Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 20-07-2020

Bacteria

betekenis & definitie

Eén van de drie domeinen van het leven, naast Archaea en Eukaryota, grotendeels bestaand uit eencellige micro-organismen met cruciale rollen in de kringloop van elementen en de evolutie van het leven

Geschat wordt dat bacteriën driekwart van de mondiale biodiversiteit uitmaken, maar omdat ze vrijwel allemaal microscopisch klein zijn en vele slecht kweekbaar, is mogelijk slechts 10% nu bekend. Er worden 22 verschillende evolutionaire hoofdlijnen (“fyla”) onderscheiden. Bekende groepen zijn Cyanobacteria, Gammaproteobacteria (o.a. de modelsoort Escherichia coli) en Acidobacteria (dominant in de bodem). Het klassieke soortbegrip is lastig te hanteren vanwege de afwezigheid van seksuele voortplanting; de taxonomie is gebaseerd op fylogenetische merkergenen zoals 16S rRNA.

Bacteriën vervullen cruciale functies in alle natuurlijke kringlopen. Stikstoffixatie, nitrificatie, denitrificatie en anaerobe ammoniumoxidatie zijn allemaal bacterie-gekatalyseerde processen. De eerste bacteriën moeten haast wel chemo-autotroof of foto-autotroof geweest zijn omdat er nog geen organisch materiaal voorradig was. Later werden veel bacteriën heterotroof; ze dragen bij aan de afbraak van organisch materiaal (fermentatie, decompositie, rotting). Door middel van foto-heterotrofie hebben bacteriën een grote invloed op de invang van zonne-energie door de oceaan.

Bacteriën zijn abundant aanwezig in en op het lichaam van dieren. Het microbioom vervult een essentiële rol bij dierlijke functies inclusief die van de mens (voedselvertering, immuunresponsen, gedrag, zelfs hersenfuncties).

Voor de evolutie van de eukaryoten zijn bacteriën van bijzonder belang omdat ze via endosymbioses de bron geweest zijn van mitochondria en chloroplasten (zie de lemma’s endosymbiose en Eukaryota).

De splitsing tussen Bacteria en Archaea wordt gedateerd op 3,4 miljard jaar geleden. Het eerste cellulaire leven is mogelijk eerder ontstaan (4 Ga BP). Men neemt aan dat de voorloper van de twee prokaryote domeinen meer op een bacterie leek dan op een archeon.