A BIOLÓGIA 3 TERÜLETE (WOESE OSZTÁLYOZÁS) - BIOLÓGIA - 2026

A biológia három domainje vagy a három domain rendszer a Carl Woese biológus által a 70-es évek végén javasolt osztályozás, amely a szerves lényeket baktériumok, Archaea és Eukaryota doménkre osztotta.

Ez a "domének" besorolás felülmúlja a hagyományos öt vagy hat királyságra osztódó rendszert, amelyben a legjobban ismerjük magunkat. A domének alapvető megoszlása ​​az, hogy a prokariótákat két doménre osztjuk, ahol az archaea inkább az eukariótákhoz kapcsolódik, mint a prokarióták másik csoportjához - a baktériumokhoz.

Forrás: Rock 'n Roll, a Wikimedia Commonsból

Ezt a filogenetikai elrendezést a legtöbb biológus széles körben elfogadja. A bioinformatika és a statisztikai eszközök fejlesztésével azonban egyes szerzők új kapcsolatokat javasoltak az élőlények között, ami meghiúsítja Woese osztályozását.

Osztályozási előzmények

Osztás két királyságba: Animalia és Plantae

Woese és kollégái munkájának megjelenése előtt a biológusok "hagyományos" besorolást alkalmaztak, egy egyszerű és intuitív dichotómiával, amely megosztotta az állatok növényeit - formálisan Animalia és Plantae.

Ebben a megoszlásban az összes baktériumot, gombát és fotoszintézises protistát "növénynek" tekintették, míg a protozoákat az állatokkal csoportosították.

A tudomány fejlődésével, a modern módszerek fejlesztésével és a szerves lények alaposabb elemzésével világossá vált, hogy a növényekre és állatokra történő felosztás nem felel meg ezek valódi evolúciós történetének. Valójában ez egy rusztikus és következetlen egyszerűsítés volt a közöttük fennálló kapcsolatokban.

Három királyságra osztva:

A helyzet orvoslására a neves evolúciós biológus és ornitológus, Ernst Haeckel új királyságot adott a listához: a Protista Királyságot.

Ez a besorolás a formák világosabb felosztását eredményezte, amelyeket nyilvánvalóan nem szabad csoportosítani. A besorolás azonban aggasztóan problematikus maradt.

Osztás öt királyságokra

Robert Harding Whittaker, az amerikai ökológus 1969-ben öt királyságra osztotta fel a javaslatot: Animalia, Plantae, Fungi, Monera és Prostista.

Ez a rendszer elsősorban az organizmusokat alkotó sejttípusokon alapul. A Monera tagjai egysejtű és prokarióta lények, míg a protisták szintén egysejtűek, de eukarióta lények.

A fennmaradó három királyságot - az Animalia, a Plantae és a gombát - a tápanyag-felvétel módja szerint osztályozzuk. A növények fotoszintézis képességgel bírnak, a gombák enzimeket szekretálnak a környezetbe, amelyet a tápanyagok felszívódása követ, és az állatok élelmet fogyasztanak, belső vagy külső emésztéssel.

A szervezetek öt királyságokra történő felosztását a kor szisztematikusai széles körben elfogadták, mivel úgy ítélték meg, hogy a besorolást egyre inkább igazítják az élőlények valós evolúciós kapcsolataihoz.

Három tartományra osztva

Az 1970-es években Carl Woese, az Illinoisi Egyetem professzora bizonyítékokat keresett a nagyon feltűnő egysejtű organizmusok egy ismeretlen csoportjára. Ezek olyan környezetben éltek, ahol szélsőséges hőmérsékleti, sós és pH-feltételek vannak, ahol azt gondolják, hogy az élet nem tartható fenn.

Első pillantásra ezeket az organizmusokat baktériumnak osztályozták, és régibeseknek nevezték őket. Az archebaktériumok mélyebb és részletesebb áttekintése azonban világossá tette, hogy a baktériumokkal szembeni különbségek annyira feltűnőek, hogy nem lehet őket ugyanazon csoportba sorolni. Valójában a hasonlóság csak felületes volt.

