3 domény v biologii (klasifikace Woese)

4845
Simon Doyle

The tři domény biologie Systém se třemi doménami je klasifikace navržená biologem Carlem Woese na konci 70. let, která rozděluje organické bytosti na domény Bacteria, Archaea a Eukaryota..

Tato klasifikace do „domén“ je lepší než tradiční systém dělení na pět nebo šest království, které známe nejvíce. Základním rozdělením domén je rozdělení prokaryot na dvě domény, kde archaea souvisí více s eukaryoty, než s druhou skupinou prokaryot - bakteriemi..

Zdroj: Rock 'n Roll [veřejná doména], Wikimedia Commons

Toto fylogenetické uspořádání je široce přijímáno většinou biologů. S rozvojem bioinformatiky a statistických nástrojů však někteří autoři navrhli nové vztahy mezi živými bytostmi, což odporuje Woeseho klasifikaci..

Rejstřík článků

  • 1 Historie klasifikace
    • 1.1 Rozdělení na dvě království: Animalia a Plantae
    • 1.2 Rozdělení do tří království: Animalia, Plantae a Protista
    • 1.3 Rozdělení do pěti království
    • 1.4 Rozdělení do tří domén
  • 2 Tři oblasti života
  • 3 Doména Archaea
    • 3.1 Klasifikace archaea
  • 4 Doména bakterií
    • 4.1 Klasifikace bakterií
  • 5 Doména Eukarya
    • 5.1 Klasifikace eukaryot
  • 6 Reference

Historie klasifikace

Rozdělení na dvě království: Animalia a Plantae

Před zveřejněním prací Woeseho a jeho kolegů použili biologové „tradiční“ klasifikaci pomocí jednoduché a intuitivní dichotomie, která dělila rostliny od zvířat - formálně Animalia a Plantae..

V této divizi byly všechny bakterie, houby a fotosyntetické protisty považovány za „rostliny“, zatímco prvoky byly seskupeny společně se zvířaty..

S rozvojem vědy, vývojem moderních metodik a důkladnější analýzou organických bytostí bylo jasné, že rozdělení na rostliny a zvířata neodpovídá skutečné evoluční historii těchto bytostí. Ve skutečnosti to bylo „rustikální“ a nekonzistentní zjednodušení vztahů mezi nimi..

Rozdělení do tří království: Animalia, Plantae a Protista

Aby se napravila tato situace, proslulý evoluční biolog a ornitolog Ernst Haeckel přidal na seznam nové království: Království Protista..

Tato klasifikace dosáhla jasnějšího rozdělení forem, které by samozřejmě neměly být seskupovány. Klasifikace však byla stále znepokojivě problematická..

Rozdělení do pěti království

V roce 1969 navrhl americký ekolog Robert Harding Whittaker schéma rozdělení na pět království: Animalia, Plantae, Fungi, Monera a Prostista.

Tento systém je založen hlavně na typech buněk, které tvoří organismy. Členy Monery jsou jednobuněčné a prokaryotické bytosti, zatímco protisté jsou také jednobuněční, ale eukaryotičtí.

Tři zbývající království - Animalia, Plantae a Fungi - jsou klasifikována podle způsobu získávání živin. Rostliny mají fotosyntetické schopnosti, houby vylučují enzymy do prostředí, následuje absorpce živin a zvířata konzumují potravu s vnitřním nebo vnějším trávením..

Rozdělení organismů do pěti království bylo široce přijímáno systematisty té doby, protože se domnívali, že klasifikace se stále více přizpůsobuje skutečným evolučním vztahům živých bytostí.

Rozdělení do tří domén

V 70. letech začal profesor Carl Woese z University of Illinois hledat důkazy pro určitou neznámou skupinu vysoce nápadných jednobuněčných organismů. Žili v prostředí s extrémními podmínkami teploty, slanosti a pH, kde se předpokládalo, že život nelze udržet.

Na první pohled byly tyto organismy klasifikovány jako bakterie a nazývaly se archaebakterie. Hlubší a podrobnější pohled na archebakterie však jasně ukázal, že rozdíly s bakteriemi byly tak výrazné, že je nebylo možné zařadit do stejné skupiny. Ve skutečnosti byla podobnost pouze povrchní..

Molekulární důkazy tedy umožnily této skupině vědců vytvořit klasifikační systém tří domén: bakterie, archea a eukaryota..

Navrhování nových genealogických vztahů mezi organismy znamenalo událost moderní biologie, která měla velký význam. Tento důležitý objev vedl Woese k získání Národní medaile vědy v roce 2000..

Tři domény života

Strom života, který navrhl Carl Woese, vytváří možné genealogické vztahy mezi organickými bytostmi, což naznačuje existenci tří domén života.

Tato hypotéza byla navržena díky analýze 16S ribozomální RNA - zkráceně 16S rRNA..

Tento marker je součástí podjednotky 30S prokaryotického ribozomu. V návaznosti na Woese práci, to bylo široce používáno pro fylogenetické závěry. Dnes je velmi užitečné stanovit klasifikaci a identifikaci bakterií.

Níže popíšeme nejvýznamnější charakteristiky každého z členů, kteří tvoří tři domény života:

Archaea doména

Archaea

Archaea jsou organismy, které se vyznačují zejména obýváním prostředí s extrémními podmínkami teploty, kyselosti, pH, mezi ostatními..

Byly tedy nalezeny ve vodách s výrazně vysokými koncentracemi solného roztoku, kyselém prostředí a horkých pramenech. Kromě toho některé archaea také obývají oblasti s „průměrnými“ podmínkami, jako je půda nebo zažívací trakt některých zvířat..

