Tri domene u biologiji (Woese klasifikacija)



tri područja biologije ili tri domena sustav je klasifikacija predložio biolog Carl Woese u kasnim 70-ih, koji dijeli organska bića u Bakterija, Archaea i Eukaryota domena.

Ova klasifikacija u "domenama" nadređena je tradicionalnom sustavu podjele u pet ili šest kraljevstava, s kojima smo više upoznati. Temeljna podjela područja je podjela prokariota na dvije domene, gdje su arheje više povezane s eukariotima, nego s drugom skupinom prokariota - bakterija..

Ovaj filogenetski poredak je široko prihvaćen od većine biologa. Međutim, s razvojem bioinformatike i statističkih alata, neki autori su predložili nove odnose između živih bića, što prkosi Woeseovoj klasifikaciji..

indeks

  • 1 Povijest klasifikacije
    • 1.1 Podjela na dva kraljevstva: Animalia i Plantae
    • 1.2 Podjela na tri kraljevstva: Animalia, Plantae i Protista
    • 1.3 Podjela na pet kraljevstava
    • 1.4 Podjela na tri područja
  • 2 Tri domene života
  • 3 Domena Archaea
    • 3.1 Klasifikacija arhea
  • 4 Bakterije domene
    • 4.1 Klasifikacija bakterija
  • 5 Domena Eukarya
    • 5.1 Klasifikacija eukariota
  • 6 Reference

Povijest klasifikacije

Podjela na dva kraljevstva: Animalia i Plantae

Prije objavljivanja djela Woesea i njegovih kolega, biolozi su koristili "tradicionalnu" klasifikaciju, koristeći jednostavnu i intuitivnu dihotomiju koja je dijelila biljke od životinja - formalno Animalia i Plantae.

U ovoj podjeli, sve bakterije, gljivice i fotosintetski protisti smatrani su "biljkama", dok su protozoe grupirane zajedno sa životinjama.

S napretkom znanosti, razvojem modernih metodologija i dubljom analizom organskih bića postalo je jasno da podjela na biljke i životinje ne odgovara istinskoj evolucijskoj povijesti ovih. Zapravo, riječ je o "rustičnom" i nedosljednom pojednostavljenju odnosa među njima.

Podjela u tri kraljevstva: Animalia, Plantae i Protista

S ciljem ispravljanja ove situacije, poznati evolucijski biolog i ornitolog Ernst Haeckel dodao je novo kraljevstvo na popis: Kraljevstvo Protista.

Ova klasifikacija postigla je jasniju podjelu oblika koji se očito ne bi trebali grupirati. Međutim, klasifikacija je ostala alarmantno problematična.

Podjela na pet kraljevstava

Američki ekolog Robert Harding Whittaker predložio je 1969. shemu podjele na pet kraljevstava: Animalia, Plantae, Fungi, Monera i Prostista.

Ovaj se sustav temelji uglavnom na tipovima stanica koje čine organizme. Članovi Monare su jednoćelijska i prokariotska bića, dok su protisti također jednoćelijski, ali eukariotski.

Tri preostala kraljevstva - Animalia, Plantae i Gljive - klasificirane su u smislu načina stjecanja hranjivih tvari. Biljke imaju fotosintetske sposobnosti, gljivice izlučuju enzime u okoliš, nakon čega slijedi apsorpcija hranjivih tvari, a životinje konzumiraju hranu s unutarnjom ili vanjskom probavom.

Raspodjela organizama u pet kraljevstava široko je prihvaćena u sistematici vremena, budući da su smatrali da je klasifikacija sve više prilagođena stvarnim evolucijskim odnosima živih bića..

Podjela na tri područja

Sedamdesetih godina prošlog stoljeća profesor na Sveučilištu Illinois, Carl Woese, počeo je pronalaziti dokaze o određenoj nepoznatoj skupini vrlo upadljivih jednoćelijskih organizama. Živjeli su u okolini s ekstremnim uvjetima temperature, slanosti i pH, gdje se smatralo da se život ne može održati.