Ilyen módon a molekuláris bizonyítékok lehetővé tették a kutatók e csoportjának három domén osztályozási rendszerének felállítását: baktériumok, Archaea és Eukaryota.

Az organizmusok közötti új genealógiai kapcsolatok előterjesztése nagy jelentőségű eseményt jelentett a modern biológiában. Ez a fontos felfedezés vezetett Woese-hoz 2000-ben a Nemzeti Tudományos Érem elnyeréséhez.

Az élet három területe

A Carl Woese által javasolt életfa meghatározza a szerves lények közötti lehetséges genealógiai kapcsolatokat, utalva az élet három területének létezésére.

Ezt a hipotézist a 16S riboszómális RNS elemzésének köszönhetően állították elő - ez a rövidítés 16S rRNS.

Ez a marker a prokarióta riboszóma 30S alegységének alkotóeleme. Woese munkáját követően széles körben használják filogenetikai következtetésekhez. Manapság nagyon hasznos meghatározni a baktériumok osztályozását és azonosítását.

Az alábbiakban leírjuk az élet három területét alkotó egyes tagok legfigyelemreméltóbb jellemzőit:

Archaea Domain

archaea

Az archaea olyan organizmus, amelyet elsősorban a lakókörnyezet jellemez, többek között szélsőséges hőmérsékleti, savassági és pH-feltételek mellett.

Ilyen módon találhatók azokban a vizekben, ahol a sós koncentráció jelentősen magas, savas környezetben és forró forrásokban találhatók. Ezen túlmenően néhány archaea az "átlagos" körülményekkel rendelkező régiókban is él, például egyes állatok talajában vagy emésztőrendszerében.

Sejtes és szerkezeti szempontból az archaea jellemzői: nem rendelkeznek nukleáris membránnal, a membránok lipideit éterkötések kötik össze, sejtfalat mutatnak - de ez nem peptidoglikánból áll, és a gének szerkezete hasonló a körkörös kromoszómákon levő eukariótákhoz.

Ezen prokarióták szaporodása nem szexuális, és bizonyított a vízszintes génátadás.

Az archaea osztályozása

Ezeket metanogén, halogén és termoacidofil kategóriába sorolják. Az első csoport szén-dioxidot, hidrogént és nitrogént használ fel az energia előállításához, metán gázt termelve hulladékként. Az első szekvenálandó arch ebbe a csoportba tartozik.

A második csoport, a halofilek "a só szerelmesei". Fejlődéséhez szükséges, hogy a környezet sókoncentrációja körülbelül 10-szer nagyobb legyen, mint az óceáné. Egyes fajok akár 30-szor magasabb koncentrációkat is tolerálhatnak. Ezek a mikroorganizmusok megtalálhatók a Holt-tengeren és a párologtatott tavakban.

Végül, a termoacidofilek képesek ellenállni a szélsőséges hőmérsékleteknek: több mint 60 fok (egyesek több mint 100 fokot elviselnek) és kevesebb, mint a víz fagypontja.

Egyértelművé kell tenni, hogy ezek a mikroorganizmusok életének optimális feltételei - ha szobahőmérsékletnek teszük őket, akkor valószínű, hogy meghalnak.

Baktériumok domain

Mycobacterium tuberculosis baktériumok

A baktériumdomén a prokarióta mikroorganizmusok nagy csoportját tartalmazza. Általában általában betegségekkel társítjuk őket. Semmi sem távozik a valóságtól, mint ez a félreértés.

Noha igaz, hogy egyes baktériumok halálos betegségeket okoznak, sok közülük jótékony hatású vagy él a testünkben, kommenszális kapcsolatokat alakítva ki, és része a normál növényzetnek.

A baktériumoknak nincs nukleáris membránja, magukban hiányoznak az organellák, sejtmembránuk észter típusú kötésekkel rendelkező lipidekből áll, a fal pedig peptidoglikánból áll.

