3 domény v biologii (Woese klasifikace)

tři oblasti biologie nebo systém tří domén je klasifikace navrhovaná biologem Carl Woese v pozdních sedmdesátých létech, který rozdělí organické bytosti v Bacteria, Archaea a Eukaryota domény \ t.

Tato klasifikace v "doménách" je nadřazena tradičnímu systému dělení v pěti nebo šesti královstvích, s nimiž jsme více obeznámeni. Základním rozdělením domén je rozdělení prokaryot na dvě domény, kde archaea souvisí spíše s eukaryoty než s jinou skupinou prokaryot - bakterií.

Tento fylogenetický řád je široce přijímán většinou biologů. Nicméně, s vývojem bioinformatiky a statistických nástrojů, někteří autoři navrhli nové vztahy mezi živými bytostmi, který vzdoruje Woese je klasifikace \ t.

Index

• 1 Historie klasifikace
  • 1.1 Rozdělení do dvou království: Animalia a Plantae
  • 1.2 Rozdělení do tří království: Animalia, Plantae a Protista
  • 1.3 Rozdělení do pěti království
  • 1.4 Divize ve třech oblastech
• 2 Tři oblasti života
• 3 Doména Archaea
  • 3.1 Klasifikace archaea
• 4 Doménové bakterie
  • 4.1 Klasifikace bakterií
• 5 Doména Eukarya
  • 5.1 Klasifikace eukaryot
• 6 Odkazy

Historie klasifikace

Rozdělení do dvou království: Animalia a Plantae

Před vydáním prací Woese a jeho kolegů použili biologové „klasickou“ klasifikaci pomocí jednoduché a intuitivní dichotomie, která rozdělila rostliny ze zvířat - formálně Animalia a Plantae.

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

S pokrokem vědy, vývojem moderních metodik a hlouběji analyzovanými organickými bytostmi bylo zřejmé, že rozdělení na rostliny a zvířata neodpovídalo skutečné evoluční historii. Ve skutečnosti to bylo "rustikální" a nekonzistentní zjednodušení vztahů mezi nimi.

Divize ve třech královstvích: Animalia, Plantae a Protista

S cílem napravit tuto situaci, známý evoluční biolog a ornitolog Ernst Haeckel přidal nové království do seznamu: Království Protista.

Tato klasifikace dosáhla jasnějšího rozdělení forem, které by zjevně neměly být seskupeny. Klasifikace však zůstala znepokojivě problematická.

Rozdělení do pěti království

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

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

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

Rozdělení organismů v pěti královstvích bylo široce přijímáno systematikou času, protože oni zvažovali, že klasifikace byla více a více přizpůsobená skutečným evolučním vztahům živých bytostí..

Divize ve třech oblastech

V 70. letech začal profesor na University of Illinois, Carl Woese, objevovat důkazy o určité neznámé skupině velmi nápadných jednobuněčných organismů. Bydleli 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 archaebakteriemi. Hlubší a podrobnější pohled na archaebakterie však jasně ukázal, že rozdíly s bakteriemi jsou tak patrné, že nemohou být zařazeny do stejné skupiny. Ve skutečnosti byla podobnost pouze povrchní.

Tímto způsobem molekulární důkazy této skupině výzkumníků umožnily vytvořit klasifikační systém tří oblastí: Bakterie, Archaea a Eukaryota..

Navrhnout nové genealogické vztahy mezi organismy, označil událost velkého významu v moderní biologii. Tento důležitý objev vedl Woese vyhrát národní medaili vědy v roce 2000.

Tři oblasti života

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

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

Tento marker je složkou 30S podjednotky prokaryotického ribozomu. Po Woese práci, to bylo široce použité pro fylogenetic závěr. V současné době je velmi užitečné stanovit klasifikaci a identifikaci bakterií.

Dále popíšeme nejpozoruhodnější vlastnosti každého z členů, kteří tvoří tři oblasti života:

Doména Archaea

Archaea jsou organismy, které jsou charakterizovány hlavně obýváním prostředí s extrémními podmínkami teploty, kyselosti, pH mezi ostatními.

Tímto způsobem byly nalezeny ve vodách s významně vysokými koncentracemi solí, kyselým prostředím a termálními vodami. Navíc, některé archaea také obývají oblasti s “průměrnými” podmínkami, takový jako půda nebo zažívací trakt některých zvířat..

Z buněčného a strukturálního hlediska jsou archaea charakterizována: nemají jadernou membránu, lipidy membrán jsou spojeny etherovými vazbami, představují buněčnou stěnu - ale toto není složeno z peptidoglykanu a struktura genů je podobné eukaryontům 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 oxid uhličitý, vodík a dusík k výrobě energie, produkující metanový plyn jako odpadní produkt. První oblouky, které mají být sekvenovány, patří do této skupiny.

