Biologian kolme aluetta (Woese-luokitus)



kolme biologian aluetta tai kolmen verkkotunnuksen järjestelmä on luokitus, jonka biologi Carl Woese ehdotti 70-luvun lopulla ja joka jakaa orgaaniset olennot bakteereihin, arkkitehtuuriin ja Eukaryotan verkkotunnuksiin.

Tämä luokitus "verkkotunnuksissa" on parempi kuin perinteinen jakamisjärjestelmä viidessä tai kuudessa kuningaskunnassa, jonka kanssa olemme tutumpia. Domeenien perusjako on jakaa prokaryootit kahteen domeeniin, joissa arkisto liittyy enemmän eukaryootteihin kuin toiseen prokaryoottien ryhmään - bakteereihin.

Useimmat biologit hyväksyvät tämän fylogeneettisen järjestyksen laajalti. Bioinformatiikan ja tilastollisten välineiden kehittämisen myötä jotkut kirjoittajat ovat kuitenkin ehdottaneet elävien olentojen välisiä uusia suhteita, jotka ovat ristiriidassa Woesen luokittelun kanssa.

indeksi

  • 1 Luokittelun historia
    • 1.1 Jaetaan kahteen valtakuntaan: Animalia ja Plantae
    • 1.2 Jaetaan kolmeen valtakuntaan: Animalia, Plantae ja Protista
    • 1.3 Jaetaan viiteen valtakuntaan
    • 1.4 Osasto kolmella alalla
  • 2 Kolme elämän aluetta
  • 3 Arkistoalue
    • 3.1 Arkiston luokitus
  • 4 Domain-bakteerit
    • 4.1 Bakteerien luokittelu
  • 5 Domain Eukarya
    • 5.1 eukaryoottien luokittelu
  • 6 Viitteet

Luokittelun historia

Jakaminen kahteen valtakuntaan: Animalia ja Plantae

Ennen Woesen ja hänen kollegojensa teosten julkaisemista biologit käyttivät "perinteistä" luokitusta käyttäen yksinkertaista ja intuitiivista dikotomiaa, joka jakaa kasvit eläimistä - muodollisesti Animalia ja Plantae.

Tässä jaossa kaikki bakteerit, sienet ja fotosynteettiset protistit pidettiin "kasveina", kun taas alkueläimet ryhmitettiin eläinten kanssa..

Tieteen edistyessä, nykyaikaisten menetelmien kehittämisessä ja orgaanisten olentojen perusteellisemmassa analysoinnissa kävi ilmi, että kasvien ja eläinten jakautuminen ei sovi näiden todelliseen evoluutioon. Itse asiassa se oli "maalaismainen" ja epäjohdonmukainen niiden välisten suhteiden yksinkertaistaminen.

Jakelu kolmessa kuningaskunnassa: Animalia, Plantae ja Protista

Tämän tilanteen korjaamiseksi tunnettu evoluutiobiologi ja ornitologi Ernst Haeckel lisäsivät luetteloon uuden valtakunnan: Kingdom Protista.

Tämä luokittelu saavutti selkeämmän muotojen jakamisen, jota ei ilmeisesti pitäisi ryhmitellä. Luokittelu säilyi kuitenkin hälyttävän ongelmallisena.

Jaetaan viiteen valtakuntaan

Vuonna 1969 amerikkalainen ekologi Robert Harding Whittaker ehdotti järjestelmää jakautumisesta viiteen valtakuntaan: Animalia, Plantae, Fungi, Monera ja Prostista.

Tämä järjestelmä perustuu pääasiassa organismeja muodostaviin solutyyppeihin. Moneran jäsenet ovat yksisoluisia ja prokaryoottisia olentoja, kun taas protistit ovat myös yksisoluisia, mutta eukaryoottisia.

Kolme jäljellä olevaa valtakuntaa - Animalia, Plantae ja Fungi - luokitellaan ravintoaineiden hankintamuodon mukaan. Kasveilla on fotosynteettisiä ominaisuuksia, sienet erittävät entsyymejä ympäristöön, mitä seuraa ravintoaineiden imeytyminen, ja eläimet kuluttavat ruokaa sisäisellä tai ulkoisella sulatuksella.

Ajan systematiikka hyväksyi laajalti organismien jakautumisen viidessä valtakunnassa, koska ne katsoivat, että luokittelu mukautui yhä enemmän elävien olentojen todellisiin kehityssuhteisiin..

Jakelu kolmella alalla

70-luvulla professori Illinoisin yliopistossa, Carl Woese, alkoi löytää todisteita tietystä tuntemattomasta hyvin hämmästyttävien yksisoluisten organismien ryhmästä. He asuivat ympäristössä, jossa oli äärimmäiset lämpötila-, suolapitoisuus- ja pH-olosuhteet, joissa katsottiin, että elämää ei voitu ylläpitää.

