Evolusi pada Prokariot

Salah satu konsep biologi paling penting yaitu evolusi, yang menjelaskan bagaimana kehidupan di Bumi berkembang dan beragam selama berjuta-juta tahun. Protista dan prokariot sangat penting untuk memahami awal kehidupan dan proses menuju evolusi. Bakteri dan archea adalah prokariot yang paling sederhana dan tertua yang diketahui. Mereka muncul lebih dari 3,5 miliyar tahun yang lalu dan telah berkontribusi besar pada perkemabangan atmosfer dan ekosistem Bumi.

Studi evolusi pada prokariot memberikan wawasan tentang sejarah kehidupan di Bumi. Ini juga membantu ilmuwan memahami proses adaptasi, evolusi, dan interaksi ekologis.

prokariot merupakan organisme tertua yang paling awal menghuni bumi ini. Salah satu organisme prokariotik yang cukup mewakili berbagai tipe sel prokariota, yaitu bakteri, adalah prokariot yang sederhana, dan merupakan organisme tertua yang pernah hidup di Bumi. Ada reaksi biokimia yang cukup kompleks di dalamnya, termasuk tiga reaksi energi penting: glikolisis, respirasi, dan fotosintetis, yang biasanya terjadi pada organisme eukariotik. awal terjadi kemunculan prokariotik di bumi. awal mulanya berkembang ini dari protobion yaitu sel purba hasil dari evolusi dan kimia-fisik.

Pada tahun 1920-an, dua ilmuwan Rusia, A.L.Oparine, dan Inggris, J.B.S.Haldane, membuat hipotesis tentang bumi primitif. Kondisi Bumi saat ini sangat berbeda dari atmosfer dan lautan purbakala. Mereka berpendapat bahwa Pada saat itu, banyak petir dan hujan meteoroid, yang memungkinkan pembentukan molekul yang lebih kompleks dari molekul sederhana. Karena atmosfer bumi pada saat itu belum memiliki lapisan ozon, radiasi sinar ultraviolet dapat menembus atmosfer bumi tanpa lapisan. Ini memungkinkan pembentukan molekul kompleks yang memiliki kemampuan untuk membelah diri dan melakukan metabolisme.

DNA (asam deoksiribonukleat) dan RNA (asam ribonukleat) dibuat secara abiotik. Mereka kemudian membentuk koaservat, yaitu tetesan yang stabil, dan cenderung bergabung dengan sendirian. Koaservat ini terdiri dari kelompok makromolekul yang dikelilingi oleh molekul air. Mereka memiliki kemampuan untuk menyerap substrat dari lingkungan mereka dan juga melepaskan produk dari reaksi metabolisme yang terjadi. Koaservat adalah "Protobiont". (Proto berarti awal, Bios berarti kehidupan). Oleh karena itu, protobiont adalah kelompok molekul organik yang memiliki berbagai sifat biologis, seperti memiliki DNA dan RNA.

Bentuk kehidupan paling awal, protobiont, berkembang menjadi protoplasma, yang kemudian berevolusi menjadi sel prokariot paling awal. Pada saat itu, sel prokariot ini mendominasi atmosfer Bumi dan memiliki kemampuan untuk hidup di berbagai lingkungan dan mudah berkembang biak. Prokariot terus berkembang, menghasilkan keseimbangan dalam metabolisme dan cara memperoleh nutrisi. Mereka dapat bertahan hidup di air panas, air dingin, air asin, lingkungan basa, di dalam tanah, dan bahkan di dalam sel lain.

Lingkungan bumi purba banyak dipengaruhi oleh perubahan cara prokariot memperoleh nutrisi. Pada awalnya, banyak prokariot bersifat parasit karena lautan mengandung banyak bahan organik sebagai sumber nutrisi bagi merekalah. Kemampuan berkembang biak cepat prokariot dianggap sebagai parasit. Akibatnya, lautan purba dengan cepat dipenuhi oleh banyak sel mati dan sel prokariot. Beberapa jenis prokariot awal memiliki pigmen yang menyerap sinar matahari (UV). 

Meskipun sinar UV berbahaya bagi sel yang tumbuh di permukaan udara, prokariotik menggunakan mekanisme metabolisme mereka untuk mengganti CO2 dengan hidrogen, yang menghasilkan glukosa dan oksigen selama proses fotosintesis. Sinobakteria awal adalah prokariot fotosintetik ini. Bersama dengan prokariot lainnya, sinobakteria berevolusi antara 2,5 dan 3,4 miliar tahun yang lalu. Ada banyak oksigen Bersama dengan prokariot lainnya, sinobakteria berevolusi antara 2,5 dan 3,4 miliar tahun yang lalu. Banyak oksigen yang dihasilkan oleh sinobakteria ini kemudian mengubah lingkungan Bumi yang tidak memiliki oksigen lagi. menjadi kaya oksigen: oksigen bebas yang terakumulasi di permukaan laut membuat lautan menjadi jenuh, dan sebagian oksigen bereaksi dengan besi terlarut untuk membentuk pengendapan oksida besi.

