3 JOMAS BIOLOĢIJĀ (AUSTI KLASIFIKĀCIJA) - BIOLOĢIJA - 2025

Šīs trīs domēni bioloģijas vai trīs domēns sistēma ir ar biologs Carl Woese ierosināts beigās 1970 klasifikācija, kas sadalīts organiskās būtnes vērā baktēriju Arheji un Eukaryota domēniem.

Šī klasifikācija “domēnos” ir pārāka par tradicionālo sadalīšanas sistēmu piecās vai sešās valstībās, ar kurām mēs esam vispazīstamākie. Galvenais domēnu dalījums ir sadalīt prokariotus divos domēnos, kur arhaea ir vairāk saistīti ar eikariotiem, nekā ar otru prokariotu grupu - baktērijām.

Avots: Rock 'n Roll, no Wikimedia Commons

Šis filoģenētiskais izvietojums ir plaši atzīts lielākajā daļā biologu. Tomēr, attīstot bioinformātiku un statistikas rīkus, daži autori ir ierosinājuši jaunas attiecības starp dzīvām būtnēm, kas neatbilst Voes klasifikācijai.

Klasifikācijas vēsture

Sadalīšana divās valstībās: Animalia un Plantae

Pirms Voea un viņa kolēģu darbu publicēšanas, biologi izmantoja "tradicionālo" klasifikāciju, izmantojot vienkāršu un intuitīvu dihotomiju, kas sadalīja augus no dzīvniekiem - formāli Animalia un Plantae.

Šajā dalījumā visas baktērijas, sēnītes un fotosintēzes protisti tika uzskatīti par “augiem”, bet vienšūņi tika grupēti kopā ar dzīvniekiem.

Attīstoties zinātnei, attīstot modernās metodoloģijas un rūpīgāk analizējot organiskās būtnes, kļuva skaidrs, ka dalījums augos un dzīvniekos neatbilst to patiesajai evolūcijas vēsturei. Faktiski tā bija “zemnieciska” un nekonsekventa attiecību vienkāršošana starp tām.

Sadalīšana trīs valstībās:

Lai labotu šo situāciju, slavenais evolūcijas biologs un ornitologs Ernsts Hekkels sarakstam pievienoja jaunu valstību: Protista karalisti.

Ar šo klasifikāciju tika panākts skaidrāks formu sadalījums, kuru acīmredzami nevajadzētu grupēt. Tomēr klasifikācija joprojām bija satraucoši problemātiska.

Sadalīšana piecās karaļvalstīs

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

Šī sistēma galvenokārt balstās uz šūnu veidiem, kas veido organismus. Monera locekļi ir vienšūnas un prokariotu būtnes, savukārt protisti ir arī vienšūnas, bet eikarioti.

Atlikušās trīs karaļvalstis - Animalia, Plantae un sēnītes - tiek klasificētas pēc barības vielu iegūšanas veida. Augiem ir fotosintēzes iespējas, sēnes izdala fermentus vidē, kam seko barības vielu uzsūkšanās, un dzīvnieki pārtiku patērē ar iekšēju vai ārēju gremošanu.

Organismu dalīšanu piecās valstībās toreizējie sistemātisti pieņēma plaši, jo viņi uzskatīja, ka klasifikācija arvien vairāk tiek pielāgota dzīvo būtņu reālajām evolūcijas attiecībām.

Sadalīšana trīs jomās

70. gados Ilinoisas Universitātes profesors Karls Voiss sāka atrast pierādījumus par zināmu nezināmu ļoti pārsteidzošu vienšūnu organismu grupu. Viņi dzīvoja vidē ar ārkārtējiem temperatūras, sāļuma un pH apstākļiem, kur tika uzskatīts, ka dzīvību nevar uzturēt.

No pirmā acu uzmetiena šie organismi tika klasificēti kā baktērijas, un tos sauca par arhebaktērijām. Tomēr dziļāks un detalizētāks arhebaktēriju apskats lika saprast, ka atšķirības ar baktērijām ir tik pārsteidzošas, ka tās nevar 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.

