Elu teke
Universum on mitte üksnes
imepärasem kui me oletame, vaid imepärasem
kui me oletada suudame.
J. B.S Haldane, inglise bioloog (1892-1964)

Kõik elusolendid koosnevad rakkudest. Lihtsamad eluvormid on üherakulised organismid, kes paljunevad 2-ks jagunemise teel. Kõrgemad organismid, nagu ka meie ise, on nagu rakkudest koosnevad linnad, kus eri rakkude grupid täidavad eri funktsioone ning on omavahel ühendatud keerukate kommunikatsioonisüsteemidega.
Kõik praegu eksisteerivad elusorganismid (ning kõik neid moodustavad rakud) arvatakse pärinevat ühisest eellasest. Elu tekke küsimus on tegelikult küsimus sellest, kuidas tekkis esimene rakk. Meie teadmised elu tekke kohta on puudulikud ja täidetud paljude spekulatsioonidega. See on mõistetav, sest pole ühtset seisukohta selleski, millised tingimused Maal enne elu teket valitsesid. Teadlased on ühel arvamusel küll selles, et elu tekkis abiogeenselt nn. ürgpuljongis. Esimesed rakud arvatakse olevat tekkinud 3.5 - 4 miljr. aastat tagasi.
Ettekujutus kaasaegsetest organismidest lubab oletada, et elu tekkele pidid eelnema (või sellega kaasnema) järgmised sündmused:
  • pidid olnud moodustunud polümeerid (RNA) mis olid võimelised isereplitseeruma.
  • pidi tekkinud olema mehhanism, mille abil RNA suunas valgusünteesi (geneetiline kood). Kuna geneetiline kood on praktiliselt ühesugune kõigil organismidel, pidi ta kinnistuma evolutsiooni väga varajasel etapil.
  • pidid olema tekkinud molekulid, (lipiidid) mis moodustavad membraani ja eraldama muust keskkonnast isereplitseeruva valkude ja RNA segu.

    Praegu eksisteerivatest organismidest on lihtsaimad mükoplasmad, ilma kestata bakterid, kes tavaliselt harrastavad parasiitset eluviisi taime või loomarakkudel. Nende diameeter võib olla 0.3 mikrom. ja nende genoom kodeerib ca 400 erinevat valku. Esimesed rakud meie planeedil võisid olla veelgi lihtsamad. Igatahes kõik praegu elavad rakud kasutavad DNA-d päriliku info salvestamiseks, elu algetappidel arvati selleks olevat RNA.
    Tähtis verstapost raku (elu) evolutsioonis on ca 1.5 miljr. aastat tagasi, kui toimus üleminek väikestelt, lihtsa sisestruktuuriga rakkudelt, nn prokarüootidelt, keerukamatele rakkudele, millest koosnevad kõik hulkraksed organismid. Neid rakke nimetatakse eukarüootseteks. Kõik praegu eksisteerivad organismid ongi kas pro- või eukarüoodid. Definitsiooni järgi eukarüootidel on rakutuum (kreeka k. caryon), mida prokarüootidel pole. Kuigi prokarüootidel on suhteliselt lihtne ehitus, on nad biokeemiliselt väga mitmekesised. Neil võib leida kõiki põhilisi ainevahetuse radasid, kaasa arvatud kolme põhimõttelist energiatootmise protsessi: glükolüüs, hingamine (oksüdatiivne fosforüülimine) ja fotosüntees. Eukarüootsed rakud on suuremad ja keerukamad, nad sisaldavad rohkem DNA-d. DNA on eraldatud membraaniga ümbritsetud tuuma, tsütoplasma sisaldab palju teisi membraaniga ümbritsetud organelle. Eukarüootide mitokondrid ja kloroplastid on enam-vähem kindlasti varasemate prokarüootide järeltulijad, kes on asunud sümbiontidena elama suuremasse anaeroobsesse rakku. Eukarüootsetes rakkudes on ka keerukas eri tüüpi valgulistest filamentidest koosnev tsütoskelett, mis aitab organiseerida raku sisestruktuuri ja on osa rakkude liikumist tagavast masinavärgist.

    Eu- ja prokarüootide põhilised erinevused on summeeritud tabelis

    Miks eukarüootsed rakud on evolutsioonis olnud edukamad? Vastust tuleb otsida ilmselt nende kõrgemas organiseerituses, kindlad ainevahetusprotsessid on eraldatud rakkudes eri kompartmentidesse. Eriti oluline on ilmselt see, et energiatootmine toimub kindlates organellides (mitokondrid ja kloroplastid). Seetõttu raku välismembraan pole enam koormatud energiatootmisega tegelevate ensüümidega, nagu see on bakteritel. See võimaldab raku välismembraanil täita uusi funktsioone, tegeleda väliskeskkonnast tulevate signaalide vastuvõtmisega ning rakkude omavahelise äratundmisega. See kõik aga on aluseks hulkraksete organismide tekkel.