Kita sering tidak menyadari keberadaan makhluk-makhluk yang tak kasat mata yang hidup berdampingan dengan kita. Bukan, bukan hantu yang dimaksud di sini, tetapi makhluk hidup bersel tunggal yang menghuni hampir seluruh tempat di bumi ini. Berkisar dari daerah pegunungan, gurun, sumber mata air panas, sampai dasar laut yang dalam. Bahkan usus besar kita dihuni oleh organisme bernama E. coliyang juga merupakan salah satu jenis bakteri. Jika kita mendengar kata "bakteri" mungkin dua hal pertama yang terlintas di pikiran kita adalah tempat-tempat yang kotor dan juga penyakit yang disebabkannya. Beberapa jenis bakteri memang  dapat menimbulkan penyakit, mulai dari yang ringan seperti diare sampai yang mematikan seperti antraks.Â
Hal ini tentu membuat kita berpikir bahwa mereka adalah makhluk kecil yang merugikan dan perlu dihilangkan dari lingkungan kita. Akan tetapi, sadarkah anda, bahwa sebenarnya kita memiliki satu persamaan dengan bakteri, yaitu tersusun dari sel. Perbedaannya adalah bakteri merupakan organisme prokariotik, sedangkan kita merupakan organisme eukariotik. Artikel ini akan membahas apakah sebenarnya sel prokariotik lebih "kuat" dari sel eukariotik dalam mempertahankan diri dari kepunahan.
Pertama, kita harus mengerti apa yang dimaksud dengan sel dan bagaimana munculnya sel prokariotik dan eukariotik. Pada mulanya, sel terbentuk dari kumpulan molekul-molekul organik yang bergabung membentuk struktur yang lebih besar. Kondisi bumi 4 miliar tahun yang lalu memungkinkan hal ini terjadi. Pada saat itu kondisi bumi belum stabil. Erupsi vulkanik , petir, dan hujan lebat terjadi hampir setiap saat. Yang lebih penting adalah, pada saat itu belum terbentuk lapisan ozon, sehingga sinar ultraviolet matahari bisa menembus lapisan atmosfer dan membantu menjaga atmosfer kaya akan molekul reaktif dan jauh dari keseimbangan kimia (chemical equilibrium). Percobaan menunjukkan bahwa campuran gas CO2, CH4, NH3, dan H2 yang dipanaskan dengan air dan diberi energi lewat aliran listrik atau paparan ultraviolet akhirnya akan membentuk molekul organik sederhana. Molekul organik sederhana seperti asam amino dan nukleotida bisa berikatan dan membentuk polimer yang akhirnya memjadi polipeptida dan polinukleotida yang akhirnya membentuk protein dan materi genetik yaitu DNA dan RNA.
Untuk memunculkan bentuk awal kehidupan dibutuhkan kemampuan khusus dari gabungan-gabungan molekul organik tersebut. Salah satunya adalah kemampuan untuk mengkatalisasi suatu reaksi yang pada akhirnya membentuk katalisator itu sendiri. Di dalam sel yang ada sekarang, polipeptida adalah katalisator yang paling serbabisa karena terdiri atas kumpulan asam amino yang bisa memunculkan bentuk 3 dimensi dengan situs reaktif yang berbeda-beda. Akan tetapi, polipeptida tidak bisa mereproduksi dirinya sendiri secara langsung. Hal inilah yang membuat diperlukannya kehadiran polinukleotida. Tidak seperti polipeptida, polinukleotida memiliki kemampuan yang lebih terbatas sebagai katalisator, tetapi memiliki kemampuan untuk mereplikasi dirinya sendiri secara langsung. Ada dugaan kuat bahwa antara 3,5 sampai 4 miliar tahun yang lalu, sistem replikasi RNA dan gabungan molekul organik lainnya, termasuk polipeptida, memulai proses yang kita sebut sebagai evolusi. Pada akhirnya, evolusi ini mengarah pada terbentuknya mekanisme sintesis protein yang dijumpai dalam semua sel hidup.
Salah satu peristiwa penting yang mengarah pada terbentuknya sel pertama adalah pembentukan membran luar. Kebutuhan akan wadah dipenuhi oleh molekul yang memiliki sifat amfipatik, yaitu memiliki bagian yang hidrofobik (tidak larut dalam air) sekaligus bagian lain yang hidrofilik (larut dalam air). Jika jenis molekul tersebut dimasukkan ke dalam air, struktur yang disebut bilayers akan terbentuk, yang menjadi struktur membran sel yang ada sampai saat ini.