Jaunu ģenealoģisko attiecību ierosināšana starp organismiem iezīmēja lielu nozīmi mūsdienu bioloģijā. Šis nozīmīgais atklājums lika Vozejam 2000. gadā iegūt Nacionālo zinātnes medaļu.

Trīs dzīves jomas

Karla Voes ierosinātais dzīves koks nosaka iespējamās ģenealoģiskās attiecības starp organiskajām būtnēm, liekot domāt par trīs dzīves jomu esamību.

Šī hipotēze tika ierosināta, pateicoties 16S ribosomālas RNS analīzei - saīsināti kā 16S rRNS.

Šis marķieris ir prokariotu ribosomas 30S apakšvienības sastāvdaļa. Pēc Voesa darba tas tika plaši izmantots filoģenētiskiem secinājumiem. Mūsdienās ir ļoti noderīgi noteikt baktēriju klasifikāciju un identifikāciju.

Zemāk mēs aprakstīsim katra locekļa ievērojamākās īpašības, kas veido trīs dzīves jomas:

Archaea domēns

Archaea

Archaea ir organismi, kurus galvenokārt raksturo apdzīvojoša vide, cita starpā ar ekstremāliem temperatūras, skābuma un pH apstākļiem.

Tādā veidā tie ir atrasti ūdeņos ar ievērojami augstu fizioloģisko koncentrāciju, skābā vidē un karstajos avotos. Turklāt daži archaea apdzīvo arī reģionus ar "vidējiem" apstākļiem, piemēram, dažu dzīvnieku augsni vai gremošanas traktu.

No šūnu un struktūras viedokļa archaea ir raksturīgas: tām nav kodolenerģijas, membrānu lipīdi ir savienoti ar ētera saitēm, tie satur šūnas sienu - bet tas nesastāv no peptidoglikāna, un gēnu struktūra ir līdzīgi eikariotiem uz apļveida hromosomām.

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

Archaea klasifikācija

Tos klasificē kā metanogēnus, halofīlus un termoacidofīlus. Pirmā grupa enerģijas ražošanai izmanto oglekļa dioksīdu, ūdeņradi un slāpekli, metāna gāzi ražojot kā atkritumu produktu. Šai grupai pieder pirmā secējamā arka.

Otrā grupa, halogofili, ir "sāls cienītāji". Lai to attīstītu, videi ir nepieciešama apmēram 10 reizes lielāka fizioloģiskā koncentrācija nekā okeānā. Dažas sugas var pieļaut koncentrāciju, kas ir pat 30 reizes augstāka. Šie mikroorganismi ir atrodami Nāves jūrā un iztvaicētos dīķos.

Visbeidzot, termoacidofīli spēj izturēt ārkārtēju temperatūru: augstāku par 60 grādiem (daži var izturēt vairāk nekā 100 grādus) un zemāku par ūdens sasalšanas punktu.

Jāprecizē, ka šie ir optimālie apstākļi šo mikroorganismu dzīvībai - ja pakļaujam tos istabas temperatūrai, ir pilnīgi iespējams, ka viņi mirs.

Baktēriju domēns

Mycobacterium tuberculosis baktērijas

Baktērijas domēns satur lielu prokariotu mikroorganismu grupu. Kopumā mēs parasti tos asociējam ar slimībām. Nekas nav tālāk no realitātes kā šis pārpratums.

Lai gan ir taisnība, ka noteiktas baktērijas izraisa nāvējošas slimības, daudzas no tām ir labvēlīgas vai dzīvo mūsu ķermenī, veidojot kommensālas attiecības, veidojot daļu no mūsu parastās floras.

Baktērijām nav kodola membrānas, tām pašām trūkst organellu, to šūnu membrānu veido lipīdi ar estera tipa saitēm, un sienu veido peptidoglikāns.

Viņi reproducē aseksuāli, un ir pierādīti horizontālie gēnu pārnešanas gadījumi.

