Bioloģijas 3 domēni (Woese klasifikācija)



The trīs bioloģijas jomas vai trīs domēnu sistēma ir klasifikācija, ko ierosināja biologs Carl Woese 70. gadu beigās, kas sadala bioloģiskās būtnes Baktēriju, Arhejas un Eukariotas domēnos.

Šī "domēnu" klasifikācija ir pārāka par tradicionālo sadalīšanas sistēmu piecās vai sešās karaļvalstīs, ar kurām mēs esam vairāk pazīstami. Domēnu fundamentālā sadalīšana ir sadalīt prokariotu divās domēnās, kur arheja ir vairāk saistīta ar eukariotēm, nekā ar citu prokariotu grupu - baktērijas.

Šo filogenētisko kārtību plaši akceptē lielākā daļa biologu. Tomēr, attīstot bioinformātikas un statistikas instrumentus, daži autori ir ierosinājuši jaunas attiecības starp dzīvajām būtnēm, kas pārkāpj Woese klasifikāciju.

Indekss

  • 1 Klasifikācijas vēsture
    • 1.1 Sadalījums divās karaļvalstīs: Animalia un Plantae
    • 1.2 Sadalījums trīs valstībās: Animalia, Plantae un Protista
    • 1.3 Sadalīt piecās valstībās
    • 1.4. Nodaļa trīs jomās
  • 2 Trīs dzīves jomas
  • 3 Arhitektūras domēns
    • 3.1 Arhitektūras klasifikācija
  • 4 Domēnu baktērijas
    • 4.1. Baktēriju klasifikācija
  • 5 Domēna Eukarya
    • 5.1. Eukariotu klasifikācija
  • 6 Atsauces

Klasifikācijas vēsture

Sadalījums divās karaļvalstīs: Animalia un Plantae

Pirms Woese un viņa kolēģu darbu publicēšanas biologi izmantoja „tradicionālo” klasifikāciju, izmantojot vienkāršu un intuitīvu dichotomiju, kas sadalīja augus no dzīvniekiem - formāli Animalia un Plantae.

Šajā nodaļā visi baktērijas, sēnītes un fotosintētiskie protisti tika uzskatīti par "augiem", savukārt vienšūņi tika grupēti kopā ar dzīvniekiem..

Līdz ar zinātnes attīstību, moderno metožu izstrādi un bioloģisko būtņu padziļinātu analīzi kļuva skaidrs, ka sadalīšanās augos un dzīvniekos neatbilst to patiesajai evolūcijas vēsturei. Faktiski tā bija "zemnieciska" un nekonsekventa savstarpējo attiecību vienkāršošana.

Nodaļa trīs valstībās: Animalia, Plantae un Protista

Lai šo situāciju labotu, slavenais evolucionārais biologs un ornitologs Ernsts Haeckels sarakstam pievienoja jaunu valstību: Protista Karaliste.

Šī klasifikācija nodrošināja skaidrāku formu sadalījumu, kas acīmredzami nav jāklasificē. Tomēr klasifikācija joprojām bija satraucoši problemātiska.

Sadalījums piecās karalijās

1969. gadā amerikāņu ekologs Roberts Hardings Vittakers ierosināja sadalīšanas shēmu piecās karaļvalstīs: Animalia, Plantae, Fungi, Monera un Prostista.

Šī sistēma ir balstīta galvenokārt uz šūnu veidiem, kas veido organismus. Monera locekļi ir vienšūnas un prokariotiskas būtnes, savukārt protisti ir vienšūnas, bet eukariotiski.

Trīs atlikušās karaļvalstis - Animalia, Plantae un Fungi - tiek klasificētas pēc to barības vielu ieguves veida. Augiem ir fotosintēzes spējas, sēnītes izdalās fermentos, pēc tam barības vielu uzsūkšanās, un dzīvnieki patērē savu pārtiku ar iekšēju vai ārēju gremošanu..

Organismu sistemātiskums tika plaši pieņemts piecu karaļvalstīs, jo viņi uzskatīja, ka klasifikācija arvien vairāk ir pielāgota dzīvo būtņu reālajām evolūcijas attiecībām..

Nodaļa trīs jomās

70. gados Ilinoisas Universitātes profesors Carl Woese sāka atrast pierādījumus par zināmu nezināmu ļoti streikojošu vienšūnu organismu grupu. Viņi dzīvoja vidē ar ekstremāliem temperatūras, sāļuma un pH apstākļiem, kur tika uzskatīts, ka dzīvi nevar uzturēt.

