De tre domänerna i biologi (Woese-klassificering)

801
Robert Johnston

De tre biologiska domäner Tredomänsystemet är en klassificering som föreslås av biologen Carl Woese i slutet av 70-talet, som delar organiska varelser i domänerna Bakterier, Archaea och Eukaryota..

Denna klassificering i "domäner" är överlägsen det traditionella systemet för uppdelning i fem eller sex riken, som vi är mest bekanta med. Den grundläggande uppdelningen av domänerna är att dela upp prokaryoter i två domäner, där archaea är mer relaterade till eukaryoter än till den andra gruppen prokaryoter - bakterier..

Källa: Rock 'n Roll [Public domain], från Wikimedia Commons

Detta fylogenetiska arrangemang är allmänt accepterat av de flesta biologer. Men med utvecklingen av bioinformatik och statistiska verktyg har vissa författare föreslagit nya relationer mellan levande varelser, vilket trotsar Woeses klassificering..

Artikelindex

  • 1 Klassificeringshistorik
    • 1.1 Uppdelning i två riken: Animalia och Plantae
    • 1.2 Uppdelning i tre riken: Animalia, Plantae och Protista
    • 1.3 Uppdelning i fem riken
    • 1.4 Uppdelning i tre domäner
  • 2 Livets tre domäner
  • 3 Domain Archaea
    • 3.1 Klassificering av archaea
  • 4 Bakteriedomän
    • 4.1 Klassificering av bakterier
  • 5 Domän Eukarya
    • 5.1 Klassificering av eukaryoter
  • 6 Referenser

Klassificeringshistorik

Uppdelning i två riken: Animalia och Plantae

Innan publiceringen av Woese och hans kollegor publicerades använde biologer en "traditionell" klassificering med en enkel och intuitiv dikotomi som skilde växter från djur - formellt Animalia och Plantae..

I denna uppdelning betraktades alla bakterier, svampar och fotosyntetiska protister som "växter", medan protozoer grupperades tillsammans med djur..

Med vetenskapens framsteg, utvecklingen av moderna metoder och en mer djupgående analys av organiska varelser, blev det klart att indelningen i växter och djur inte passade dessa äkta evolutionära historia. I själva verket var det en "rustik" och inkonsekvent förenkling av relationerna mellan dem..

Uppdelning i tre riken: Animalia, Plantae och Protista

För att avhjälpa denna situation lade den kända evolutionära biologen och ornitologen Ernst Haeckel till ett nytt kungarike på listan: Protista-kungariket..

Denna klassificering uppnådde en tydligare uppdelning av former som naturligtvis inte borde grupperas. Klassificeringen var dock fortfarande oroväckande problematisk..

Uppdelning i fem riken

1969 föreslog den amerikanska ekologen Robert Harding Whittaker delningsplanen i fem riken: Animalia, Plantae, Fungi, Monera och Prostista.

Detta system baseras främst på de celltyper som utgör organismer. Medlemmarna i Monera är encelliga och prokaryota varelser, medan protisterna också är encelliga, men eukaryota.

De tre kvarvarande riken - Animalia, Plantae och Fungi - klassificeras i termer av deras sätt att få näringsämnen. Växter har fotosyntetiska förmågor, svampar utsöndrar enzymer i miljön, följt av absorptionen av näringsämnen, och djur konsumerar sin mat med intern eller extern matsmältning..

Indelningen av organismer i fem riken accepterades allmänt av tidens systematiker, eftersom de ansåg att klassificeringen i allt högre grad anpassades till levande varelsers verkliga evolutionära förhållanden..

Uppdelning i tre domäner

På 1970-talet började professor Carl Woese från University of Illinois hitta bevis för en viss okänd grupp av mycket iögonfallande encelliga organismer. Dessa levde i miljöer med extrema förhållanden med temperatur, salthalt och pH, ​​där man trodde att livet inte kunde upprätthållas.

Vid första anblicken klassificerades dessa organismer som bakterier och kallades archaebacteria. En djupare och mer detaljerad titt på arkebakterierna gjorde det dock tydligt att skillnaderna med bakterierna var så slående att de inte kunde klassificeras inom samma grupp. I själva verket var likheten bara ytlig..

Således tillät det molekylära beviset denna grupp forskare att upprätta ett klassificeringssystem med tre domäner: bakterier, archaea och eukaryota..

Att föreslå nya släktforskningsförhållanden mellan organismer markerade en händelse av stor betydelse i modern biologi. Denna viktiga upptäckt ledde till att Woese vann National Medal of Science 2000..

Livets tre domäner

Livets träd som Carl Woese föreslår etablerar de möjliga släktforskningsförhållandena mellan organiska varelser, vilket tyder på att det finns tre livsområden.

Denna hypotes föreslogs tack vare analysen av 16S ribosomalt RNA - förkortat som 16S rRNA..

Denna markör är en komponent i 30S-underenheten i den prokaryota ribosomen. Efter Woeses arbete har det använts i stor utsträckning för fylogenetisk inferens. Idag är det mycket användbart att fastställa klassificering och identifiering av bakterier.

Nedan kommer vi att beskriva de mest anmärkningsvärda egenskaperna hos var och en av medlemmarna som utgör livets tre domäner:

Archaea Domain

Archaea

Archaea är organismer som huvudsakligen kännetecknas av att bo i miljöer med extrema förhållanden med bland annat temperatur, surhet, pH..

De har således hittats i vatten med betydligt höga saltkoncentrationer, sura miljöer och varma källor. Dessutom bor vissa arkeaer också i regioner med "genomsnittliga" förhållanden, såsom jorden eller matsmältningskanalen hos vissa djur..