Z buněčného a strukturálního hlediska se archaea vyznačuje: nemají jadernou membránu, lipidy membrán jsou spojeny etherovými vazbami, představují buněčnou stěnu - ale není složena z peptidoglykanu a struktura genů je podobný eukaryotům na kruhových chromozomech.

Reprodukce těchto prokaryot je asexuální a byl prokázán horizontální přenos genů.

Klasifikace archaea

Jsou klasifikovány jako methanogenní, halofilní a termoacidofilní. První skupina používá k výrobě energie oxid uhličitý, vodík a dusík a produkuje metan jako odpadní produkt. První oblouk, který má být sekvenován, patří do této skupiny.

Druhá skupina, halofilové, jsou „milovníci soli“. Pro jeho vývoj je nutné, aby prostředí mělo koncentraci solného roztoku asi 10krát vyšší než v oceánu. Některé druhy mohou tolerovat koncentrace až 30krát vyšší. Tyto mikroorganismy se nacházejí v Mrtvém moři a v odpařovaných rybnících.

A konečně, termoacidofily jsou schopné odolat extrémním teplotám: vyšší než 60 stupňů (některé mohou tolerovat více než 100 stupňů) a nižší než bod mrazu vody..

Je nutné objasnit, že se jedná o optimální podmínky pro život těchto mikroorganismů - pokud je vystavíme pokojové teplotě, je docela možné, že zemřou.

Bakteriální doména

Bakterie Mycobacterium tuberculosis

Bakteriální doména zahrnuje velkou skupinu prokaryotických mikroorganismů. Obecně je obvykle spojujeme s nemocemi. Nic není dále od reality než toto nedorozumění.

I když je pravda, že určité bakterie způsobují smrtelná onemocnění, mnohé z nich jsou prospěšné nebo žijí v našem těle navazováním komenzálních vztahů, které tvoří součást naší normální flóry.

Bakterie nemají jadernou membránu, samy jim chybí organely, jejich buněčná membrána je tvořena lipidy s vazbami esterového typu a stěna je tvořena peptidoglykanem.

Reprodukují se nepohlavně a byly doloženy události horizontálního přenosu genů.

Klasifikace bakterií

Ačkoli je klasifikace bakterií opravdu složitá, budeme se zde zabývat základním rozdělením domény, v sinicích a eubakteriích.

Členy sinic jsou modrozelené fotosyntetické bakterie, které produkují kyslík. Podle fosilních záznamů se objevily asi před 3,2 miliardami let a byly zodpovědné za drastickou změnu z anaerobního prostředí na prostředí aerobní (bohaté na kyslík)..

Eubakterie jsou zatím ty pravé bakterie. Ty se objevují v různých morfologiích (koky, bacily, vibria, spirálovité, mimo jiné) a představují upravené struktury pro jejich mobilitu, jako jsou řasy a bičíky..

Eukarya doména

Reprezentace eukaryotických lidských buněk. Vidíte jádro

Eukaryoty jsou organismy, které se vyznačují primárně přítomností dobře definovaného jádra ohraničeného komplexní biologickou membránou..

Ve srovnání s jinými doménami má membrána různou strukturu a lipidy vykazují vazby podobné esterům. Představují pravé organely ohraničené membránami, struktura genomu je podobná archea a je organizována v lineárních chromozomech.

Skupinová reprodukce je mimořádně různorodá, vykazuje sexuální i nepohlavní modality a mnoho členů skupiny je schopno reprodukce oběma způsoby - nevylučují se..

Klasifikace eukaryot

Zahrnuje čtyři království s velmi rozmanitými a heterogenními formami: protisty, houby, panty a zvířata..

Protisti jsou jednobuněční eukaryoti, jako euglena a paremecia. Organismy, které běžně známe jako houby, jsou členy království hub. Existují jednobuněčné a mnohobuněčné formy. Jsou to klíčové prvky v ekosystémech k degradaci mrtvé organické hmoty.

Rostliny jsou tvořeny fotosyntetickými organismy s buněčnou stěnou převážně z celulózy. Jeho nejvýraznější charakteristikou je přítomnost fotosyntetického pigmentu: chlorofylu.

Zahrnuje kapradiny, mechy, kapradiny, gymnospermy a krytosemenné rostliny.

Zvířata zahrnují skupinu heterotrofních mnohobuněčných organických bytostí, z nichž většina je schopná pohybu a přemístění. Jsou rozděleni do dvou velkých skupin: bezobratlí a bezobratlí.

Bezobratlí jsou tvořeni poriferem, cnidariány, nematodami, měkkýši, členovci, ostnokožci a dalšími malými skupinami. Podobně jsou obratlovci ryby, obojživelníci, plazi, ptáci a savci..

Zvířata dokázala kolonizovat prakticky všechna prostředí, včetně oceánů a vzdušného prostředí, přičemž pro každé z nich vykazovala komplexní sadu adaptací..

Reference

  1. Forterre P. (2015). Univerzální strom života: aktualizace. Hranice v mikrobiologii6, 717.
  2. Koonin E. V. (2014). Vize Carla Woeseho o buněčné evoluci a doménách života. Biologie RNAjedenáct(3), 197-204.
  3. Margulis, L. a Chapman, M. J. (2009). Království a domény: ilustrovaný průvodce fylou života na Zemi. Akademický tisk.
  4. Sapp, J. (2009). Nové základy evoluce: na stromě života. Oxford University Press.
  5. Sapp, J., & Fox, G. E. (2013). Zvláštní hledání univerzálního stromu života. Recenze mikrobiologie a molekulární biologie: MMBR77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Teorie doménových buněk podporuje nezávislý vývoj hypotéz Eukarya, Bacteria a Archaea a Nuclear Compartment Commonality. Otevřená biologie7(6), 170041.

Zatím žádné komentáře