Evolucija ćelije
Veruje se da su svi organizmi i ćelije koje ih čine nastali od zajedničkog pretka. Iako su evolutivni procesi nedovoljno poznati i objašnjeni, ipak se na osnovu podataka koje pružaju fosili i uporedno izučavanje današnjih ogranizama može pretpostaviti kako je evolucija tekla.
Izračunato je da je Sunčev sistem nastao pre oko 4,6 milijardi godina i poznato da od 9 planeta tog sistema život postoji samo na Zemlji (nije isključeno da na drugim planetama u galaksiji postoji život). Smatra se da je pojavi života na Zemlji prethodio dug period hemijske evolucije. Prva ćelija nastala je pre, otprilike, 3,5 ili 4 milijarde godina. Najstariji do sada otkriveni fosili nađeni su u stenama starim 3,4 milijarde godina u Južnoj Africi. Ovi fosili, vidljivi samo pomoću elektronskog mikroskopa, slični su današnjim prokariotama (bakterije i modrozelene alge). Na osnovu toga možemo pretpostaviti da je život počeo veoma rano, u prvoj milijardi Zemljine istorije.
Nalazi fosila, takođe, ukazuju da je pre oko 1,6 milijardi godina došlo do prelaska prokariota ka znatno složenijim eukariotskim ćelijama. Danas je najprihvatljivija simbiotska teorija koja objašnjava nastanak eukariotskih ćelija. Prema toj teoriji određene sićušne slobodnoživeće prokariote, kao preci mitohondrija, ušle su u neku krupnu prokariotsku ćeliju domaćina i tu ostala kao njen simbiont. Simbiont je unutrar ćelije domaćina u sigurnijoj i stabilnijoj sredini, a ćeliju domaćina snabdeva energijom. Obostrana korist! Hloroplasti su nastali oko 500 miliona godina kasnije nego mitohondrije i to putem endosimbioze cijanobakterija sa eukariotskom ćelijom koja je već posedovala mitohondrije. Ova teorija se potvrđuje građom mitohondrija i hloroplasta koja je slična građi prokariotske ćelije, ali ima i nedostataka ( ne objašnjava npr. pojavu unutrašnjeg ćelijskog skeleta u eukariotskoj ćeliji). Pored simbiotske postoje i druge teorije koje pokušavaju da objasne evoluciju prokariotske u eukariotsku ćeliju. U svakom slučaju, dogod to ne bude moglo da se u eksperimentu dokaže, biće moguće samo pretpostavljati kako je ovaj proces tekao.
Evolucija ćelija je trajala od 3-4 milijarde godina, dok su se ostali oblici života, kao i najsavršeniji, razvili u periodu od samo 600 miliona godina. Izgleda da se evolucija života dugo odvijala u ćeliji, usavršavajući njenu građu i funkcije, da bi posle toga došlo do stvaranja različitih organizama za relativno kratko vreme.
Prokariotska i eukariotska ćelija
Sve žive sisteme, prema složenosti građe, možemo podeliti na acelularne (nećelijske; jer je lat. a= ne, bez; celulla = ćelija) i celularne (ćelijske). Pod acelularnim se podrazumevaju oni organizmi koji nisu dostigli nivo ćelijske građe, kakvi su virusi, dok su ostali organizmi ćelijske građe. Prema složenosti građe ćelije svi celularni organizmi se dele na prokariote i eukariote. Prokariotama pripadaju bakterije i cijanobakterije, dok su eukariote svi ostali jednoćelijski i višećelijski organizmi.
Prokariotska ćelija (grč. pro = pre; karyon = jedro; pre jedra)
Prokariotske ćelije su male, jednostavne građe, opkoljene ćelijskim zidom i membranom, a nemaju jedro niti ćelijske organele, osim ribozoma. Njihov genetički materijal (DNK) se nalazi slobodan, u delu citoplazme koji se naziva nukleoid (sličan jedru, zato što nije odvojen membranom od ostalog dela citoplazme). DNK je u obliku prstena (kružna DNK), i najčešće jedna prokariotska ćelija ima jedan molekul DNK (jedan hromozom). Molekul DNK je vezan za proteine , ali ta veza nije tako čvrsta i stabilna kao kod eukariota. Nukleoid je veoma dinamična struktura, što je verovatno povezano sa time da se prokariotske ćelije dele na svakih 15-20 minuta. Razmnožavaju se prostom ćelijskom deobom. Mitoza i mejoza kod njih ne postoje.
Pored toga što nema pravo, diferencirano jedro, prokariotska ćelija ne sadrži ni ćelijske organele, osim ribozoma u kojima se sintetišu proteini.
Makroklasifikacija
Eukariote (Eucaryota) su jednoćelijski i višećelijski organizmi sa eukariotskim tipom građe ćelije svrstani u carstvo Eucarya.
Analizom i upoređivanjem r-RNK sekvenci (16S r-RNK) izvršena je makroklasifikacija živih organizama na tri velika carstva:
