3 області біології (класифікація Woese)



The три області біології або три доменної системи - це класифікація, запропонована біологом Карлом Вузе в кінці 70-х років, який розділяє органічні істоти в доменів Bacteria, Archaea і Eukaryota.

Ця класифікація в "областях" перевершує традиційну систему поділу на п'ять або шість королівств, з якими ми більш знайомі. Фундаментальний поділ доменів полягає в тому, щоб розділити прокаріоти на два домени, де археї більше пов'язані з еукаріотів, ніж з іншою групою прокаріотів - бактерій..

Цей філогенетичний порядок широко прийнятий більшістю біологів. Проте, з розвитком біоінформатики та статистичних інструментів, деякі автори запропонували нові відносини між живими істотами, які не піддаються класифікації Вузе..

Індекс

  • 1 Історія класифікації
    • 1.1 Поділ на два царства: анімалію і планта
    • 1.2 Поділ на три царства: анімалію, планта і протіста
    • 1.3 Поділ на п'ять королівств
    • 1.4 Розподіл в трьох областях
  • 2 Три сфери життя
  • 3 Домен Archaea
    • 3.1 Класифікація архей
  • 4 Доменні бактерії
    • 4.1 Класифікація бактерій
  • 5 Домен Еукаря
    • 5.1 Класифікація еукаріотів
  • 6 Посилання

Історія класифікації

Поділ на два царства: анімалію і планта

Перед публікацією творів Уозе і його колег біологи використовували "традиційну" класифікацію, використовуючи просту і інтуїтивну дихотомію, що розділяла рослини від тварин - формально Animalia і Plantae.

У цьому поділі всі бактерії, гриби і фотосинтетичні протости вважалися "рослинами", а найпростіші групувалися разом з тваринами.

З розвитком науки, розробкою сучасних методологій і більш глибоким аналізом органічних істот стало очевидним, що поділ на рослини і тварин не відповідає справжній еволюційній історії цих. Фактично це було «сільське» і непослідовне спрощення відносин між ними.

Поділ у трьох царствах: Animalia, Plantae і Protista

З метою виправлення цієї ситуації відомий еволюційний біолог і орнітолог Ернст Геккель додав до списку нове королівство: Протіста Королівства.

Ця класифікація дозволила отримати більш чіткий розподіл форм, які, очевидно, не слід групувати. Однак класифікація залишалася тривожно проблематичною.

Поділ на п'ять королівств

У 1969 році американський еколог Роберт Хардінг Віттекер запропонував схему поділу на п'ять королівств: Animalia, Plantae, Fungi, Monera і Prostista.

Ця система заснована головним чином на типах клітин, що складають організми. Члени Monera - це одноклітинні і прокаріотні істоти, а протести - одноклітинні, але еукаріотичні.

Три залишилися королівства - Animalia, Plantae і Fungi - класифікуються за способом їх отримання. Рослини володіють фотосинтетичними можливостями, гриби виділяють ферменти в навколишнє середовище з подальшим поглинанням поживних речовин, а тварини споживають їжу з внутрішнім або зовнішнім травленням.

Розподіл організмів у п'яти царствах був широко прийнятий систематикою того часу, оскільки вони вважали, що класифікація все більше і більше пристосовується до реальних еволюційних відносин живих істот..

Поділ у трьох областях

У 70-х роках професор з Університету Іллінойса Карл Ууз почав знаходити докази певної невідомої групи дуже вражаючих одноклітинних організмів. Вони жили в середовищі з екстремальними умовами температури, солоності і рН, де вважалося, що життя не може бути збережено.

На перший погляд, ці організми були класифіковані як бактерії, і їх називали архебактеріями. Однак більш глибокий і детальний вигляд архебактерій дав зрозуміти, що відмінності з бактеріями були настільки помітними, що їх не можна було класифікувати в одній групі. Фактично подібність була просто поверхневою.

Таким чином, молекулярні докази дозволили цій групі дослідників встановити систему класифікації трьох областей: бактерій, архей та еукаріоту..

Пропонуємо нові генеалогічні зв'язки між організмами, позначивши подію, що має велике значення в сучасній біології. Це важливе відкриття змусило Вузе виграти Національну медаль науки в 2000 році.

Три області життя

Дерево життя, запропоноване Карлом Вузе, встановлює можливі генеалогічні відносини між органічними істотами, що свідчить про існування трьох областей життя.

Ця гіпотеза була запропонована завдяки аналізу рибосомальної РНК 16S - скорочено 16S рРНК.

Цей маркер є компонентом 30S субодиниці прокаріотичної рибосоми. Після роботи Вузе вона широко використовується для філогенетичного висновку. Сьогодні дуже корисно встановити класифікацію та ідентифікацію бактерій.

Далі ми опишемо найбільш чудові характеристики кожного з членів, які складають три сфери життя:

Домен Archaea

Археї - це організми, які характеризуються в основному населеними середовищами з екстремальними умовами температури, кислотності, рН серед інших.

Таким чином, вони були виявлені у водах зі значно високими концентраціями солей, кислими середовищами та термальними водами. Крім того, деякі археї також населяють райони з «середніми» умовами, такими як грунт або травний тракт деяких тварин.

