3 oblasti v biológii (Woese klasifikácia)

tri oblasti biológie alebo systém troch domén je klasifikácia navrhovaná biológom Carl Woese koncom 70. rokov, ktorá rozdeľuje organické bytosti v doménach Bacteria, Archaea a Eukaryota.

Táto klasifikácia v "doménach" je nadradená tradičnému systému rozdelenia v piatich alebo šiestich kráľovstvách, s ktorými sme viac oboznámení. Základným rozdelením domén je rozdelenie prokaryot na dve domény, kde archaea súvisí s eukaryotmi, ako s inou skupinou prokaryotov - baktériami..

Tento fylogenetický poriadok je široko akceptovaný väčšinou biológov. S rozvojom bioinformatiky a štatistických nástrojov však niektorí autori navrhli nové vzťahy medzi živými bytosťami, ktoré sa vzďaľujú od Woeseho klasifikácie.

index

• 1 História klasifikácie
  • 1.1 Rozdelenie na dve kráľovstvá: Animalia a Plantae
  • 1.2 Rozdelenie do troch kráľovstiev: Animalia, Plantae a Protista
  • 1.3 Rozdelenie na päť kráľovstiev
  • 1.4 Rozdelenie do troch oblastí
• 2 Tri oblasti života
• 3 Doména Archaea
  • 3.1 Klasifikácia archaea
• 4 Baktérie domény
  • 4.1 Klasifikácia baktérií
• 5 Doména Eukarya
  • 5.1 Klasifikácia eukaryot
• 6 Referencie

História klasifikácie

Rozdelenie do dvoch kráľovstiev: Animalia a Plantae

Pred vydaním diel Woeseho a jeho kolegov používali biológovia „tradičnú“ klasifikáciu, pričom používali jednoduchú a intuitívnu dichotómiu, ktorá rozdelila rastliny zo zvierat - formálne Animalia a Plantae.

V tejto divízii boli všetky baktérie, huby a fotosyntetické protisty považované za "rastliny", zatiaľ čo prvoky boli zoskupené so zvieratami..

S pokrokom vedy, rozvojom moderných metodológií a podrobnejšou analýzou organických bytostí sa ukázalo, že rozdelenie na rastliny a zvieratá sa nehodilo na ich skutočnú evolučnú históriu. V skutočnosti to bolo "rustikálne" a nekonzistentné zjednodušenie vzťahov medzi nimi.

Divízia v troch kráľovstvách: Animalia, Plantae a Protista

S cieľom napraviť túto situáciu, renomovaný evolučný biológ a ornitológ Ernst Haeckel pridal do zoznamu nové kráľovstvo: Kráľovský protista.

Táto klasifikácia dosiahla jasnejšie rozdelenie foriem, ktoré by zjavne nemali byť zoskupené. Klasifikácia však zostala alarmujúco problematická.

Rozdelenie do piatich kráľovstiev

V roku 1969 americký ekológ Robert Harding Whittaker navrhol systém rozdelenia na päť kráľovstiev: Animalia, Plantae, Fungi, Monera a Prostista.

Tento systém je založený hlavne na typoch buniek, ktoré tvoria organizmy. Členovia Monera sú jednobunkové a prokaryotické bytosti, zatiaľ čo protisti sú tiež jednobunkové, ale eukaryotické.

Tri zvyšné kráľovstvá - Animalia, Plantae a huby - sú klasifikované z hľadiska spôsobu získavania živín. Rastliny majú fotosyntetické schopnosti, huby vylučujú enzýmy do životného prostredia, po ktorých nasleduje vstrebávanie živín a zvieratá konzumujú potravu s vnútorným alebo vonkajším trávením.

Rozdelenie organizmov v piatich kráľovstvách bolo široko prijímané systematikou času, pretože sa domnievali, že klasifikácia bola viac a viac prispôsobená skutočným vývojovým vzťahom živých bytostí..

Divízia v troch oblastiach

V 70. rokoch začal profesor na univerzite v Illinois, Carl Woese, nájsť dôkazy o určitej neznámej skupine veľmi nápadných jednobunkových organizmov. Žili v prostrediach s extrémnymi podmienkami teploty, slanosti a pH, kde sa predpokladalo, že život sa nedá udržať.