Druhá skupina, halofily jsou "milovníci soli". Pro jeho vývoj je nezbytné, aby životní prostředí mělo koncentraci soli asi desetkrát větší než koncentrace oceánu. Některé druhy mohou tolerovat koncentrace až 30krát vyšší. Tyto mikroorganismy se nacházejí v mrtvém moři a v odpařených rybnících.

Konečně, termoacidofily jsou schopny vydržet extrémní teploty: vyšší než 60 stupňů (některé mohou tolerovat více než 100 stupňů) a nižší než bod tuhnutí vody.

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

Doména bakterií

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

I když je pravda, že některé bakterie způsobují smrtelná onemocnění, mnohé z nich jsou prospěšné nebo žijí v našem těle a vytvářejí komensální vztahy, které jsou součástí naší normální flóry..

Bakterie nemají jadernou membránu, nemají organely samotné, jejich buněčná membrána je složena z lipidů s vazbami esterového typu a stěna je složena z peptidoglykanu..

Reprodukují se asexuálně a dokazují se i případy horizontálního přenosu genů.

Klasifikace bakterií

Ačkoli klasifikace bakterií je opravdu složitá, budeme se zde zabývat základními rozdíly v doméně, v cyanobakteriích a eubakteriích..

Členové cyanobakterií jsou modré zelené fotosyntetické bakterie, které produkují kyslík. Podle fosilního záznamu se objevili asi před 3,2 miliardami let a byli zodpovědní za drastickou změnu z anaerobního prostředí na aerobní prostředí (bohaté na kyslík).

Eubacteria, na druhé straně, jsou pravé bakterie. Ty jsou prezentovány v různých morfologiích (cocci, bacilli, vibrios, helical, mj. Mimo jiné) a mají struktury modifikované pro svou pohyblivost, jako jsou řasinky a bičíky.

Doména Eukarya

Eukaryoty jsou organismy, které se vyznačují především přítomností dobře definovaného jádra, ohraničeného složitou biologickou membránou.

Ve srovnání s ostatními doménami má membrána různou strukturu a lipidy vykazují vazby esterového typu. Prezentují skutečné organely, vymezené membránami, struktura genomu je podobná archaea a je organizována do lineárních chromozomů.

Skupinová reprodukce je mimořádně různorodá, vykazuje jak sexuální, tak asexuální modality, a mnozí členové skupiny jsou schopni se rozmnožovat oběma směry - vzájemně se nevylučují.

Klasifikace eukaryot

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

Protists jsou jednobuněčné eukaryotes, takový jako euglenas a paremecios. Organismy, které běžně známe jako houby, jsou členy houbového království. Existují uni a pluricelulární formy. Jsou to klíčové prvky v ekosystémech k degradaci mrtvé organické hmoty.

Rostliny se skládají z fotosyntetických organismů s buněčnou stěnou tvořenou převážně celulózou. Jeho nejvýraznější charakteristikou je přítomnost fotosyntetického pigmentu: chlorofylu.

To zahrnuje kapradiny, mechy, kapradiny, gymnosperms a angiosperms.

Zvířata se skládají ze skupiny heterotrofních vícebuněčných organických bytostí, z nichž většina je schopna pohybu a přemístění. Jsou rozděleny do dvou velkých skupin: bezobratlých a bezobratlých.

Bezobratlí jsou tvořeni poriferous, cnidarians, hlístic, měkkýšů, členovců, ostnokožců a jiných malých skupin. Obdobně, obratlovci jsou ryby, obojživelníci, plazi, ptáci a savci.

Zvířatům se podařilo kolonizovat prakticky všechna prostředí, včetně oceánů a vzdušného prostředí, a ukázaly složitý soubor úprav pro každý.

Odkazy

1. Forterre P. (2015). Univerzální strom života: aktualizace. Hranice v mikrobiologii, 6, 717.
2. Koonin E. V. (2014). Vize buněčného vývoje a oblastí života Carl Woese. RNA biologie, 11(3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, M. J. (2009). Království a domény: ilustrovaný průvodce fylou života na Zemi. Akademická tisková zpráva.
4. Sapp, J. (2009). Nové základy evoluce: na stromě života. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, G. E. (2013). Jedinečné hledání univerzálního stromu života. Recenze mikrobiologie a molekulární biologie: MMBR, 77(4), 541-50.
6. Staley J. T. (2017). Doménová buněčná teorie podporuje nezávislý vývoj hypotézy Eukarya, Bacteria a Archaea a hypotézy jaderného kompartmentu. Otevřená biologie, 7(6), 170041.