Na prvi pogled, ti su organizmi klasificirani kao bakterije, a zovu ih arhaebakterije. Međutim, dublji i detaljniji prikaz arhebakterija jasno je pokazao da su razlike s bakterijama tako uočljive da se ne mogu svrstati u istu skupinu. Zapravo, sličnost je bila samo površna.

Na taj način, molekularni dokazi omogućili su ovoj skupini istraživača da uspostave klasifikacijski sustav od tri domene: bakterije, arheje i eukariotu..

Predložiti nove genealoške odnose između organizama, obilježio je događaj od velike važnosti u suvremenoj biologiji. Ovo važno otkriće navelo je Woesea da osvoji Nacionalnu medalju znanosti 2000. godine.

Tri domene života

Drvo života koje je predložio Carl Woese uspostavlja moguće genealoške odnose između organskih bića, sugerirajući postojanje tri domene života.

Ta je hipoteza predložena zahvaljujući analizi ribosomske RNA 16S - skraćeno 16S rRNA.

Ovaj marker je komponenta 30S podjedinice prokariotskog ribosoma. Nakon Woeseovog rada, naširoko se koristi za filogenetski zaključak. Danas je vrlo korisno utvrditi klasifikaciju i identifikaciju bakterija.

Zatim ćemo opisati najznačajnije karakteristike svakog od članova koji čine tri područja života:

Domena Archaea

Arheje su organizmi koje karakteriziraju uglavnom naseljeni prostori s ekstremnim uvjetima temperature, kiselosti, pH među ostalima.

Na taj su način pronađene u vodama sa znatno visokim koncentracijama soli, kiselim sredinama i termalnim vodama. Osim toga, neke arheje također nastanjuju regije s "prosječnim" uvjetima, kao što su tlo ili probavni trakt nekih životinja.

Sa stanične i strukturne točke gledišta, arheje karakteriziraju: nemaju nuklearnu membranu, lipidi membrana su povezani eterskim vezama, oni predstavljaju staničnu stijenku - ali to nije sastavljeno od peptidoglikana, a struktura gena je slično eukariotima na kružnim kromosomima.

Reprodukcija ovih prokariota je aseksualna, a horizontalni prijenos gena je dokazan.

Klasifikacija arhea

Klasificirani su kao metanogeni, halofilni i termoacidofilni. Prva skupina koristi ugljični dioksid, vodik i dušik za proizvodnju energije, proizvodeći plin metan kao otpadni proizvod. Prvi lukovi koje treba sekvencirati pripada ovoj skupini.

Druga skupina, halofili, su "ljubitelji soli". Za njegov razvoj nužno je da okolina ima koncentraciju soli oko 10 puta veću od oceana. Neke vrste toleriraju koncentracije do 30 puta veće. Ti mikroorganizmi nalaze se u mrtvom moru iu isparanim ribnjacima.

Konačno, termoacidofili su u stanju izdržati ekstremne temperature: veće od 60 stupnjeva (neke mogu tolerirati više od 100 stupnjeva) i niže od točke smrzavanja vode.

Potrebno je pojasniti da su to optimalni uvjeti za život tih mikroorganizama - ako ih izložimo sobnoj temperaturi sasvim je moguće da umru..

Domena bakterija

Bakterijska domena obuhvaća široku skupinu prokariotskih mikroorganizama. Općenito, obično ih povezujemo s bolestima. Ništa dalje od stvarnosti nego ovaj nesporazum.

Iako je točno da određene bakterije uzrokuju smrtonosne bolesti, mnoge od njih su korisne ili žive u našim tijelima i uspostavljaju komesionalne odnose, što je dio naše normalne flore..

Bakterije nemaju nuklearnu membranu, same organele nemaju, njihova stanična membrana sastoji se od lipida s vezama esterskog tipa, a zid se sastoji od peptidoglikana.

