DE 3 DOMÆNER I BIOLOGI (WOESE KLASSIFICERING) - BIOLOGI - 2025

De tre domæner af biologi eller det tre-domæne system er en klassificering foreslået af biologen Carl Woese i slutningen af ​​1970'erne, som delte organiske væsener ind i bakterier, archaea og eukaryota domæner.

Denne klassificering i "domæner" er overlegen i forhold til det traditionelle system for opdeling i fem eller seks kongeriger, som vi er mest kendte med. Den grundlæggende opdeling af domæner er at opdele prokaryoter i to domæner, hvor archaea er mere relateret til eukaryoter end til den anden gruppe af prokaryoter - bakterier.

Kilde: Rock 'n Roll, fra Wikimedia Commons

Dette fylogenetiske arrangement accepteres bredt af de fleste biologer. Imidlertid har nogle forfattere med udviklingen af ​​bioinformatik og statistiske værktøjer foreslået nye relationer mellem levende væsener, der trodser Woese's klassificering.

Klassificeringshistorie

Opdeling i to kongeriger: Animalia og Plantae

Før offentliggørelsen af ​​værkerne fra Woese og hans kolleger brugte biologer en "traditionel" klassificering ved hjælp af en enkel og intuitiv dikotomi, der delte planter fra dyr - formelt Animalia og Plantae.

I denne opdeling blev alle bakterier, svampe og fotosyntetiske protister betragtet som "planter", mens protozoer blev grupperet sammen med dyr.

Med videnskabens fremskridt, udviklingen af ​​moderne metodologier og en mere grundig analyse af organiske væsener blev det klart, at opdelingen i planter og dyr ikke stemte overens med disse sande evolutionære historie. Faktisk var det en "rustik" og inkonsekvent forenkling af forholdet mellem dem.

Opdeling i tre kongeriger:

For at afhjælpe denne situation tilføjede den berømte evolutionære biolog og ornitolog Ernst Haeckel et nyt rige til listen: Protista Kingdom.

Denne klassificering opnåede en klarere opdeling af former, som åbenbart ikke burde grupperes. Klassificeringen forblev dog alarmerende problematisk.

Opdeling i fem kongeriger

I 1969 foreslog den amerikanske økolog Robert Harding Whittaker opdelingsordningen i fem kongeriger: Animalia, Plantae, Fungi, Monera og Prostista.

Dette system er hovedsageligt baseret på de celletyper, der udgør organismer. Medlemmerne af Monera er encellede og prokaryote væsener, mens protisterne også er encellede, men eukaryote.

De resterende tre kongeriger - Animalia, Plantae og Fungi - klassificeres i forhold til deres tilstand af næringsindsamling. Planter har fotosyntetiske evner, svampe udskiller enzymer i miljøet, efterfulgt af absorption af næringsstoffer, og dyr spiser deres mad med intern eller ekstern fordøjelse.

Opdelingen af ​​organismer i fem kongeriger blev bredt accepteret af datidens systematikere, da de mente, at klassificeringen i stigende grad blev tilpasset de virkelige evolutionære forhold mellem levende væsener.

Opdeling i tre domæner

I 1970'erne begyndte professor i Carl Woese, University of Illinois, at finde bevis for en bestemt ukendt gruppe af meget slående enhedscelleorganismer. Disse levede i miljøer med ekstreme forhold med temperatur, saltholdighed og pH, hvor man troede, at livet ikke kunne opretholdes.

Ved første øjekast blev disse organismer klassificeret som bakterier og blev kaldt archaebacteria. Imidlertid gjorde et dybere og mere detaljeret kig på archaebacteria det klart, at forskellene med bakterierne var så slående, at de ikke kunne klassificeres i den samme gruppe. Faktisk var ligheden blot overfladisk.

Det molekylære bevis tillader således denne gruppe forskere at etablere et klassificeringssystem med tre domæner: Bakterier, Archaea og Eukaryota.

At foreslå nye slægtsforhold mellem organismer markerede en begivenhed af stor betydning i moderne biologi. Denne vigtige opdagelse førte til, at Woese vandt National Medal of Science i 2000.

De tre domæner i livet

Livstræet foreslået af Carl Woese etablerer de mulige slægtsforhold mellem organiske væsener, hvilket antyder eksistensen af ​​tre livsområder.

Denne hypotese blev foreslået takket være analysen af ​​16S ribosomalt RNA - forkortet som 16S rRNA.

Denne markør er en komponent i 30S-underenheden af ​​det prokaryote ribosom. Efter Woese's arbejde er det blevet vidt brugt til fylogenetisk inferens. I dag er det meget nyttigt at fastlægge klassificering og identifikation af bakterier.

Nedenfor beskriver vi de mest bemærkelsesværdige egenskaber ved hvert af de medlemmer, der udgør de tre livsområder:

Archaea domæne

Archaea

Archaea er organismer, der hovedsageligt er kendetegnet ved beboende miljøer med ekstreme temperaturer, surhedsgrad, pH, blandt andre.

På denne måde er de fundet i farvande med markant høje saltkoncentrationer, sure miljøer og varme kilder. Derudover beboer nogle archaea også regioner med "gennemsnitlige" forhold, såsom jorden eller fordøjelseskanalen for nogle dyr.

Fra cellulært og strukturelt synspunkt er archaea karakteriseret ved: de har ikke en kernemembran, membranernes lipider er forbundet med etherbindinger, de præsenterer en cellevæg - men dette er ikke sammensat af peptidoglycan, og strukturen af ​​generne er svarende til eukaryoter på cirkulære kromosomer.

