3 ОБЛАСТІ В БІОЛОГІЇ (КЛАСИФІКАЦІЯ ВОЛОСА) - БІОЛОГІЯ - 2025

Ці три області біології або система три домену є класифікація , запропонована біолог Карл Воуз в кінці 1970 - х років, який розділив органічні істоти в бактерії, археї і Eukaryota доменів.

Ця класифікація на "домени" перевершує традиційну систему поділу на п'ять-шість царства, з якою ми найбільше знайомі. Фундаментальний поділ доменів - це поділ прокаріотів на два домени, де археї більше пов'язані з еукаріотів, ніж з іншою групою прокаріотів - бактерій.

Джерело: Rock 'n Roll, від Wikimedia Commons

Ця філогенетична композиція широко прийнята більшістю біологів. Однак, з розвитком біоінформатики та статистичних інструментів деякі автори запропонували нові взаємозв'язки між живими істотами, що не викликає класифікації Вуса.

Історія класифікації

Поділ на два царства: Анімалія та Планта

Перед публікацією праць Уїза та його колег біологи використовували "традиційну" класифікацію, використовуючи просту та інтуїтивну дихотомію, яка розділяла рослини від тварин - формально Анімалії та Планта.

У цьому поділі всі бактерії, гриби та фотосинтетичні протетики вважалися «рослинами», а найпростіші групувалися разом із тваринами.

З прогресом науки, розвитком сучасних методологій та більш ретельним аналізом органічних істот стало зрозуміло, що поділ на рослини та тварини не відповідає справжній еволюційній історії цих. Насправді це було "сільське" і непослідовне спрощення відносин між ними.

Поділ на три царства:

Щоб виправити цю ситуацію, відомий еволюційний біолог та орнітолог Ернст Геккель додав до списку нове царство: Королівство Протіста.

Ця класифікація досягла чіткішого поділу форм, які, очевидно, не слід групувати. Однак класифікація залишилася тривожно проблематичною.

Поділ на п'ять королівств

У 1969 р. Американський еколог Роберт Хардінг Уіттакер запропонував схему поділу на п'ять королівств: Анімалію, Планта, Гриби, Монеру та Простісту.

Ця система заснована в основному на типах клітин, що складають організми. Члени Монери - це одноклітинні та прокаріотичні істоти, тоді як протисти також одноклітинні, але еукаріотичні.

Три решти царства - Анімалія, Планта і Гриби - класифікуються за способом їх отримання. Рослини мають фотосинтетичні можливості, гриби виділяють ферменти в навколишнє середовище з подальшим засвоєнням поживних речовин, а тварини споживають свою їжу при внутрішньому або зовнішньому перетравленні.

Поділ організмів на п’ять королівств широко прийнято тодішніми систематистами, оскільки вони вважали, що класифікація все більше підлаштовується під реальні еволюційні відносини живих істот.

Поділ на три сфери

У 1970-х професор університету Іллінойсу Карл Уїз почав знаходити докази для певної невідомої групи дуже вражаючих одноклітинних організмів. Вони жили в середовищі з екстремальними умовами температури, солоності та рН, де вважалося, що життя не можна підтримувати.

На перший погляд ці організми були класифіковані як бактерії і отримали назву архебактерій. Однак більш глибокий і детальний погляд на архебактерії дав зрозуміти, що відмінності з бактеріями були настільки разючими, що їх неможливо було класифікувати в межах однієї групи. Насправді подібність була просто поверхневою.

Таким чином, молекулярні докази дозволили цій групі дослідників встановити систему класифікації трьох областей: бактерій, археїв та еукаріот.

Запропоновані нові генеалогічні зв’язки між організмами ознаменували подію великого значення в сучасній біології. Це важливе відкриття призвело Уїз до завоювання Національної медалі науки у 2000 році.

Три сфери життя

Дерево життя, запропоноване Карлом Вусом, встановлює можливі генеалогічні зв’язки між органічними істотами, що дозволяє припустити існування трьох областей життя.

Ця гіпотеза була запропонована завдяки аналізу 16S рибосомної РНК - скорочено 16S рРНК.

Цей маркер є компонентом 30S субодиниці прокаріотичної рибосоми. Слідом за роботою Уїза, він широко використовувався для філогенетичного висновку. Сьогодні дуже корисно встановити класифікацію та ідентифікацію бактерій.

Нижче ми опишемо найпомітніші характеристики кожного з членів, що складають три сфери життя:

Archaea Domain

Архея

Археї - це організми, для яких характерне, головним чином, середовище проживання з екстремальними умовами температури, кислотності, рН, серед інших.

Таким чином вони виявлені у водах із значно високими сольовими концентраціями, кислих середовищах та гарячих джерелах. Крім того, деякі археї також населяють регіони з "середніми" умовами, наприклад, грунт або травний тракт деяких тварин.

З клітинної та структурної точки зору для археїв характерні: вони не мають ядерної мембрани, ліпіди мембран пов'язані ефірними зв’язками, вони представляють клітинну стінку - але це не складається з пептидоглікана, а структура генів є схожий на еукаріоти на кругових хромосомах.