З клітинної та структурної точки зору археї характеризуються: вони не мають ядерної мембрани, ліпіди мембран пов'язані ефірними зв'язками, вони являють собою клітинну стінку - але це не складається з пептидоглікану, а структура генів аналогічно еукаріотів на кругових хромосомах.

Відтворення цих прокаріотів є безстатевим, і продемонстровано горизонтальне перенесення генів.

Класифікація архей

Вони класифікуються як метаногенні, галофільние і термоацидофільні. Перша група використовує вуглекислий газ, водень і азот для виробництва енергії, виробляючи газ метану як відходи. Перші арки, що підлягають секвенуванню, належать до цієї групи.

Другу групу галофіли становлять "любителі солей". Для його розвитку, необхідно, щоб середовище має концентрацію солі приблизно в 10 разів більше, ніж у океану. Деякі види переносять концентрації в 30 разів вище. Ці мікроорганізми знаходяться в мертвому морі і в випарних ставках.

Нарешті, термоацидофіли здатні витримувати екстремальні температури: більше 60 градусів (деякі можуть переносити більше 100 градусів) і нижче, ніж температура замерзання води.

Необхідно уточнити, що це оптимальні умови для життя цих мікроорганізмів - якщо ми піддаємо їх кімнатній температурі, то цілком можливо, що вони гинуть..

Домен бактерій

Домен бактерій включає широку групу прокаріотичних мікроорганізмів. Загалом, ми зазвичай пов'язуємо їх із захворюваннями. Нічого далі від реальності, ніж це непорозуміння.

Незважаючи на те, що певні бактерії викликають смертельні захворювання, багато з них є корисними або живуть у нашому організмі, встановлюючи зв'язки між собою, що є частиною нашої нормальної флори.

У бактерій немає ядерної мембрани, їм бракує самих органел, їх клітинна мембрана складається з ліпідів з зв'язками ефірного типу, а стінка складається з пептидоглікану.

Вони відтворюються безстаро, і свідчать події горизонтального переносу генів.

Класифікація бактерій

Хоча класифікація бактерій дійсно складна, тут ми розглянемо фундаментальні поділи домену, в ціанобактеріях і еубактеріях \ t.

Членами ціанобактерій є синьо-зелені фотосинтетичні бактерії, що виробляють кисень. Згідно з даними про копалини, вони з'явилися близько 3,2 мільярда років тому і були відповідальними за різке перехід від анаеробного середовища до аеробного (кисневого) середовища..

З іншого боку, еубактерії є справжніми бактеріями. Вони представлені в різних морфологіях (коки, бацили, вібріони, спіральні, серед інших) і мають структури, модифіковані для їх рухливості, такі як вії і джгутики.

Домен Еукарія

Еукаріоти є організмами, які відрізняються насамперед наявністю чітко визначеного ядра, відокремленого комплексною біологічною мембраною..

У порівнянні з іншими доменами, мембрана має різноманітну структуру, і ліпіди мають зв'язки типу ефіру. Вони представляють справжні органели, відмежовані мембранами, структура геному схожа на архею і організована в лінійні хромосоми.

Групове відтворення надзвичайно різноманітне, демонструючи як сексуальні, так і безстатеві модальності, і багато членів групи здатні відтворюватися в обох напрямках - вони не є взаємовиключними.

Класифікація еукаріотів

Вона включає чотири царства з дуже різноманітними і різнорідними формами: протисти, гриби, панти і тварини.

Протистами є одноклітинні еукаріот, такі як еуглена і паремекіо. Організми, які ми зазвичай знаємо як гриби, є членами королівства Гриби. Розрізняють уніфіковані і багатоклітинні форми. Вони є ключовими елементами в екосистемах для погіршення мертвої органічної речовини.

Рослини складаються з фотосинтетичних організмів з клітинною стінкою, утвореною переважно целюлозою. Найбільш помітною його характеристикою є наявність фотосинтетичного пігменту: хлорофілу.

Вона включає папороті, мохи, папороті, голонасінні і покритонасінні.

Тварини складаються з групи гетеротрофних багатоклітинних органічних істот, більшість з яких здатні до переміщення і переміщення. Вони поділяються на дві великі групи: безхребетні та безхребетні.

Безхребетні утворюються з пор, птахів, нематод, молюсків, членистоногих, голкошкірих та інших малих груп. Аналогічно, хребетні - це риба, земноводні, плазуни, птахи та ссавці.

Тваринам вдалося колонізувати практично всі середовища, включаючи океани і повітряні середовища, демонструючи складний набір адаптацій для кожного.

Список літератури

  1. Forterre P. (2015). Універсальне дерево життя: оновлення. Кордони в мікробіології, 6, 717.
  2. Кунін Е. В. (2014). Бачення Карла Вузе про клітинну еволюцію та про сфери життя. Біологія РНК, 11(3), 197-204.
  3. Margulis, L., & Chapman, M.J. (2009). Королівства і домени: ілюстрований путівник по філах життя на Землі. Academic Press.
  4. Sapp, J. (2009). Нові основи еволюції: на дереві життя. Oxford University Press.
  5. Sapp, J., & Fox, G.E. (2013). Єдиний квест для універсального дерева життя. Огляд мікробіології та молекулярної біології: MMBR, 77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Теорія доменних осередків підтримує незалежну еволюцію гіпотези спільності спільноти Еукарія, Бактерії та Археї та Ядності. Відкрита біологія, 7(6), 170041.