Reproduktionen af ​​disse prokaryoter er aseksuel, og der er bevist horisontal genoverførsel.

Klassificering af archaea

De er klassificeret som methanogene, halofile og termosyre. Den første gruppe bruger kuldioxid, brint og nitrogen til at producere energi og producerer metangas som et affaldsprodukt. Den første bue, der skal sekventeres, hører til denne gruppe.

Den anden gruppe, halofile er "elskere af salt." For dens udvikling er det nødvendigt for miljøet at have en saltkoncentration, der er 10 gange større end for havets. Nogle arter kan tolerere koncentrationer, der er op til 30 gange højere. Disse mikroorganismer findes i Dødehavet og i fordampede damme.

Endelig er termoacidofiler i stand til at modstå ekstreme temperaturer: større end 60 grader (nogle tåler mere end 100 grader) og mindre end frysepunktet for vand.

Det er nødvendigt at præcisere, at dette er de optimale betingelser for levetiden for disse mikroorganismer - hvis vi udsætter dem for stuetemperatur, er det meget muligt, at de vil dø.

Bakteriedomæne

Mycobacterium tuberculosis bakterier

Bakteriedomænet omfatter en stor gruppe af prokaryote mikroorganismer. Generelt forbinder vi dem normalt med sygdomme. Intet er længere væk fra virkeligheden end denne misforståelse.

Selv om det er sandt, at visse bakterier forårsager dødelige sygdomme, er mange af dem gavnlige eller lever i vores krop, hvor der opstår commensal-relationer, hvilket udgør en del af vores normale flora.

Bakterier har ikke en nukleær membran, de mangler selv organeller, deres cellemembran består af lipider med estertypebindinger, og væggen består af peptidoglycan.

De gengiver aseksuelt, og der er bevist horisontale genoverførselsbegivenheder.

Klassificering af bakterier

Selvom klassificeringen af ​​bakterier virkelig er kompleks, vil vi her diskutere de grundlæggende opdelinger af domænet, cyanobakterier og eubakterier.

Medlemmerne af cyanobakterier er blågrønne fotosyntetiske bakterier, der producerer ilt. I henhold til den fossile rekord optrådte de for ca. 3,2 milliarder år siden og var ansvarlig for den drastiske ændring fra et anaerobt miljø til et aerobt (iltrigt) miljø.

Eubakterier på deres side er de ægte bakterier. Disse forekommer i forskellige morfologier (cocci, bacilli, vibrios, spiralformede, blandt andre) og har ændrede strukturer for deres mobilitet, såsom cilia og flagella.

Eukarya domæne

Eukaryotisk menneskelig cellepræsentation. Du kan se kernen

Eukaryoter er organismer, der primært skelnes ved tilstedeværelsen af ​​en veldefineret kerne, afgrænset af en kompleks biologisk membran.

Sammenlignet med de andre domæner har membranen en række strukturer, og lipiderne udviser esterlignende bindinger. De præsenterer ægte organeller, afgrænset af membraner, genomets struktur ligner archaea, og det er organiseret i lineære kromosomer.

Gruppereproduktion er usædvanligt varieret og udviser både seksuelle og aseksuelle former, og mange gruppemedlemmer er i stand til at gengive på begge måder - de er ikke gensidigt eksklusive.

Klassificering af eukaryoter

Det inkluderer fire kongeriger med meget varierede og heterogene former: protisterne, svampe, pantas og dyr.

Protister er encellede eukaryoter, ligesom euglena og paremecia. De organismer, som vi almindeligt kender som svampe, er medlemmer af Fungi-kongeriget. Der er uni- og flercellede former. De er nøgleelementer i økosystemer for at nedbryde dødt organisk stof.

Planter består af fotosyntetiske organismer med en cellevæg hovedsagelig fremstillet af cellulose. Dens mest iøjnefaldende egenskab er tilstedeværelsen af ​​det fotosyntetiske pigment: klorofyl.

Det inkluderer bregner, moser, bregner, gymnospermer og angiospermer.

Dyr udgør en gruppe af heterotrofiske multicellulære organiske væsener, de fleste med kapacitet til bevægelse og forskydning. De er opdelt i to store grupper: hvirvelløse dyr og hvirvelløse dyr.

Virvelløse dyr består af porifere, cnidarians, nematoder, bløddyr, leddyr, pighuder og andre små grupper. På samme måde er hvirveldyr fisk, amfibier, krybdyr, fugle og pattedyr.

Dyr har formået at kolonisere stort set alle miljøer, herunder havene og luftmiljøerne, og udstiller et komplekst sæt tilpasninger til hver.

Referencer

1. Forterre P. (2015). Livets universelle træ: en opdatering. Grænser inden for mikrobiologi, 6, 717.
2. Koonin EV (2014). Carl Woese's vision om cellulær evolution og livets domæner. RNA-biologi, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Kongedømme og domæner: en illustreret guide til phyla for liv på Jorden. Academic Press.
4. Sapp, J. (2009). Evolutionens nye fundament: på livets træ. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, GE (2013). Den entydige søgen efter et universelt livstræ. Gennemgang af mikrobiologi og molekylærbiologi: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Domænecelle-teori understøtter den uafhængige udvikling af Eukarya, bakterier og archaea og hypotesen om kernekammerrummet. Åben biologi, 7 (6), 170041.