Na prvý pohľad boli tieto organizmy klasifikované ako baktérie a nazývali sa archaebaktériami. Hlbší a podrobnejší pohľad na archaebaktérie však dal jasne najavo, že rozdiely s baktériami sú tak zreteľné, že ich nemožno zaradiť do tej istej skupiny. V skutočnosti bola podobnosť iba povrchná.

Týmto spôsobom molekulárne dôkazy umožnili tejto skupine výskumníkov vytvoriť klasifikačný systém troch oblastí: Baktérie, Archaea a Eukaryota..

Navrhnúť nové genealogické vzťahy medzi organizmami, označená za udalosť veľkého významu v modernej biológii. Tento dôležitý objav viedol Woeseho k získaniu Národnej medaily vedy v roku 2000.

Tri oblasti života

Strom života, ktorý navrhol Carl Woese, stanovuje možné genealogické vzťahy medzi organickými bytosťami, čo naznačuje existenciu troch oblastí života..

Táto hypotéza bola navrhnutá vďaka 16S ribozomálnej RNA analýze - skrátene 16S rRNA.

Tento marker je súčasťou 30S podjednotky prokaryotického ribozómu. Po Woeseho práci sa široko používa pre fylogenetický záver. V súčasnosti je veľmi užitočné stanoviť klasifikáciu a identifikáciu baktérií.

Ďalej popíšeme najpozoruhodnejšie vlastnosti každého z členov, ktorí tvoria tri oblasti života:

Doména Archaea

Archaea sú organizmy, ktoré sa vyznačujú najmä obývaním prostredia s extrémnymi teplotnými podmienkami, kyslosťou, pH medzi inými.

Týmto spôsobom sa našli vo vodách s výrazne vysokými koncentráciami solí, kyslým prostredím a termálnymi vodami. Okrem toho niektoré archaea obývajú aj regióny s „priemernými“ podmienkami, ako je pôda alebo tráviaci trakt niektorých zvierat..

Z bunkového a štrukturálneho hľadiska sú archaea charakterizované: nemajú jadrovú membránu, lipidy membrán sú spojené éterovými väzbami, predstavujú bunkovú stenu - ale toto nie je zložené z peptidoglykánu a štruktúra génov je podobné eukaryontom na kruhových chromozómoch.

Reprodukcia týchto prokaryotov je asexuálna a dokázal sa horizontálny prenos génov.

Klasifikácia archaea

Sú klasifikované ako metanogénne, halofilné a termoacidofilné. Prvá skupina využíva na výrobu energie oxid uhličitý, vodík a dusík, pričom produkuje metán ako odpadový produkt. Do tejto skupiny patria prvé oblúky, ktoré sa majú sekvenovať.

Druhá skupina, halofily sú "milovníci soli". Pre jeho vývoj je potrebné, aby prostredie malo koncentráciu soli asi 10-krát väčšiu, ako je koncentrácia oceánu. Niektoré druhy môžu tolerovať koncentrácie až 30-krát vyššie. Tieto mikroorganizmy sa nachádzajú v mŕtvom mori av odparených rybníkoch.

Nakoniec, termoacidofily sú schopné odolať extrémnym teplotám: vyšším ako 60 stupňov (niektoré môžu tolerovať viac ako 100 stupňov) a nižším ako bod mrazu vody..

Je potrebné objasniť, že ide o optimálne podmienky pre život týchto mikroorganizmov - ak ich vystavíme izbovej teplote, je celkom možné, že zomrú..

Doména baktérií

Bakteriálna doména obsahuje širokú skupinu prokaryotických mikroorganizmov. Vo všeobecnosti ich zvyčajne spájame s chorobami. Nič viac od reality než toto nedorozumenie.

Aj keď je pravda, že niektoré baktérie spôsobujú smrteľné choroby, mnohé z nich sú prospešné alebo žijú v našom tele, čím vytvárajú komenzálne vzťahy, ktoré tvoria súčasť našej normálnej flóry..