Ensi silmäyksellä nämä organismit luokiteltiin bakteereiksi, ja niitä kutsuttiin arkkibakteereiksi. Syvempi ja yksityiskohtaisempi näkemys arkkibakteereista teki kuitenkin selväksi, että erot bakteereilla olivat niin huomattavia, että niitä ei voitu luokitella samaan ryhmään. Itse asiassa samankaltaisuus oli pelkästään pinnallinen.

Tällä tavalla molekyylitodisteet mahdollistivat tämän tutkijaryhmän perustaa kolmen alueen luokittelujärjestelmän: bakteerit, Archaea ja Eukaryota..

Ehdottaa uusia genealogisia suhteita organismien välillä, mikä merkitsi suurta merkitystä modernissa biologiassa. Tämä tärkeä löytö johti Woeseen voittamaan National Medal of Science vuonna 2000.

Elämän kolme aluetta

Carl Woesen ehdottama elämän puu luo mahdolliset sukututkimussuhteet orgaanisten olentojen välille, mikä viittaa kolmen elämänalueen olemassaoloon.

Tämä hypoteesi ehdotettiin 16S-ribosomaalisen RNA-analyysin ansiosta - lyhennettynä 16S-rRNA: na.

Tämä merkki on prokaryoottisen ribosomin 30S-alayksikön komponentti. Woesen työn jälkeen sitä on käytetty laajasti fylogeneettiseen päätelmään. Nykyään on erittäin hyödyllistä vahvistaa bakteerien luokittelu ja tunnistaminen.

Seuraavaksi kuvailemme kaikkien kolmen elämänalueen muodostavien jäsenten merkittävimmät ominaisuudet:

Archaea Domain

Archaea ovat organismeja, joille on ominaista pääasiassa asutuskeskukset, joissa on äärimmäiset lämpötilaolosuhteet, happamuus, pH.

Tällä tavoin ne ovat löytyneet vesillä, joilla on merkittävästi korkeat suolapitoisuudet, happamissa ympäristöissä ja lämpövesissä. Lisäksi jotkut arkistot asuvat myös alueilla, joilla on "keskimääräisiä" olosuhteita, kuten joidenkin eläinten maaperä tai ruoansulatuskanava.

Solu- ja rakenteellisesta näkökulmasta arkkitehtuurille on tunnusomaista, että niillä ei ole ydinkalvoa, kalvojen lipidit on kytketty eetterisidoksilla, ne muodostavat soluseinän - mutta tämä ei koostu peptidoglykaanista ja geenien rakenne on samanlainen kuin pyöreiden kromosomien eukaryootit.

Näiden prokaryoottien lisääntyminen on epätavallista, ja horisontaalinen geeninsiirto on osoitettu.

Arkiston luokitus

Ne luokitellaan metanogeenisiksi, halofiilisiksi ja termoakidofiilisiksi. Ensimmäisessä ryhmässä käytetään hiilidioksidia, vetyä ja typpeä energian tuottamiseen, jolloin metaanikaasu muodostuu jätetuotteeksi. Ensimmäiset sekvensoitavat kaaret kuuluvat tähän ryhmään.

Toinen ryhmä, halofiilit, ovat "suolan ystäviä". Sen kehittämiseksi on välttämätöntä, että ympäristön suolapitoisuus on noin 10 kertaa suurempi kuin meressä. Jotkut lajit kestävät jopa 30-kertaisia ​​pitoisuuksia. Nämä mikro-organismit löytyvät kuolleesta merestä ja haihdutetuista lammikoista.

Lopuksi termoakidofiilit pystyvät kestämään äärimmäisiä lämpötiloja: yli 60 astetta (jotkut kestävät yli 100 astetta) ja alhaisemmat kuin veden jäätymispiste..

On tarpeen selventää, että nämä ovat optimaaliset olosuhteet näiden mikro-organismien elämälle - jos altistamme ne huoneenlämpötilalle, on täysin mahdollista, että ne kuolevat.

Bakterien alue

Bakteeri-domeeni käsittää laajan joukon prokaryoottisia mikro-organismeja. Yleensä yhdistämme ne yleensä sairauksiin. Mitään kauempana todellisuudesta kuin tämä väärinkäsitys.

Vaikka on totta, että tietyt bakteerit aiheuttavat tappavia sairauksia, monet niistä ovat hyödyllisiä tai elävät elimistöissämme, jotka muodostavat yhteisiä suhteita ja ovat osa normaalia kasvistoa.

