GALVENĀS ATŠĶIRĪBAS STARP ARCHAEA UN BAKTĒRIJĀM - BIOLOĢIJA - 2025

Par galvenās atšķirības starp Arheji un baktērijas ir balstīti uz molekulāriem-strukturālajiem un vielmaiņas aspektiem, ka mēs attīstīt tālāk. Archaea domēns taksonomiski grupē vienšūnu mikroorganismus, kuriem ir prokariotu šūnu morfoloģija (bez kodolenerģijas vai citoplazmas organelle membrānām), īpašības, kas atgādina baktērijas.

Tomēr ir arī pazīmes, kas tās atšķir, jo arhaea ir apveltīta ar ļoti īpašiem adaptācijas mehānismiem, kas ļauj viņiem dzīvot vidē ar ārkārtējiem apstākļiem.

1. attēls. Escherichia coli baktērijas. Avots: NIAID, izmantojot Wikimedia Commons

Baktērijas domēns satur visbagātākās baktēriju formas, ko sauc par eubakterijām jeb īstajām baktērijām. Tie ir arī vienšūnu, mikroskopiski, prokariotu organismi, kas dzīvo jebkurā vidē ar mēreniem apstākļiem.

Šo grupu taksonomijas attīstība

4. gadsimtā pirms mūsu ēras dzīvās lietas tika iedalītas tikai divās grupās: dzīvnieki un augi. Van Leeuwenhoek septiņpadsmitajā gadsimtā, izmantojot pats uzbūvētu mikroskopu, varēja novērot mikroorganismus, kuri līdz tam bija neredzami, un aprakstīja vienšūņus un baktērijas ar nosaukumu "animáculos".

18. gadsimtā "mikroskopiskos dzīvniekus" iekļāva Carlos Linneo sistemātiskajā klasifikācijā. Deviņpadsmitā gadsimta vidū jauna valstība grupēja baktērijas: Haeckel postulēja sistemātiku, kas balstījās uz trim karaļvalstīm; valstība Plantae, Animalia un Kingdom Protista, kas sagrupēja mikroorganismus ar kodolu (aļģēm, vienšūņiem un sēnītēm) un organismus bez kodola (baktērijas).

Kopš šī datuma vairāki biologi ir ierosinājuši dažādas klasifikācijas sistēmas (Chatton 1937. gadā, Copeland 1956. gadā, Whittaker 1969. gadā) un mikroorganismu klasifikācijas kritērijus, sākotnēji balstoties uz morfoloģiskajām atšķirībām un krāsojuma atšķirībām (Gram traipu), tie kļuva balstīti uz metabolisma un bioķīmiskajām atšķirībām.

1990. gadā Karls Voiss, piemērojot molekulārās secības metodes nukleīnskābēs (ribosomu ribonukleīnskābe, rRNS), atklāja, ka starp mikroorganismiem, kas sagrupēti kā baktērijas, ir ļoti lielas filoģenētiskās atšķirības.

Šis atklājums parādīja, ka prokarioti nav monofiliska grupa (ar kopēju senču), un pēc tam Voiss ieteica trīs evolūcijas domēnus, kurus viņš nosauca: Archaea, baktērijas un Eukarya (kodolu šūnu organismi).

Archaea un baktēriju diferenciālās īpašības

Archaea un baktēriju organismiem ir kopīgas pazīmes, jo abi ir vienšūnu, brīvi vai agregēti. Viņiem nav noteikta kodola vai organellu, to šūnas ir vidēji no 1 līdz 30 mikroniem.

Tie uzrāda būtiskas atšķirības attiecībā uz dažu struktūru molekulāro sastāvu un to metabolismu bioķīmiju.

Biotops

Baktēriju sugas dzīvo visdažādākajos biotopos: tām ir kolonizēti iesāļie un saldūdeņi, karstā un aukstā vide, purvainas zemes, jūras nogulumi un iežu plaisas, kā arī tās var dzīvot atmosfēras gaisā .

Viņi var dzīvot kopā ar citiem organismiem kukaiņu, gliemju un zīdītāju gremošanas caurulēs, mutes dobumos, zīdītāju elpošanas un uroģenitālos traktos un mugurkaulnieku asinīs.

2. attēls. Karstie avoti, galējie biotopi, kur apdzīvo Archaea grupas organismus, kas parasti tiem piešķir košas krāsas. Avots: CNX OpenStax caur wikipedia

Arī mikroorganismi, kas pieder baktērijām, var būt parazīti, simbionti vai zivju, sakņu un augu stublāju, zīdītāju paraugi, simbionti; tos var saistīt ar ķērpju sēnītēm un vienšūņiem. Tie var būt arī pārtikas piemaisījumi (cita starpā gaļa, olas, piens, jūras veltes).

Archaea grupas sugām ir adaptācijas mehānismi, kas ļauj dzīvoties vidē ar ekstremāliem apstākļiem; tie var dzīvot temperatūrā, kas zemāka par 0 ° C un augstāka par 100 ° C (temperatūra, ko baktērijas nespēj uzturēt), ārkārtīgi sārmainā vai skābā pH un fizioloģiskā šķīduma koncentrācijā, kas ir daudz augstāka nekā jūras ūdenī.

Archaea domēnam pieder arī metamogēni organismi (kas ražo metānu, CH ₄ ).

