3-те области в биологията (класификация на Woese)



на три области на биологията или три домейна система е класификация, предложена от биолога Карл Уауз в края на 70-те години, който разделя органичните същества в домейни на бактерии, археи и еукариоти..

Тази класификация в "домейни" превъзхожда традиционната система на разделение в пет или шест царства, с които сме по-запознати. Фундаменталното разделение на областите е да се разделят прокариотите на две области, където археите са повече свързани с еукариотите, отколкото с другата група прокариоти - бактериите..

Този филогенетичен ред е широко възприет от повечето биолози. Въпреки това, с развитието на биоинформатиката и статистическите инструменти, някои автори са предложили нови връзки между живите същества, което не отговаря на класификацията на Woese..

индекс

  • 1 История на класификацията
    • 1.1 Разделяне на две царства: Animalia и Plantae
    • 1.2 Разделяне на три царства: Animalia, Plantae и Protista
    • 1.3 Разделяне на пет царства
    • 1.4 Разделяне в три области
  • 2 Трите сфери на живота
  • 3 Архия домейн
    • 3.1 Класификация на археите
  • 4 Доменни бактерии
    • 4.1 Класификация на бактериите
  • 5 Домейн Еукария
    • 5.1 Класификация на еукариоти
  • 6 Препратки

История на класификацията

Разделянето на две царства: Animalia и Plantae

Преди публикуването на произведенията на Woese и неговите колеги биолозите използваха "традиционна" класификация, използвайки проста и интуитивна дихотомия, която разделяше растенията от животни - формално Animalia и Planta.

В това разделение всички бактерии, гъбички и фотосинтетични протисти се считат за "растения", докато протозои са групирани заедно с животните..

С напредването на науката, развитието на съвременните методологии и по-задълбочения анализ на органичните същества стана ясно, че разделението на растения и животни не съответства на истинската еволюционна история на тях. Всъщност, това беше „рустикално“ и непоследователно опростяване на отношенията между тях.

Разделяне в три царства: Animalia, Plantae и Protista

С цел да коригира тази ситуация, прочутият еволюционен биолог и орнитолог Ернст Хекел добави към списъка ново кралство: Кралското Протиста.

Тази класификация постигна по-ясно разделение на формите, които очевидно не трябва да се групират. Класификацията обаче остава тревожно проблематична.

Разделяне на пет царства

През 1969 г. американският еколог Робърт Хардинг Уитакър предложи схемата на разделяне на пет царства: Animalia, Plantae, Fungi, Monera и Prostista.

Тази система се основава главно на клетъчните типове, които съставляват организмите. Членовете на Monera са едноклетъчни и прокариотни същества, а протистите са едноклетъчни, но еукариотни.

Трите останали царства - Animalia, Plantae и Fungi - са класифицирани по начин на придобиване на хранителни вещества. Растенията имат фотосинтетични способности, гъбите отделят ензими в околната среда, последвани от абсорбция на хранителни вещества, а животните консумират храната си с вътрешно или външно храносмилане..

Разделянето на организмите в пет царства е широко прието от систематиката на времето, тъй като те считат, че класификацията е все повече и повече приспособена към реалните еволюционни отношения на живите същества..

Разделяне в три области

През 70-те години професорът от Университета на Илинойс Карл Ууес започва да открива доказателства за определена неизвестна група от много поразителни едноклетъчни организми. Те живееха в среда с екстремни условия на температура, соленост и рН, където се смяташе, че животът не може да бъде поддържан.

На пръв поглед тези организми бяха класифицирани като бактерии и се наричаха архебактерии. По-дълбокият и по-детайлен поглед на архебактериите обаче показва, че различията с бактериите са толкова забележими, че не могат да бъдат класифицирани в една и съща група. Всъщност сходството беше просто повърхностно.

По този начин молекулярните доказателства позволяват на тази група изследователи да установят класификационна система от три области: бактерии, археи и еукариоти..

Предложете нови генеалогични връзки между организмите, отбелязани като събитие от голямо значение в съвременната биология. Това важно откритие накара Войс да спечели Националния медал на науката през 2000 година.

Трите сфери на живота

Дървото на живота, предложено от Карл Ууез, установява възможните генеалогични отношения между органичните същества, което предполага съществуването на три области на живота.

Тази хипотеза е предложена благодарение на 16S рибозомния РНК анализ - съкратено 16S rRNA.

Този маркер е компонент на 30S субединицата на прокариотната рибозома. След работата на Woese, тя е широко използвана за филогенетично заключение. Днес е много полезно да се установи класификацията и идентификацията на бактериите.

След това ще опишем най-забележителните характеристики на всеки от членовете, които съставят трите сфери на живота:

Архея

Археите са организми, които се характеризират главно с обитаващи среди с екстремни условия на температура, киселинност, рН сред другите.

По този начин те са открити във води със значително високи концентрации на соли, кисели среди и термални води. В допълнение, някои археи също обитават райони с "средни" условия, като например почвата или храносмилателния тракт на някои животни.

