3 домена в биологии (классификация Вуса)



три области биологии Система трех доменов - это классификация, предложенная биологом Карлом Возе в конце 70-х годов, которая делит органические существа на домены бактерий, архей и эукариот..

Эта классификация по «доменам» превосходит традиционную систему деления на пять или шесть королевств, с которой мы более знакомы. Основное разделение доменов заключается в разделении прокариот на два домена, где археи более связаны с эукариотами, чем с другой группой прокариот - бактериями..

Этот филогенетический порядок широко принят большинством биологов. Тем не менее, с развитием биоинформатики и статистических инструментов, некоторые авторы предложили новые отношения между живыми существами, что не поддается классификации Woese.

индекс

  • 1 История классификации
    • 1.1 Деление на два царства: Animalia и Plantae
    • 1.2 Деление на три царства: Animalia, Plantae и Protista
    • 1.3 Деление на пять королевств
    • 1.4 Разделение на три домена
  • 2 Три сферы жизни
  • 3 Архей Домена
    • 3.1 Классификация архей
  • 4 Домен Бактерии
    • 4.1 Классификация бактерий
  • 5 Домен Эукарья
    • 5.1 Классификация эукариот
  • 6 Ссылки

История классификации

Разделение на два царства: Animalia и Plantae

До публикации работ Вёза и его коллег биологи использовали «традиционную» классификацию, используя простую и интуитивную дихотомию, которая отделяла растения от животных - формально Animalia и Plantae..

В этом разделе все бактерии, грибы и фотосинтезирующие протисты считались "растениями", тогда как простейшие были сгруппированы вместе с животными..

С развитием науки, развитием современных методологий и более глубоким анализом органических существ стало очевидно, что разделение на растения и животных не вписывается в их подлинную эволюционную историю. Фактически это было «простоватое» и непоследовательное упрощение отношений между ними.

Разделение на три королевства: Animalia, Plantae и Protista

Чтобы исправить эту ситуацию, известный биолог-эволюционист и орнитолог Эрнст Геккель добавил в список новое королевство: Королевство Протиста.

Эта классификация достигла более четкого разделения форм, которые, очевидно, не следует группировать. Тем не менее, классификация оставалась тревожно проблематичной.

Разделение на пять королевств

В 1969 году американский эколог Роберт Хардинг Уиттакер предложил схему деления на пять королевств: Animalia, Plantae, Fungi, Monera и Prostista..

Эта система основана в основном на типах клеток, из которых состоят организмы. Члены Monera - одноклеточные и прокариотические существа, тогда как протисты также одноклеточные, но эукариотические.

Три оставшихся королевства - Animalia, Plantae и Fungi - классифицируются по способу получения питательных веществ. Растения обладают способностью к фотосинтезу, грибы выделяют ферменты в окружающую среду с последующим поглощением питательных веществ, а животные потребляют пищу с внутренним или внешним пищеварением..

Разделение организмов на пять царств было широко признано систематикой того времени, поскольку они считали, что классификация все более и более приспосабливается к реальным эволюционным взаимоотношениям живых существ..

Разделение на три домена

В 70-х годах профессор Университета Иллинойса Карл Воуз начал находить свидетельства некой неизвестной группы очень ярких одноклеточных организмов. Они жили в среде с экстремальными условиями температуры, солености и pH, где считалось, что жизнь не может быть поддержана.

На первый взгляд, эти организмы были классифицированы как бактерии и назывались архебактериями. Однако более глубокий и подробный обзор архебактерий показал, что различия с бактериями были настолько заметны, что их нельзя было отнести к одной и той же группе. На самом деле сходство было просто поверхностным.

Таким образом, молекулярные данные позволили этой группе исследователей создать систему классификации трех доменов: бактерий, архей и эукариот..

Предложить новые генеалогические связи между организмами, отмеченные событием, имеющим большое значение в современной биологии. Это важное открытие привело к тому, что Woese выиграл Национальную медаль науки в 2000 году..

Три сферы жизни

Древо жизни, предложенное Карлом Уосом, устанавливает возможные генеалогические отношения между органическими существами, предполагая существование трех областей жизни.

Эта гипотеза была предложена благодаря анализу рибосомальной РНК 16S - сокращенно 16S рРНК..

Этот маркер является компонентом 30S субъединицы прокариотической рибосомы. После работы Вёза он широко использовался для филогенетического вывода. В настоящее время очень полезно установить классификацию и идентификацию бактерий..

Далее мы опишем наиболее замечательные характеристики каждого из членов, которые составляют три области жизни:

Архея Домен

Археи - это организмы, которые характеризуются в основном обитающими средами с экстремальными условиями температуры, кислотности, рН и других..

Таким образом, они были обнаружены в водах со значительно высокой концентрацией солей, в кислых средах и термальных водах. Кроме того, некоторые археи также обитают в регионах со «средними» условиями, такими как почва или пищеварительный тракт некоторых животных..

С клеточной и структурной точки зрения археи характеризуются: они не имеют ядерной мембраны, липиды мембран связаны эфирными связями, они представляют клеточную стенку - но это не состоит из пептидогликана, и структура генов похож на эукариот на круговых хромосомах.