Aszexuálisan szaporodnak, és horizontális génátadás események bizonyultak.

A baktériumok osztályozása

Noha a baktériumok osztályozása nagyon bonyolult, itt a domén, a cianobaktériumok és az eubakteriumok alapvető megosztását fogjuk megvitatni.

A cianobaktériumok tagjai kék-zöld fotoszintetikus baktériumok, amelyek oxigént termelnek. A fosszilis adatok szerint körülbelül 3,2 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg és felelősek az anaerob környezetről az aerob (oxigénben gazdag) környezetre gyakorolt ​​drasztikus változásért.

Az eubakteriák a maga részéről az igazi baktériumok. Ezek változatos morfológiákban fordulnak elő (cocci, bacilli, vibrios, spirális, többek között), és mobilitásukhoz módosított szerkezetűek, például ciliák és flagella.

Eukarya domain

Eukarióta emberi sejt reprezentáció. Láthatjuk a magot

Az eukarióták olyan szervezetek, amelyeket elsősorban egy jól meghatározott mag jelenléte különböztet meg, amelyet egy komplex biológiai membrán határol.

A többi doménhez képest a membrán szerkezete változatos, és a lipidek észterszerű kötéseket mutatnak. Igazi organellákat mutatnak be, amelyeket membránok határolnak, a genom szerkezete hasonló az archaea-hoz, és lineáris kromoszómákban van elrendezve.

A csoportos szaporodás rendkívül változatos, mind szexuális, mind szexuális módozatokat mutat, és sok csoporttag képes mindkét módon reprodukálni - nem zárják ki egymást.

Az eukarióták osztályozása

Magában foglal négy nagyon változatos és heterogén formájú királyságot: a protistákat, a gombákat, a pantákat és az állatokat.

A protisták egysejtű eukarióták, például az euglena és a paremecia. Azok a szervezetek, amelyeket általában gombákként ismerünk, a gombák királyságának tagjai. Vannak uni és többsejtű formák. Ezek az ökoszisztémákban kulcsfontosságú elemek a halott szerves anyagok lebontására.

A növényeket fotoszintetikus szervezetek alkotják, amelyek sejtfala főleg cellulózból készül. Legszembetűnőbb tulajdonsága a fotoszintetikus pigment: a klorofill jelenléte.

Ez magában foglalja a páfrányokat, mohákat, páfrányokat, gimnózsapermeket és angiospermeket.

Az állatok heterotróf többsejtű szerves lények egy csoportját alkotják, amelyek többsége mozgási és elmozdulási képességgel rendelkezik. Két nagy csoportra osztják őket: gerinctelenek és gerinctelenek.

A gerinctelenek porifériák, cnidarianusok, fonálférgek, puhatestűek, ízeltlábúak, tüskésbőrűek és más apró csoportok alkotják. Hasonlóképpen, a gerincesek halak, kétéltűek, hüllők, madarak és emlősök.

Az állatoknak sikerült gyarmatosítani gyakorlatilag minden környezetet, beleértve az óceánokat és a levegő környezeteit is, mindegyikhez komplex alkalmazkodási készletet mutatva.

Irodalom

1. Forterre P. (2015). Az egyetemes életfa: frissítés. Határok a mikrobiológiában, 6, 717.
2. Koonin EV (2014). Carl Woese látása a sejtek evolúciójáról és az élet területeiről. RNS biology, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L. és Chapman, MJ (2009). Országok és tartományok: illusztrált útmutató a Föld életének filájához. Academic Press.
4. Sapp, J. (2009). Az evolúció új alapjai: az élet fáján. Oxford University Press.
5. Sapp, J., és Fox, GE (2013). Az univerzális életfa egyedi keresése. Mikrobiológiai és molekuláris biológiai áttekintések: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). A doménsejt-elmélet támogatja az Eukarya, a baktériumok és az Archaea független evolúcióját, valamint a Nukleáris Kompartíció Hipotézisét. Nyílt biológia, 7 (6), 170041.