Oni se reproduciraju aseksualno, a događaji horizontalnog prijenosa gena su dokazani.

Klasifikacija bakterija

Iako je klasifikacija bakterija doista složena, ovdje ćemo se baviti temeljnim podjelama domene, u cijanobakterijama i eubakterijama..

Članovi cijanobakterija su plavo-zelene fotosintetske bakterije koje proizvode kisik. Prema fosilnim zapisima, pojavili su se prije otprilike 3,2 milijarde godina i odgovorni su za drastičnu promjenu iz anaerobnog okruženja u aerobno okruženje (bogato kisikom)..

S druge strane, eubakterije su istinske bakterije. One su prikazane u različitim morfologijama (kokama, bacilima, vibrionima, helikoidnim, među ostalima) i imaju modificirane strukture za njihovu pokretljivost, kao što su cilije i flagelice.

Domena Eukarya

Eukarioti su organizmi koji se razlikuju prvenstveno zbog prisutnosti dobro definirane jezgre, ograničene složenom biološkom membranom.

U usporedbi s drugim domenama, membrana ima različitu strukturu i lipidi pokazuju veze tipa estera. Predstavljaju prave organele, omeđene membranama, struktura genoma je slična arhejama i organizirana je u linearne kromosome.

Grupna reprodukcija je izuzetno raznolika, pokazujući i seksualne i aseksualne modalitete, a mnogi članovi grupe mogu se reproducirati na oba načina - oni se međusobno ne isključuju.

Klasifikacija eukariota

Uključuje četiri kraljevstva s vrlo raznolikim i heterogenim oblicima: protisti, gljivice, pantas i životinje.

Protisti su jednoćelijski eukarioti, poput euglena i paremecija. Organizmi koje obično poznajemo kao gljive članovi su kraljevstva gljiva. Postoje uni i pluricelularni oblici. Oni su ključni elementi u ekosustavima za razgradnju mrtve organske tvari.

Biljke su sastavljene od fotosintetskih organizama sa staničnom stjenkom koja se uglavnom sastoji od celuloze. Njegova najizraženija karakteristika je prisutnost fotosintetskog pigmenta: klorofila.

To uključuje paprati, mahovine, paprati, gimnosperme i angiosperme.

Životinje obuhvaćaju skupinu heterotrofnih višestaničnih organskih bića, od kojih je većina sposobna za kretanje i premještanje. Podijeljeni su u dvije velike skupine: beskralježnjaci i beskralješnjaci.

Beskralježnjake tvore poriferous, cnidarians, nematode, mekušci, člankonožci, bodljikaši i druge male skupine. Isto tako, kralježnjaci su ribe, vodozemci, gmazovi, ptice i sisavci.

Životinje su uspjele kolonizirati gotovo sva okruženja, uključujući oceane i zračna okruženja, pokazujući složen skup prilagodbi za svaku.

reference

  1. Forterre P. (2015). Univerzalno drvo života: ažuriranje. Granice u mikrobiologiji, 6, 717.
  2. Koonin E.V. (2014). Vizija Carla Woesea o staničnoj evoluciji i domenama života. Biologija RNA, 11(3), 197-204.
  3. Margulis, L., i Chapman, M.J. (2009). Kraljevstva i domene: ilustrirani vodič za život života na Zemlji. Academic Press.
  4. Sapp, J. (2009). Novi temelji evolucije: na stablu života. Oxford University Press.
  5. Sapp, J., & Fox, G.E. (2013). Jedinstvena potraga za univerzalnim stablom života. Pregledi mikrobiologije i molekularne biologije: MMBR, 77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Teorija stanične domene podržava neovisnu evoluciju hipoteze o zajedništvu Eukarya, Bacteria and Archaea i nuklearnog odjeljka. Otvorena biologija, 7(6), 170041.