Plazmas membrāna

Prokariotu šūnu apvalku parasti veido citoplazmas membrāna, šūnas siena un kapsula.

Baktēriju grupas organismu plazmas membrāna nesatur holesterīnu vai citus steroīdus, bet gan lineāras taukskābes, kas ar glicerīnu saistītas ar estera tipa saitēm.

Archaea locekļu membrānu var veidot divslāņu vai lipīdu monoslānis, kas nekad nesatur holesterīnu. Membrānas fosfolipīdus veido garu ķēžu sazaroti ogļūdeņraži, kas ar ētera tipa saitēm saistīti ar glicerīnu.

Šūnu siena

Baktēriju grupas organismos šūnu sienu veido peptidoglikāni vai mureīns. Archaea organismiem piemīt šūnu sienas, kas pielāgojot ārkārtējiem vides apstākļiem satur pseudopeptidoglikānu, glikoproteīnus vai olbaltumvielas.

Turklāt tie var saturēt olbaltumvielu un glikoproteīnu ārējo slāni, kas pārklāj sienu.

Ribosomāla ribonukleīnskābe (rRNS)

RRNA ir nukleīnskābe, kas piedalās olbaltumvielu sintēzē - olbaltumvielu ražošanā, kas šūnai nepieciešama savu funkciju veikšanai un attīstībai -, vadot šī procesa starpposmus.

Nukleotīdu sekvences ribosomālajās ribonukleīnskābēs Archaea un baktēriju organismos ir atšķirīgas. Šo faktu Karls Voiss atklāja savos 1990. gada pētījumos, kuru rezultātā šie organismi tika sadalīti divās dažādās grupās.

Endospora ražošana

Daži baktēriju grupas locekļi var radīt izdzīvošanas struktūras, ko sauc par endosporām. Ja vides apstākļi ir ļoti nelabvēlīgi, endosporas var saglabāt savu dzīvotspēju gadiem ilgi, un metabolisms praktiski nav nulle.

Šīs sporas ir īpaši izturīgas pret karstumu, skābēm, radiāciju un dažādiem ķīmiskiem līdzekļiem. Archaea grupā nav ziņots par sugām, kas veido endosporas .

Kustība

Dažām baktērijām ir flagella, kas nodrošina mobilitāti; spirochetes satur aksiālo pavedienu, ar kura palīdzību tie var pārvietoties šķidrā, viskozā vidē, piemēram, dubļos un humusā.

Dažām purpursarkanām un zaļām baktērijām, zilaļģēm un Archaea piemīt gāzes pūslīši, kas ļauj tām pārvietoties, peldot. Zināmajām Archaea sugām nav tādu piedēkļu kā flagella vai pavedieni.

3. attēls. Río Tinto, galējā vide Huelvā, Spānijā, kur attīstās Metallosphaera un Sulfolobus ģinšu arhejas. Avots: Riotinto2006, no Wikimedia Commons

Fotosintēze

Baktēriju jomā ir zilaļģu sugas, kas var veikt skābekļa fotosintēzi (kas rada skābekli), jo tām kā papildu pigmenti ir hlorofils un fikobilīni, savienojumi, kas uztver saules gaismu.

Šajā grupā ietilpst arī organismi, kas veic anoksigēnu fotosintēzi (kas neražo skābekli) caur bakterioflorofiliem, kas absorbē saules gaismu, piemēram: sarkanā vai purpura sēra un sarkanās baktērijas bez sēra, zaļā sēra un zaļās baktērijas bez sēra.

Archaea apgabalā par fotosintētiskām sugām nav ziņots, bet no galējiem halogēniem Halobacterium ģints spēj radīt adenozīna trifosfātu (ATP), izmantojot saules gaismu bez hlorofila. Viņiem ir tīklenes purpura pigments, kas saistās ar membrānas olbaltumvielām un veido kompleksu, ko sauc par bacteriorhodopsin.

Bakterododopsīna komplekss absorbē saules gaismas enerģiju, un, kad tas tiek atbrīvots, tas var sūknēt H ⁺ jonus uz šūnas ārpusi un veicina ADP (adenozīna difosfāta) fosforilēšanos uz ATP (adenozīna trifosfātu), no kura mikroorganisms iegūst enerģiju.

Atsauces

1. Barraclough TG un Nee, S. (2001). Filoģenētika un specifikācija. Ekoloģijas un evolūcijas tendences. 16: 391-399.
2. Doolitls, WF (1999). Filoģenētiskā klasifikācija un universālais koks. Zinātne. 284: 2124-2128.
3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. un Raoult, D. (2018). Β-laktamāzes filogenomiskā analīze Archaea un baktērijās ļauj identificēt iespējamos jaunos locekļus. Genoma bioloģija un evolūcija. 10 (4): 1106-1114. Genoma bioloģija un evolūcija. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
4. Vitakers, RH (1969). Jaunas koncepcijas par organismu valstībām. Zinātne. 163: 150-161.
5. Voiss, CR, Kandlers, O. un Veliss, ML (1990). Ceļā uz dabisko organismu sistēmu: priekšlikums domēniem Archaea, Baktērijas un Eukarya. Dabaszinātņu akadēmijas raksti. LIETOŠANA. 87: 45-76.