Baktérie nemajú jadrovú membránu, chýbajú im organely, ich bunková membrána je zložená z lipidov s väzbami esterového typu a stena je zložená z peptidoglykánu..

Reprodukujú sa asexuálne a dokazujú sa udalosti horizontálneho prenosu génov.

Klasifikácia baktérií

Hoci klasifikácia baktérií je naozaj komplexná, tu sa budeme zaoberať základnými deleniami v oblasti cyanobaktérií a eubaktérií..

Členmi cyanobaktérií sú modré zelené fotosyntetické baktérie, ktoré produkujú kyslík. Podľa fosílnych záznamov sa objavili pred 3,2 miliardami rokov a boli zodpovedné za drastickú zmenu z anaeróbneho prostredia na aeróbne prostredie (bohaté na kyslík).

Eubaktérie sú na druhej strane pravé baktérie. Tie sú prezentované v rôznych morfológiách (okrem iného koki, bacily, vibrios, helikál) a majú modifikované štruktúry pre ich pohyblivosť, ako sú cilia a bičíky.

Doména Eukarya

Eukaryoty sú organizmy, ktoré sa vyznačujú predovšetkým prítomnosťou dobre definovaného jadra, ohraničeného komplexnou biologickou membránou..

V porovnaní s inými doménami má membrána rôznu štruktúru a lipidy vykazujú väzby esterového typu. Prezentujú skutočné organely, ohraničené membránami, štruktúra genómu je podobná archaea a je organizovaná do lineárnych chromozómov.

Skupinová reprodukcia je mimoriadne rôznorodá, vykazuje sexuálne a asexuálne modality a mnohí členovia skupiny sú schopní reprodukovať sa v oboch smeroch - nevylučujú sa navzájom..

Klasifikácia eukaryot

Zahŕňa štyri kráľovstvá s veľmi rozmanitými a heterogénnymi formami: protistami, hubami, pantas a zvieratami.

Protisti sú jednobunkové eukaryoty, ako sú eugleny a paremecios. Organizmy, ktoré bežne známe ako huby, sú členmi kráľovstva húb. Existujú uni a multicelulárne formy. Sú kľúčovými prvkami v ekosystémoch na degradáciu organickej hmoty.

Rastliny sa skladajú z fotosyntetických organizmov s bunkovou stenou tvorenou hlavne celulózou. Jeho najvýraznejšou charakteristikou je prítomnosť fotosyntetického pigmentu: chlorofylu.

Zahŕňa paprade, machy, paprade, gymnospermy a krytosemenné rastliny.

Zvieratá pozostávajú zo skupiny heterotrofných viacbunkových organických bytostí, z ktorých väčšina je schopná pohybu a premiestnenia. Sú rozdelené do dvoch veľkých skupín: bezstavovcov a bezstavovcov.

Bezstavovce sú tvorené pórovcami, cnidármi, hlístami, mäkkýšmi, článkonožcami, ostnokožcami a inými malými skupinami. Podobne, stavovce sú ryby, obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce.

Zvieratám sa podarilo kolonizovať prakticky všetky prostredia, vrátane oceánov a vzdušného prostredia, ktoré vykazujú komplexný súbor úprav pre každý.

referencie

1. Forterre P. (2015). Univerzálny strom života: aktualizácia. Hranice v mikrobiológii, 6, 717.
2. Koonin E. V. (2014). Vízia Carl Woeseho o bunkovom vývoji a oblastiach života. RNA biológia, 11(3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, M. J. (2009). Kráľovstvá a domény: ilustrovaný sprievodca fylou života na Zemi. Akademická tlač.
4. Sapp, J. (2009). Nové základy evolúcie: na strome života. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, G. E. (2013). Jednotné hľadanie univerzálneho stromu života. Mikrobiologické a molekulárno-biologické hodnotenia: MMBR, 77(4), 541-50.
6. Staley J. T. (2017). Doménová bunková teória podporuje nezávislý vývoj hypotézy Eukarya, Bacteria a Archaea a Nuclear Compartment. Otvorená biológia, 7(6), 170041.