Jadi, sel bisa diartikan sebagai sejumlah cairan dan kumpulan molekul organik yang terdapat di dalam suatu ruang bermembran yang memiliki kemampuan untuk melakukan metabolisme dan mengkatalisis suatu reaksi kimia.
Sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu, terjadi peristiwa yang pada akhirnya mengarah pada terbentuknya 2 jalur evolusi berbeda dari sel, yaitu berkembangnya sel dengan struktur internal yang relatif sederhana (yang kita kenal sebagai sel prokariotik) menuju sel eukariotik yang jauh lebih kompleks.
Dalam kompetisi untuk memperoleh bahan organik dari molekul anorganik, keuntungan selektif dimiliki oleh organisme yang bisa memperoleh karbon dan nitrogen (dalam bentuk CO2 dan N2) langsung dari atmosfer. Meskipun jumlahnya berlimpah di atmosfer, tetapi diperlukan energi yang besar dan reaksi kimia yang kompleks untuk mengubahnya menjadi bentuk yang bisa digunakan, misalnya gula sederhana. Dalam kasus penggunaan CO2, sel melakukan fotosintesis untuk mengubah CO2dan H2O (air) menjadi material organik dan melepaskan O2dalam jumlah besar sebagai produk sampingan. Sampai sekarang, sel prokariotik yang masih melakukan fotosintesis adalah alga hijau-biru (cyanobacteria).
Proses fotosintesis sel prokariotik yang berlangsung selama jutaan tahun mengubah komposisi atmosfer yang awalnya tidak mengandung oksigen sama sekali menjadi terdapat oksigen sebanyak 21%. Oksigen adalah zat yang sangat reaktif yang bisa berinteraksi dengan komponen-komponen sitoplasma, menjadikannya beracun bagi organisme-organisme tertentu, misalnya bakteri anaerob yang kita jumpai sekarang. Akan tetapi, di sisi lain, oksigen juga bisa menguntungkan. Dalam kondisi tanpa oksigen (anaerob), glukosa hanya bisa dipecah menjadi asam laktat atau etanol, sedangkan dalam kondisi lingkungan yang terdapat oksigen (aerob), glukosa dapat dipecah secara sempurna menjadi CO2 dan H2O. Dengan melakukan pemecahan sempurna, jumlah energi yang dilepaskan dari setiap gram glukosa menjadi jauh lebih besar dibandingkan dengan melakukan pemecahan tidak sempurna menjadi asam laktat atau etanol. Keuntungan inilah yang akhirnya diambil oleh organisme-organisme yang mengembangkan sistem respirasi seluler.
Seperti yang telah disebutkan di atas, akumulasi oksigen di atmosfer mengubah kehidupan makhluk hidup pada masa awal. Beberapa jenis organisme yang tidak bisa beradaptasi menjadi punah, beberapa lainnya mengembangkan kemampuan respirasi, atau menemukan relung dimana oksigen tidak ada, sehingga mereka bisa melanjutkan cara hidup anaerob, atau menjadi predator maupun parasit pada sel aerob. Akan tetapi, ada satu strategi adaptasi yang tampaknya mengarah pada terbentuknya tipe sel  eukariotik, yang menyusun banyak organisme yang hidup masa kini.
Kata eukariotik berasal dari kata "eu-" yang berarti "sejati" dan "karyo" yang berarti "inti". Jadi, sel eukariotik adalah sel yang memiliki inti sejati, dalam hal ini sudah bisa dibedakan dari sitoplasma secara jelas karena telah dibatasi oleh membran inti. Di dalam sel eukariotik terdapat banyak organel dengan fungsi yang berbeda-beda. Dua diantaranya adalah mitokondria dan kloroplas. Mitokondria berperan untuk menghasilkan energi yang diperlukan dalam metabolisme, sedangkan kloroplas mengubah air dan karbon dioksida menjadi materi organik dengan bantuan sinar matahari. Bagi ahli biologi Lynn Margulis, kedua organel ini menunjukkan kemiripan dengan sel bakteri simbiotik. Penelitian yang dilakukan oleh dua tim yang masing-masing dipimpin oleh Carl Woese dan W. Ford Doolittle menunjukkan bahwa DNA yang terdapat dalam mitokondria memiliki persamaan dengan yang terdapat dalam proteobacteria penyebab penyakit tifus, sedangkan DNA yang terdapat dalam kloroplas memiliki persamaan dengan DNA dari cyanobacteria (alga hijau-biru). Hal ini semakin menguatkan pendapat bahwa mitokondria dan kloroplas memiliki hubungan evolusi dengan sel bakteri simbiotik.