Размножение этих прокариот бесполое, и был продемонстрирован горизонтальный перенос генов..

Классификация архей

Они классифицируются как метаногенные, галофильные и термоацидофильные. Первая группа использует углекислый газ, водород и азот для производства энергии, производя газообразный метан в качестве отходов. Первые арки, которые нужно упорядочить, принадлежат к этой группе.

Вторая группа, галофилы, являются "любителями соли". Для его развития необходимо, чтобы концентрация соли в окружающей среде была примерно в 10 раз выше, чем в океане. Некоторые виды могут переносить концентрации до 30 раз выше. Эти микроорганизмы находятся в Мертвом море и в испаренных прудах..

Наконец, термоацидофилы способны противостоять экстремальным температурам: более 60 градусов (некоторые могут переносить более 100 градусов) и ниже точки замерзания воды.

Необходимо уточнить, что это оптимальные условия для жизни этих микроорганизмов - если мы подвергаем их воздействию комнатной температуры, вполне возможно, что они погибают.

Домен бактерий

Бактериальный домен состоит из широкой группы прокариотических микроорганизмов. В общем, мы обычно связываем их с болезнями. Ничто так далеко от реальности, как это недоразумение.

Хотя верно, что некоторые бактерии вызывают смертельные заболевания, многие из них полезны или живут в нашем организме, устанавливая комменсальные отношения, образуя часть нашей нормальной флоры.

Бактерии не имеют ядерной мембраны, им самим не хватает органелл, их клеточная мембрана состоит из липидов с сложноэфирными связями, а стенка состоит из пептидогликана..

Они размножаются бесполым, и случаи горизонтального переноса генов были подтверждены.

Классификация бактерий

Хотя классификация бактерий действительно сложна, здесь мы будем иметь дело с фундаментальными делениями домена, у цианобактерий и эубактерий..

Члены цианобактерий - сине-зеленые фотосинтетические бактерии, которые производят кислород. Согласно данным окаменелостей, они появились около 3,2 миллиарда лет назад и были ответственны за резкое изменение от анаэробной среды к аэробной (богатой кислородом) среде.

Эубактерии, с другой стороны, являются настоящими бактериями. Они представлены в различных морфологиях (кокки, бациллы, вибрионы, спиральные и др.) И имеют структуры, модифицированные для их подвижности, такие как реснички и жгутики.

Домен Эукарья

Эукариоты - это организмы, которые отличаются главным образом наличием четко определенного ядра, ограниченного сложной биологической мембраной..

По сравнению с другими доменами мембрана имеет различную структуру, а липиды демонстрируют сложноэфирные связи. Они представляют собой настоящие органеллы, отграниченные мембранами, структура генома схожа с археями и организована в линейные хромосомы.

Групповое размножение необычайно разнообразно, демонстрируя как сексуальные, так и бесполые модальности, и многие члены группы могут размножаться обоими способами - они не являются взаимоисключающими.

Классификация эукариот

Он включает в себя четыре царства с очень разнообразными и разнородными формами: протисты, грибы, пантас и животные.

Протисты - это одноклеточные эукариоты, такие как эвглены и паремеции. Организмы, которые мы обычно называем грибами, являются членами царства грибов. Существуют уни и плюрицеллюлярные формы. Они являются ключевыми элементами в экосистемах для разложения мертвого органического вещества..

Растения состоят из фотосинтезирующих организмов с клеточной стенкой, образованной в основном из целлюлозы. Его наиболее заметной характеристикой является наличие фотосинтетического пигмента: хлорофилла.

Включает в себя папоротники, мхи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные.

Животные составляют группу гетеротрофных плюрицеллюлярных органических существ, большинство из которых способны к перемещению и перемещению. Они делятся на две большие группы: беспозвоночные и беспозвоночные.

Беспозвоночные состоят из пористых, кишечных, нематод, моллюсков, членистоногих, иглокожих и других небольших групп. Точно так же позвоночные - это рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие..

Животным удалось колонизировать практически все среды, включая океаны и воздушную среду, демонстрируя сложный набор адаптаций для каждого.

ссылки

  1. Фортерре П. (2015). Универсальное древо жизни: обновление. Границы в микробиологии, 6, 717.
  2. Кунин Е. В. (2014). Видение Карла Воса о клеточной эволюции и сферах жизни. РНК биология, 11(3), 197-204.
  3. Margulis, L. & Chapman, M.J. (2009). Королевства и домены: иллюстрированное руководство по типу жизни на Земле. Академическая пресса.
  4. Сапп, Дж. (2009). Новые основы эволюции: на древе жизни. Издательство Оксфордского университета.
  5. Sapp, J. & Fox, G.E. (2013). Исключительный поиск универсального древа жизни. Микробиология и обзоры молекулярной биологии: MMBR, 77(4), 541-50.
  6. Стейли Дж. Т. (2017). Теория доменных ячеек поддерживает независимую эволюцию гипотезы об эукарьях, бактериях и археях и общности ядерных отсеков. Открытая биология, 7(6), 170041.