No pirmā acu uzmetiena šie organismi tika klasificēti kā baktērijas, un tos sauca par arhīviem. Tomēr dziļāka un detalizētāka arhebaktēriju redze skaidri parādīja, ka atšķirības ar baktērijām bija tik pamanāmas, ka tās nevarēja klasificēt vienā grupā. Faktiski līdzība bija tikai virspusēja.

Tādā veidā molekulārie pierādījumi ļāva šai pētnieku grupai izveidot trīs domēnu klasifikācijas sistēmu: Baktērijas, Archaea un Eukaryota..

Ierosināt jaunas ģenealoģiskas attiecības starp organismiem, iezīmēja notikumu, kam ir liela nozīme mūsdienu bioloģijā. Šis svarīgais atklājums noveda Woese uzvarēt Nacionālajā zinātnes medaļā 2000. gadā.

Trīs dzīves jomas

Carl Woese piedāvātais dzīves koks nosaka iespējamās ģenealoģiskās attiecības starp bioloģiskajām būtnēm, kas liecina par trīs dzīves jomu esamību.

Šī hipotēze tika ierosināta, pateicoties 16S ribosomu RNS analīzei, saīsinātai kā 16S rRNS.

Šis marķieris ir prokariotu ribosomu 30S subvienības sastāvdaļa. Pēc Woese darba tā ir plaši izmantota filogenētiskam secinājumam. Mūsdienās ir ļoti noderīgi noteikt baktēriju klasifikāciju un identifikāciju.

Tālāk mēs aprakstīsim katra no trim dzīves jomu veidojošajiem locekļiem raksturīgākās iezīmes:

Archaea domēns

Arheāls ir organismi, kurus galvenokārt raksturo apdzīvota vide ar ekstremāliem temperatūras apstākļiem, skābumu, pH.

Tādā veidā tie ir atrodami ūdeņos ar ievērojamu sāls koncentrāciju, skābā vidē un termiskajos ūdeņos. Turklāt daži arhīvi arī apdzīvo reģionus ar “vidējiem” apstākļiem, piemēram, dažu dzīvnieku augsni vai gremošanas traktu.

No šūnu un strukturālā viedokļa arheālu raksturo: tiem nav kodolmembrāna, membrānu lipīdi ir savienoti ar ētera saitēm, tie veido šūnu sienu - bet tas nesastāv no peptidoglikāna, un gēnu struktūra ir līdzīgi eukariotiem uz apļveida hromosomām.

Šo prokariotu reprodukcija ir asexual, un ir pierādīta horizontāla gēnu pārnešana.

Arhitektūras klasifikācija

Tie ir klasificēti kā metanogēni, halofīli un termoacidofīli. Pirmajā grupā izmanto oglekļa dioksīdu, ūdeņradi un slāpekli, lai ražotu enerģiju, kā metāna gāzi kā atkritumu produktu. Pirmās sekojošās arkas pieder šai grupai.

Otrā grupa, halofili, ir "sāls mīļotāji". Tās attīstībai ir nepieciešams, lai apkārtējā vidē sāls koncentrācija būtu aptuveni 10 reizes lielāka nekā okeāna koncentrācija. Dažas sugas var izturēt koncentrāciju līdz pat 30 reizēm. Šie mikroorganismi ir atrodami mirušajā jūrā un iztvaicētos dīķos.

Visbeidzot, termoacidofīļi spēj izturēt ekstremālas temperatūras: lielāks par 60 grādiem (daži var izturēt vairāk nekā 100 grādus) un zemāki par ūdens sasalšanas punktu..

Ir jāprecizē, ka tie ir optimāli apstākļi šo mikroorganismu dzīvībai - ja mēs pakļaujam tos istabas temperatūrai, ir pilnīgi iespējams, ka viņi mirst.

Baktēriju domēns

Baktēriju domēns satur plašu prokariotu mikroorganismu grupu. Kopumā mēs tos parasti saistām ar slimībām. Nekas tālāk no realitātes nekā šis pārpratums.

Lai gan ir taisnība, ka dažas baktērijas izraisa nāvējošas slimības, daudzas no tām ir izdevīgas vai dzīvo mūsu iestādēs, kas izveido kopīgas attiecības, kas ir daļa no mūsu parastās floras..