Baktēriju klasifikācija

Kaut arī baktēriju klasifikācija ir patiešām sarežģīta, šeit mēs apspriedīsim galvenos domēna dalījumus, zilaļģes un eubakterijas.

Zilaļģu pārstāvji ir zili zaļas fotosintēzes baktērijas, kas ražo skābekli. Saskaņā ar fosilā reģistra datiem tie parādījās apmēram pirms 3,2 miljardiem gadu un bija atbildīgi par krasām pārmaiņām no anaerobās vides uz aerobo vidi (bagātu ar skābekli).

Eubakterijas ir īstās baktērijas. Tie parādās dažādās morfoloģijās (cocci, bacilli, vibrios, spirālveida, cita starpā), un to mobilitātei ir modificētas struktūras, piemēram, cilia un flagella.

Eukarijas domēns

Eukariotu cilvēka šūnu attēlojums. Jūs varat redzēt kodolu

Eikarioti ir organismi, kas galvenokārt izceļas ar precīzi definēta kodola klātbūtni, ko ierobežo sarežģīta bioloģiskā membrāna.

Salīdzinot ar citiem domēniem, membrānai ir dažāda struktūra un lipīdiem piemīt esteriem līdzīgas saites. Tie satur īstas organellas, ko norobežo membrānas, genoma struktūra ir līdzīga archaea, un tā ir sakārtota lineārās hromosomās.

Grupas reprodukcija ir ārkārtīgi dažāda, tai piemīt gan seksuāla, gan aseksuāla mode, un daudzi grupas locekļi spēj reproducēt abos veidos - tie nav savstarpēji izslēdzoši.

Eikariotu klasifikācija

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

Protisti ir vienšūnas eikarioti, piemēram, euglena un paremecia. Organismi, kurus mēs parasti pazīstam kā sēnes, ir sēņu valstības locekļi. Ir uni un daudzšūnu formas. Tie ir galvenie elementi ekosistēmās, lai noārdītu mirušās organiskās vielas.

Augus veido fotosintētiski organismi ar šūnas sienu, kas galvenokārt izgatavota no celulozes. Tā visizcilākā īpašība ir fotosintētiskā pigmenta - hlorofila - klātbūtne.

Tajā ietilpst papardes, sūnas, papardes, vingrošanas un sēklinieki.

Dzīvnieki veido heterotrofisku daudzšūnu organisko būtņu grupu, no kurām lielākā daļa ir pārvietošanās un pārvietošanas spēja. Tie ir sadalīti divās lielās grupās: bezmugurkaulnieki un bezmugurkaulnieki.

Bezmugurkaulniekus veido poriferi, cnidarieši, nematodes, gliemji, posmkāji, adatādaiņi un citas mazas grupas. Tāpat mugurkaulnieki ir zivis, abinieki, rāpuļi, putni un zīdītāji.

Dzīvniekiem ir izdevies kolonizēt praktiski visu vidi, ieskaitot okeānus un gaisa vidi, katram izveidojot sarežģītu pielāgojumu komplektu.

Atsauces

1. Forterre P. (2015). Universālais dzīves koks: atjauninājums. Mikrobioloģijas robežas, 6, 717.
2. Koonins EV (2014). Karla Voesa redzējums par šūnu evolūciju un dzīves jomām. RNS bioloģija, 11 (3), 197.-204.
3. Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Valstības un domēni: ilustrēts ceļvedis uz Zemes dzīvības filu. Akadēmiskā prese.
4. Sapp, J. (2009). Jaunie evolūcijas pamati: uz dzīvības koka. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, GE (2013). Universālā dzīvības koka vienskaitļa meklējumi. Mikrobioloģijas un molekulārās bioloģijas pārskati: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Domēna šūnu teorija atbalsta neatkarīgo Eukarya, baktēriju un Archaea evolūciju un Kodolenerģijas kopuma kopības hipotēzi. Atklātā bioloģija, 7 (6), 170041.