От клетъчна и структурна гледна точка археите се характеризират с: те нямат ядрена мембрана, липидите на мембраните са свързани с етерни връзки, те представляват клетъчна стена - но това не е съставено от пептидогликан, а структурата на гените е подобно на еукариотите на кръгови хромозоми.

Размножаването на тези прокариоти е асексуално и е демонстриран хоризонтален трансфер на гени.

Класификация на археите

Те са класифицирани като метаногенни, халофилни и термоацидофилни. Първата група използва въглероден диоксид, водород и азот за производство на енергия, произвеждайки газ метан като отпадък. Първите арки, които трябва да бъдат подредени, принадлежат към тази група.

Втората група, халофили са "любители на солта". За неговото развитие е необходимо околната среда да има концентрация на сол около 10 пъти по-голяма от тази на океана. Някои видове могат да понасят концентрации до 30 пъти по-високи. Тези микроорганизми се намират в мъртвото море и в изпарените езера.

И накрая, термоацидофилите могат да издържат на екстремни температури: по-големи от 60 градуса (някои могат да понасят повече от 100 градуса) и по-ниски от точката на замръзване на водата.

Необходимо е да се изясни, че това са оптималните условия за живота на тези микроорганизми - ако ги изложим на стайна температура е напълно възможно да умрат..

Домен за бактерии

Бактериалният домен включва широка група прокариотни микроорганизми. Като цяло, обикновено ги свързваме с болести. Нищо по-далеч от реалността от това недоразумение.

Макар да е вярно, че някои бактерии причиняват смъртоносни заболявания, много от тях са полезни или живеят в телата ни, като установяват корелационни отношения, които са част от нормалната ни флора.

Бактериите нямат ядрена мембрана, те нямат сами органели, клетъчната им мембрана е съставена от липиди с естерни връзки и стената е съставена от пептидогликан..

Те се размножават безекскусивно и са доказани събития от хоризонтален трансфер на гени.

Класификация на бактериите

Въпреки че класификацията на бактериите е наистина сложна, тук ще разгледаме фундаменталните разделения на областта, в цианобактериите и еубактериите..

Членовете на цианобактериите са синьозелени фотосинтетични бактерии, които произвеждат кислород. Според данните от вкаменелостите, те са се появили преди около 3,2 милиарда години и са отговорни за драстичната промяна от анаеробна среда към аеробна (богата на кислород) среда..

От друга страна, еубактериите са истински бактерии. Те са представени в различни морфологии (коки, бацили, вибриози, спирални, между другото) и имат структури, модифицирани за тяхната подвижност, като реснички и флагела..

Домейн Еукария

Еукариотите са организми, които се отличават главно от наличието на добре дефинирано ядро, ограничено от сложна биологична мембрана..

В сравнение с другите домени, мембраната има разнообразна структура и липидите показват връзки от естерен тип. Те представят истински органели, ограничени от мембрани, структурата на генома е подобна на археята и е организирана в линейни хромозоми..

Груповото възпроизвеждане е изключително разнообразно, показвайки както сексуални, така и асексуални модалности и много членове на групата могат да се възпроизвеждат и в двете посоки - те не се изключват взаимно.

Класификация на еукариоти

Тя включва четири царства с много разнообразни и разнородни форми: протисти, гъби, панси и животни.

Протистите са едноклетъчни еукариоти, като еуглени и паремекии. Организмите, които обикновено познаваме като гъби, са членовете на кралството на гъбите. Има еднообразни и плуриклетъчни форми. Те са ключови елементи в екосистемите за разграждане на мъртвата органична материя.

Растенията са съставени от фотосинтетични организми с клетъчна стена, образувана главно от целулоза. Неговата най-забележителна характеристика е наличието на фотосинтетичен пигмент: хлорофил.

Тя включва папрати, мъхове, папрати, гласеменни и покритосеменни растения.

Животните представляват група от хетеротрофни плурицелуларни органични същества, повечето от които са способни да се движат и изместват. Те са разделени на две големи групи: безгръбначни и безгръбначни.

Безгръбначните се образуват от борови, житници, нематоди, мекотели, членестоноги, бодлокожи и други малки групи. По същия начин гръбначните животни са риби, земноводни, влечуги, птици и бозайници.

Животните са успели да колонизират почти всички среди, включително океаните и въздушната среда, като показват сложен набор от адаптации за всяка една от тях..

препратки

  1. Forterre P. (2015). Универсалното дърво на живота: актуализация. Граници в микробиологията, 6, 717.
  2. Кунин Е. В. (2014). Визията на Карл Ууез за клетъчната еволюция и сферите на живота. Биология на РНК, 11(3), 197-204.
  3. Margulis, L., & Chapman, M.J. (2009). Кралства и области: илюстрирано ръководство за фила на живота на Земята. Академик Прес.
  4. Sapp, J. (2009). Новите основи на еволюцията: на дървото на живота. Oxford University Press.
  5. Sapp, J., & Fox, G.E. (2013). Единственото търсене на универсално дърво на живота. Мнение за микробиология и молекулярна биология: MMBR, 77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Теория на клетъчната област подкрепя независимата еволюция на хипотезата за универсалност на еукария, бактерии и археи и ядрената структура.. Отворена биология, 7(6), 170041.