Notizen aus Kapitel 1 von The Vital Question von zukünftigen Gast Nick Lane. Im Intro listet er die motivierenden Fragen auf: Warum sind Bakterien trotz 4 Milliarden Jahren so relativ einfach? Warum gibt es so viele gemeinsame Strukturen zwischen allen eukaryotischen Zellen, trotz der enormen morphologischen Vielfalt zwischen Tieren, Pflanzen, Pilzen und Protisten? Warum geschah das Endosymbiose-Ereignis, das zu Eukaryoten führte, nur einmal und auf die besondere Weise, wie es geschah? Und warum wird alles Leben durch Protonengradienten angetrieben? Nick sagt, dass all diese Fragen miteinander verbunden sind. Kapitel 1: Lane sagt, es gibt 2 verschiedene Philosophien darüber, was die Engpässe der evolutionären Erkundung sind: die Nischen, die durch die Umwelt verfügbar gemacht werden, ODER die interne Struktur, die notwendig ist, um diese Nischen auszunutzen. Die Lehrbuchansicht ist, dass die Umwelt die Erkundung einschränkt, während die Struktur flexibel ist und sich anpassen kann, sobald die richtige Umwelt gegeben ist. Nick Lane denkt, es ist das Gegenteil. Es gab 2 große Oxidationsereignisse - das erste (vor 2,4 Milliarden Jahren) ebnete den Weg für eukaryotische Zellen. Das zweite (vor 600 Millionen Jahren) führte zur kambrischen Explosion, die zu all der Vielfalt bei Tieren und Pflanzen und anderem komplexen Leben führte, das wir sehen. Es scheint also, dass die Umwelt zentral ist. Sobald man eine Menge Sauerstoff in die Luft und in die Ozeane bringt, kann man anfangen, allerlei coole Dinge zu machen. Aber halt. Hier ist, was man erwarten würde zu sehen, wenn die Umwelt der entscheidende Engpass wäre: Mit diesem Schlüssel zur aeroben Atmung entwickeln sich verschiedene Bakterienmarken unabhängig in Richtung größerer Komplexität, um die neuen Nischen zu füllen (eine meistert Osmotrophie und verzweigt sich in Pilze, eine andere in Photosynthese, eine andere in Phagozytose usw.). Allerdings sieht man das nicht. Stattdessen sieht man, dass alles komplexe Leben aus einem einzigen gemeinsamen eukaryotischen Vorfahren (vor 2,2 Milliarden Jahren) hervorgeht. Es gibt keine unabhängige konvergente Evolution in Richtung dieser Art von Komplexität (Bakterien hatten 4 Milliarden Jahre Zeit, um diese Art von Komplexität zu entwickeln, und sind über die ganze Zeit bemerkenswert ähnlich geblieben). Tatsächlich, sobald man diesen entscheidenden strukturellen Schlüssel hat, proliferieren eukaryotische Organismen weit und füllen Nischen, die von 30 Meter langen Blauwalen bis zu 0,8 Meter langen Picoplankton reichen. Was noch: - Die Menge an gemeinsamer Struktur zwischen allen eukaryotischen Zellen ist bemerkenswert. Sie haben fast alle die gleichen Organellen und Komponenten. Nick schreibt: „Die meisten von uns könnten zwischen einer Pflanzenzelle, einer Nierenzelle und einem Protisten aus dem lokalen Teich unter dem Elektronenmikroskop nicht unterscheiden.“ - Es gibt keine intermediären Proto-Eukaryoten, die einige, aber nicht alle der Funktionalitäten haben, die eukaryotische Zellen zur Verfügung stehen. Das ist verrückt, wenn man bedenkt, wie Evolution funktioniert. Wir haben eine umfangreiche Aufzeichnung der schrittweisen Verbesserungen zwischen photorezeptiven Amöben und Säugetieraugen. Warum haben wir keine proto-eukaryotischen Zellen, die sich durch Meiose reproduzieren, aber keine compartmentalisierten Zellkerne haben, oder Mitochondrien, aber kein Zytoskelett? ...