Bakteereilla ei ole ydinmembraania, heiltä puuttuu itse organellit, niiden solukalvo koostuu lipideistä, joissa on esterityyppisiä sidoksia, ja seinä koostuu peptidoglykaanista.

Ne lisääntyvät aseksuaalisesti, ja horisontaalisen geenisiirron tapahtumia on todistettu.

Bakteerien luokittelu

Vaikka bakteerien luokittelu on todella monimutkainen, käsittelemme täällä aluekokonaisuuksia, syanobakteereita ja eubakteereita..

Syanobakteerien jäsenet ovat sinisiä vihreitä fotosynteettisiä bakteereja, jotka tuottavat happea. Fossiilisen ennätyksen mukaan ne ilmestyivät noin 3,2 miljardia vuotta sitten ja olivat vastuussa anaerobisesta ympäristöstä aerobiseen (happipitoiseen) ympäristöön tapahtuneesta voimakkaasta muutoksesta.

Eubakteerit puolestaan ​​ovat todellisia bakteereja. Näitä on esitetty erilaisina morfologioina (kookit, bacillot, vibriot, kierteiset) ja niissä on rakenteita, jotka on muunnettu niiden liikkuvuutta varten, kuten silia ja flagella.

Domain Eukarya

Eukaryootit ovat organismeja, jotka erottuvat ensisijaisesti hyvin määritellyn ytimen läsnäolosta, jota rajaa monimutkainen biologinen kalvo.

Verrattuna muihin domeeneihin kalvolla on erilaisia ​​rakenteita ja lipideillä on esterityyppisiä sidoksia. Ne esittävät todellisia organelleja, joita rajaavat kalvot, genomin rakenne on samanlainen kuin arkisto, ja se on järjestetty lineaarisiksi kromosomeiksi.

Ryhmien lisääntyminen on poikkeuksellisen monipuolinen, ja siinä esiintyy sekä seksuaalisia että epäsuoria tapoja, ja monet ryhmän jäsenet pystyvät toistamaan molemmilla tavoilla - ne eivät ole toisiaan poissulkevia.

Eukaryoottien luokittelu

Siihen kuuluu neljä valtakuntaa, joissa on hyvin erilaisia ​​ja heterogeenisiä muotoja: protistit, sienet, pantat ja eläimet.

Protistit ovat yksisoluisia eukaryootteja, kuten euglenas ja paremecios. Organismit, joita tiedämme yleisesti sieninä, ovat sienien valtakunnan jäseniä. On uni ja moniarvoisia muotoja. Ne ovat keskeisiä tekijöitä ekosysteemeissä kuolleiden orgaanisten aineiden hajottamiseksi.

Kasvit koostuvat fotosynteettisistä organismeista, joiden soluseinä muodostuu pääasiassa selluloosasta. Sen näkyvin ominaisuus on fotosynteettisen pigmentin läsnäolo: klorofylli.

Siihen kuuluvat saniaiset, sammalit, saniaiset, voimistelualat ja angiospermit.

Eläimet käsittävät joukon heterotrofisia moniarvoisia orgaanisia olentoja, joista suurin osa kykenee liikkumaan ja siirtymään. Ne on jaettu kahteen suureen ryhmään: selkärangattomat ja selkärangattomat.

Selkärangattomat muodostavat huokoiset, cnidarianit, nematodit, nilviäiset, niveljalkaiset, piikkinahkaiset ja muut pienet ryhmät. Samoin selkärankaiset ovat kaloja, sammakkoeläimiä, matelijoita, lintuja ja nisäkkäitä.

Eläimet ovat onnistuneet kolonisoimaan käytännöllisesti katsoen kaikki ympäristöt, mukaan lukien valtameret ja ilmakehät, joissa on monimutkainen joukko mukautuksia kullekin.

viittaukset

  1. Forterre P. (2015). Yleinen elämän puu: päivitys. Mikrobiologian rajat, 6, 717.
  2. Koonin E. V. (2014). Carl Woesen visio solujen kehittymisestä ja elämän alueista. RNA-biologia, 11(3), 197-204.
  3. Margulis, L., & Chapman, M. J. (2009). Kuninkaat ja verkkotunnukset: havainnollistettu opas elämän fylaan. Academic Press.
  4. Sapp, J. (2009). Kehityksen uudet perusteet: elämän puulle. Oxford University Press.
  5. Sapp, J., ja Fox, G. E. (2013). Ainutlaatuinen pyrkimys yleismaailmaan. Mikrobiologian ja molekyylibiologian arviot: MMBR, 77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Domain Cell Theory tukee Eukaryan, bakteerien ja Archaean itsenäistä kehitystä ja ydinalueen yhteismäärän hypoteesia. Avoin biologia, 7(6), 170041.