Розмноження цих прокаріотів є безстатевим, і горизонтальний перенос генів був засвідчений.

Класифікація архей

Їх класифікують як метаногенні, галофільні та термоацидофільні. Перша група використовує вуглекислий газ, водень та азот для отримання енергії, утворюючи газ метану як відхідний продукт. Перша арка, яка буде секвенсована, належить до цієї групи.

Друга група, галофіли - "любителі солі". Для його розвитку необхідно, щоб навколишнє середовище мала концентрацію фізіологічного розчину приблизно в 10 разів більше, ніж у океану. Деякі види можуть переносити концентрації до 30 разів вище. Ці мікроорганізми є у Мертвому морі та у випарених ставках.

Нарешті, термоацидофіли здатні витримувати екстремальні температури: більше 60 градусів (деякі можуть переносити більше 100 градусів) і менше точки замерзання води.

Необхідно уточнити, що це оптимальні умови для життя цих мікроорганізмів - якщо ми піддамо їх кімнатній температурі, цілком можливо, вони загинуть.

Домен бактерій

Мікобактерії туберкульозу

Домен бактерії включає велику групу прокаріотичних мікроорганізмів. Взагалі ми зазвичай асоціюємо їх із захворюваннями. Ніщо не відрізняється від реальності, ніж це непорозуміння.

Хоча правда, що певні бактерії викликають летальні захворювання, багато з них корисні або живуть в нашому організмі, встановлюючи коменсальні стосунки, складаючи частину нашої нормальної флори.

Бактерії не мають ядерної мембрани, їм не вистачає органел, їх клітинна мембрана складається з ліпідів з ефірними зв’язками, а стінка складається з пептидоглікана.

Вони розмножуються безстатево, про що свідчать і горизонтальні події передачі генів.

Класифікація бактерій

Хоча класифікація бактерій дійсно складна, тут ми поговоримо про основні підрозділи домену, ціанобактерій та еубактерій.

Члени ціанобактерій - синьо-зелені фотосинтетичні бактерії, які виробляють кисень. Відповідно до записів викопних робіт, вони з'явилися приблизно 3,2 мільярда років тому і були причиною різкої зміни від анаеробного середовища до аеробного (багатого киснем) середовища.

Евбактерії зі свого боку - справжні бактерії. Вони з'являються в різноманітних морфологіях (коки, бацили, вібріони, спіралі, серед інших) і мають модифіковані структури для їх рухливості, такі як вії та джгутики.

Домен Еукарія

Еукаріотичне представлення клітин людини. Ви можете бачити серцевину

Еукаріоти - це організми, які відрізняються насамперед наявністю чітко визначеного ядра, відмежованого складною біологічною мембраною.

Порівняно з іншими доменами, мембрана має різноманітну структуру і ліпіди виявляють ефіроподібні зв’язки. У них представлені справжні органели, обмежені мембранами, структура геному схожа на археї, і вона організована в лінійних хромосомах.

Групове відтворення надзвичайно різноманітне, проявляє як сексуальні, так і безстатеві модальності, і багато членів групи здатні до відтворення обома способами - вони не є взаємовиключними.

Класифікація еукаріотів

Він включає чотири царства з дуже різноманітними та неоднорідними формами: протисти, гриби, панта і тварини.

Протисти - це одноклітинні еукаріоти, як еуглена та паремеція. Організми, які ми зазвичай називаємо грибами, є членами царства грибів. Існують одно- і багатоклітинні форми. Вони є ключовими елементами в екосистемах для деградації мертвої органічної речовини.

Рослини складаються з фотосинтетичних організмів з клітинною стінкою, в основному з целюлози. Найбільш помітною його характеристикою є наявність фотосинтетичного пігменту: хлорофілу.

До нього відносяться папороть, мох, папороть, голонасінний і покритонасінний.

Тварини складають групу гетеротрофних багатоклітинних органічних істот, більшість із здатністю до руху та переміщення. Вони поділяються на дві великі групи: безхребетні та безхребетні.

Безхребетні складаються з корифеїв, щітників, нематод, молюсків, членистоногих, голкошкірих та інших малих груп. Так само хребетні - це риби, земноводні, плазуни, птахи та ссавці.

Тваринам вдалося колонізувати практично всі середовища, включаючи океани та повітряне середовище, демонструючи складний набір пристосувань для кожного.

Список літератури

1. Фортерре П. (2015). Універсальне дерево життя: оновлення. Межі в мікробіології, 6, 717.
2. Кунін Є. В. (2014). Бачення Карла Вуза про клітинну еволюцію та сфери життя. РНК біологія, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Королівства та власні місця: ілюстрований посібник з філа життя на Землі. Академічна преса.
4. Сапп, Дж. (2009). Нові основи еволюції: на дереві життя. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, GE (2013). Поодинокі пошуки універсального дерева життя. Огляди мікробіології та молекулярної біології: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Теорія доменних клітин підтримує незалежну еволюцію еукарії, бактерій та археїв та гіпотезу про спільність ядерного відділення. Відкрита біологія, 7 (6), 170041.