Seiring berjalannya waktu, perubahan menyebabkan atmosfer Bumi menjadi lebih kaya oksigen, yang menyebabkan "revolusi oksigen". Prokariot anaerob yang tidak dapat beradaptasi dengan atmosfer baru ini mati. lingkungan baru. Namun, prokariot anaerob obligat, yang dapat beradaptasi dengan habitat aerob, masih dapat bertahan hidup di sana. Selain itu, sel prokariot bersimbiosis dengan prokariot aerob, dan simbiosis berkembang menjadi eukariot.

Filogeni prokariot

Sebelum tahun 1970-an, semua bakteri dimasukkan ke dalam satu kelompok besar yang dikenal sebagai prokariot, yang dianggap sangat berbeda dari eukariot. Dikotomi prokarioteukariot adalah salah satu kesalahan yang paling fatal. terjadi karena prokariot pada awalnya didefinisikan secara negatif terhadap eukariot berdasarkan sitologi (Olsen dan Woese, 1994). Dengan kata lain, prokariot tidak memiliki karakteristik sel eukariot. Tetesan minyak dalam air juga dapat dikategorikan sebagai organisme prokariot berdasarkan definisi negatif tersebut. Menurut pakar mikrobiologi, "jika itu bukan eukariot, maka pastilah prokariot." Untuk memahami prokariot, Anda hanya perlu tahu apa yang membedakan Escherichia coli dan eukariot.

Pandangan ini telah memendam pikiran kreatif untuk melihat dasar-dasar

biologi secara universal.

Sistem klasifikasi tradisional membagi mahluk hidup ke dalam 5 Kingdom

berdasarkan perbedaan strukturalnya, yaitu:

1) Monera

2) Protista

3) Plantae/plantarum

4) Fungi

5) Animalia

Akan tetapi dengan membandingkan urutan RNA ribosomal dan genom dari

spesies yang hidup pada masa kini, terdapat dua cabang dalam evolusi prokariot

yaitu:

a) Kelompok bakteria dulu dinamakan Eubacteria

b) Kelompok arkhaea dulu dinamakan Archaeabacteria

Arkhaea berasal dari bahasa Yunani "Archais (kuno), karena memang cara hidupnya dalam arti nutrisi dan metabolismenya sangat primitif. Sebagian besar arkhaea menempati habitat yang ekstrim. Filogeni prokariot yang berasal dari nenek moyang bersama dan kemudian berevolusi menjadi arkhaea dan bakteria 

Cara prokariot memperoleh energi secara umum ada 2 macam yaitu autotrof dan heterotrof.  Berdasarkan cara memperoleh energi sebagai nutrisi pokok di klasifikasikan menjadi 4

1. Otoatotrof , sel fotosintetik yang memanfaatkan energi cahaya & CO2 untuk mensintesis senyawa organik lain.

2. Kemoatrotrof, CO2 sebagai sumber karbon dan mendapatkan energi dengan cara mengoksidasi bahan organik. Sumber energi kimia berasal dari H2S , amoniak (NH3), dan ion fero (Fe2+). contohnya bakteri sulfur genus sulfolobus.

3. Fotoheterotrof, cahaya untuk menghasilkan ATP namun juga mengunakan senyawa karbon organik.

4. Kemoheterotrof , membutuhkan molekul organik sebagai sumber energi dan karbon . contohnya : prokariot , prostista , fungi, hewan serta tumbuhan tertentu.

Evolusi cara makan prokariot dan dampak pada lingkungan bumi purbakala.

awalnya , prokariot hidup sebagai parasit karena kaya akan bahan organik di lautan purbakala. Dengan kemampuan berkembang biak, prokariota memenuhi lautan, dan bahan organik mati diurai menjadi bahan anorganik.  Evolusi ini menghasilkan perubahan lingkungan yang signifikan.

Peranan evolusi metabolissme dalam keanekaragaman prokariota

Beberapa prokariota di awal memiliki pigmen yang melindungi dari sinar UV , yang mengarah pada evolusi prokaroita fotosintetik. produksi oksigen oleh prokariota fotosintetikmengubah lingkungan bumi menyebabkan evolusi oksigen. 

Revolusi oksigen pengaruh pada kehidupan

* atmosfer bumi menjadi kaya akan oksigen , menyebabkan kepunahan prokariota anaerob.

* munculnya simbiosis antara prokariota aerob dengan anaerob membuka jalan bagi perkembangan eukariota.