De bacteriën hebben een plek om op te leven en te koloniseren. In ruil daarvoor verdedigen deze soorten hun 'thuis', de huid van de gastheer, tegen pathogene bacteriën en schimmels die opportunistisch door de huid binnendringen. Het immuunsysteem van de gastheer besteedt minder energie aan deze opstelling, waardoor het zich kan concentreren op andere taken, zoals het bestrijden van virussen en het vernietigen van precancereuze cellen.