Baktērijām nav kodolmateriālu membrānas, tām pašām nav organellu, to šūnu membrāna sastāv no lipīdiem ar esteru tipa saitēm, un siena sastāv no peptidoglikāna.

Tie pavairo aseksuāli, un ir pierādīti horizontālās gēnu pārneses notikumi.

Baktēriju klasifikācija

Lai gan baktēriju klasifikācija ir patiešām sarežģīta, šeit mēs risināsim domēna fundamentālās nodaļas, cianobaktērijas un eubaktērijas..

Cianobaktēriju biedri ir zilas zaļas fotosintēzes baktērijas, kas rada skābekli. Saskaņā ar fosilā reģistra datiem tie parādījās pirms aptuveni 3,2 miljardiem gadu un bija atbildīgi par krasām pārmaiņām no anaerobas vides uz aerobu (skābekli bagātu) vidi..

Savukārt eubaktērijas ir patiesas baktērijas. Tās ir dažādas morfoloģijas (cita starpā kokci, bacilli, vibrios, spirālveida) un tām ir struktūras, kas pielāgotas to mobilitātei, piemēram, cilia un flagella.

Domēna Eukarya

Eukarioti ir organismi, kas galvenokārt atšķiras ar skaidri definētu kodolu klātbūtni, ko norobežo sarežģīta bioloģiska membrāna..

Salīdzinot ar citiem domēniem, membrānai ir dažādas struktūras un lipīdiem piemīt esteru tipa saites. Tās rada īstas organeles, ko norobežo membrānas, genoma struktūra ir līdzīga arhīvam un ir sakārtota lineārās hromosomās..

Grupas reprodukcija ir ārkārtīgi daudzveidīga, un tajā ir gan seksuāli, gan bezdzimuma apstākļi, un daudzi grupas locekļi var reproducēt abos veidos - tie nav savstarpēji izslēdzoši.

Eukariotu klasifikācija

Tajā ietilpst četras valstības ar ļoti daudzveidīgām un neviendabīgām formām: protisti, sēnītes, pantas un dzīvnieki.

Protisti ir vienšūnu eukarioti, piemēram, euglenas un paremecios. Organismi, kurus mēs parasti pazīstam kā sēnes, ir sēņu valstības locekļi. Ir vienveidīgas un daudzšķautņainas formas. Tie ir galvenie ekosistēmu elementi, lai degradētu mirušās organiskās vielas.

Augi sastāv no fotosintētiskiem organismiem, kuru šūnu siena veidota galvenokārt no celulozes. Tās visredzamākā īpašība ir fotosintētiskā pigmenta klorofila klātbūtne.

Tā ietver papardes, sūnas, papardes, vingrošanas zāles un pūšļus.

Dzīvnieki sastāv no heterotrofisko pluricellular organisko būtņu grupas, no kurām lielākā daļa spēj pārvietot un pārvietoties. Tie ir sadalīti divās lielās grupās: bezmugurkaulnieki un bezmugurkaulnieki.

Bezmugurkaulniekus veido porains, cnidāri, nematodes, mīkstmieši, posmkāji, adatādaiņi un citas mazas grupas. Līdzīgi mugurkaulnieki ir zivis, abinieki, rāpuļi, putni un zīdītāji.

Dzīvniekiem ir izdevies kolonizēt gandrīz visas vides, tostarp okeānus un atmosfēras vidi, un katram no tiem ir sarežģīts pielāgojumu kopums..

Atsauces

  1. Forterre P. (2015). Universālais dzīves koks: atjauninājums. Robežas mikrobioloģijā, 6, 717.
  2. Koonin E. V. (2014). Carl Woese redzējums par šūnu evolūciju un dzīves jomām. RNS bioloģija, 11(3), 197-204.
  3. Margulis, L., & Chapman, M. J. (2009). Karaļvalstis un domēni: ilustrēts ceļvedis par dzīvības phla uz Zemes. Academic Press.
  4. Sapp, J. (2009). Jaunie evolūcijas pamati: uz dzīvības koku. Oxford University Press.
  5. Sapp, J., un Fox, G. E. (2013). Unikāls universālā dzīves koka meklējums. Mikrobioloģijas un molekulārās bioloģijas pārskati: MMBR, 77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Domēna šūnu teorija atbalsta Eukarijas, Baktēriju un Arhejas neatkarīgo evolūciju un kodolteritorijas vienotības hipotēzi. Atvērtā bioloģija, 7(6), 170041.