Ur cellulär och strukturell synvinkel kännetecknas archaea av: de har inget kärnmembran, lipidema i membranen är länkade av eterbindningar, de presenterar en cellvägg - men den består inte av peptidoglykan och strukturen av generna liknar eukaryoter på cirkulära kromosomer.

Reproduktionen av dessa prokaryoter är asexuell och horisontell genöverföring har bevisats.

Klassificering av archaea

De klassificeras som metanogena, halofila och termosyra. Den första gruppen använder koldioxid, väte och kväve för att producera energi och producerar metangas som avfallsprodukt. Den första bågen som sekvenseras tillhör denna grupp.

Den andra gruppen, halofilerna är "saltälskare". För dess utveckling är det nödvändigt att miljön har en saltlösningskoncentration som är cirka 10 gånger större än havets. Vissa arter tål koncentrationer upp till 30 gånger högre. Dessa mikroorganismer finns i Döda havet och i förångade dammar.

Slutligen kan termosyror tåla extrema temperaturer: mer än 60 grader (vissa tål mer än 100 grader) och mindre än vattenets fryspunkt..

Det är nödvändigt att klargöra att det här är de optimala förhållandena för dessa mikroorganismers liv - om vi utsätter dem för rumstemperatur är det mycket möjligt att de dör.

Bakteriedomän

Mycobacterium tuberculosis-bakterier

Bakteriedomänen innefattar en stor grupp av prokaryota mikroorganismer. I allmänhet associerar vi dem vanligtvis med sjukdomar. Ingenting är längre från verkligheten än detta missförstånd.

Det är sant att vissa bakterier orsakar dödliga sjukdomar, men många av dem är fördelaktiga eller lever i vår kropp och skapar kommensrelationer och utgör en del av vår normala flora..

Bakterier har inget kärnmembran, de saknar organeller själva, deras cellmembran består av lipider med ester-bindningar och väggen består av peptidoglykan.

De reproducerar asexuellt och horisontella genöverföringshändelser har bevisats.

Klassificering av bakterier

Även om klassificeringen av bakterier är väldigt komplex kommer vi här att behandla domänens grundläggande uppdelningar, i cyanobakterier och eubakterier.

Medlemmarna av cyanobakterier är blågröna fotosyntetiska bakterier som producerar syre. Enligt fossilregistret uppträdde de för cirka 3,2 miljarder år sedan och var ansvariga för den drastiska förändringen från en anaerob miljö till en aerob (syrerik) miljö..

Eubakterier är emellertid de sanna bakterierna. Dessa förekommer i varierade morfologier (kockar, basiller, vibrios, spiralformade, bland andra) och presenterar modifierade strukturer för deras rörlighet, såsom cilia och flagella..

Eukarya Domain

Eukaryot mänsklig cellrepresentation. Du kan se kärnan

Eukaryoter är organismer som främst kännetecknas av närvaron av en väldefinierad kärna, avgränsad av ett komplext biologiskt membran..

Jämfört med de andra domänerna har membranet en mängd struktur och lipiderna uppvisar esterliknande bindningar. De presenterar sanna organeller, avgränsade av membran, genomets struktur liknar archaea, och den är organiserad i linjära kromosomer.

Gruppreproduktion är utomordentligt varierande och uppvisar både sexuella och asexuella former, och många gruppmedlemmar kan reproducera på båda sätten - de utesluter inte ömsesidigt..

Klassificering av eukaryoter

Den innehåller fyra riken med mycket varierande och heterogena former: protisterna, svamparna, pantorna och djuren..

Protister är encelliga eukaryoter, som euglena och paremecia. De organismer som vi ofta känner till som svampar är medlemmar i svampriket. Det finns uni och multicellular former. De är nyckelelement i ekosystem för att bryta ner döda organiska ämnen.

Växter består av fotosyntetiska organismer med en cellvägg huvudsakligen gjord av cellulosa. Dess mest iögonfallande kännetecken är närvaron av det fotosyntetiska pigmentet: klorofyll.

Inkluderar ormbunkar, mossor, ormbunkar, gymnospermer och angiospermer.

Djur består av en grupp heterotrofa multicellulära organiska varelser, varav de flesta kan förflyttas och förskjutas. De är uppdelade i två stora grupper: ryggradslösa djur och ryggradslösa djur.

Ryggradslösa djur består av gräsmattan, cnidarians, nematoder, blötdjur, leddjur, tagghudingar och andra små grupper. På samma sätt är ryggradsdjur fisk, amfibier, reptiler, fåglar och däggdjur..

Djur har lyckats kolonisera praktiskt taget alla miljöer, inklusive hav och luftmiljöer, och uppvisar en komplex uppsättning anpassningar för varje..

Referenser

  1. Forterre P. (2015). Livets universella träd: en uppdatering. Gränser inom mikrobiologi6, 717.
  2. Koonin E. V. (2014). Carl Woeses vision om cellulär utveckling och livets domäner. RNA-biologielva(3), 197-204.
  3. Margulis, L. och Chapman, M. J. (2009). Riken och domäner: en illustrerad guide till livet på jorden på jorden. Academic Press.
  4. Sapp, J. (2009). De nya grundvalarna för evolutionen: på livets träd. Oxford University Press.
  5. Sapp, J. och Fox, G. E. (2013). Den unika strävan efter ett universellt livsträd. Granskningar av mikrobiologi och molekylärbiologi: MMBR77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Domain Cell Theory stöder den oberoende utvecklingen av Eukarya, Bacteria and Archaea och Nuclear Compartment Commonality-hypotesen. Öppen biologi7(6), 170041.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.