DE 3 DOMÄNERNA INOM BIOLOGI (WOESE KLASSIFICERING) - BIOLOGI - 2025

De tre biologiska domänerna eller systemet med tre domäner är en klassificering som föreslogs av biologen Carl Woese i slutet av 1970-talet, som delade organiska varelser i domänerna Bakterier, Archaea och Eukaryota.

Denna klassificering i "domäner" är överlägsen det traditionella uppdelningssystemet i fem eller sex riken, som vi är mest bekanta med. Den grundläggande uppdelningen av domäner är att dela upp prokaryoter i två domäner, där archaea är mer relaterade till eukaryoter än till den andra gruppen av prokaryoter - bakterier.

Källa: Rock 'n Roll, från Wikimedia Commons

Detta fylogenetiska arrangemang är allmänt accepterat av de flesta biologer. Men med utvecklingen av bioinformatik och statistiska verktyg har vissa författare föreslagit nya förhållanden mellan levande saker, vilket trotsar Woeses klassificering.

Klassificeringshistorik

Uppdelning i två riken: Animalia och Plantae

Innan publiceringen av Woese och hans kollegas verk använde biologer en "traditionell" klassificering med en enkel och intuitiv dikotomi som delade växter från djur - formellt Animalia och Plantae.

I denna uppdelning ansågs alla bakterier, svampar och fotosyntetiska protister som "växter" medan protozoner grupperades tillsammans med djur.

Med vetenskapens utveckling, utvecklingen av moderna metoder och en mer ingående analys av organiska varelser blev det tydligt att uppdelningen i växter och djur inte passade till dessa äkta evolutionära historia. I själva verket var det en "rustik" och inkonsekvent förenkling av förhållandena mellan dem.

Uppdelning i tre riken:

För att avhjälpa denna situation har den kända evolutionsbiologen och ornitologen Ernst Haeckel lagt till ett nytt kungarike på listan: Protista Kingdom.

Denna klassificering uppnådde en tydligare uppdelning av former som uppenbarligen inte borde grupperas. Klassificeringen förblev dock oroväckande problematisk.

Uppdelning i fem riken

1969 föreslog den amerikanska ekologen Robert Harding Whittaker uppdelningsplanen i fem riken: Animalia, Plantae, Fungi, Monera och Prostista.

Detta system baseras huvudsakligen på de celltyper som utgör organismer. Medlemmarna i Monera är unicellulära och prokaryota varelser, medan protisterna också är unicellulära men eukaryota.

De återstående tre kungariket - Animalia, Plantae och Fungi - klassificeras i termer av deras näringssätt. Växter har fotosyntetiska förmågor, svampar utsöndrar enzymer i miljön, följt av absorption av näringsämnen, och djur konsumerar sin mat med intern eller yttre matsmältning.

Uppdelningen av organismer i fem riken accepterades allmänt av tidens systematiker, eftersom de ansåg att klassificeringen i allt högre grad anpassades till de verkliga evolutionära förhållandena hos levande varelser.

Uppdelning i tre domäner

På 1970-talet började University of Illinois professor Carl Woese att hitta bevis för en viss okänd grupp av mycket slående ensamiga organismer. Dessa bodde i miljöer med extrema förhållanden temperatur, salthalt och pH, ​​där man trodde att livet inte kunde upprätthållas.

Vid första anblicken klassificerades dessa organismer som bakterier och kallades archaebacteria. En djupare och mer detaljerad titt på arkaebakterierna gjorde det dock tydligt att skillnaderna med bakterierna var så slående att de inte kunde klassificeras inom samma grupp. I själva verket var likheten bara ytlig.

På detta sätt tillät det molekylära beviset denna grupp forskare att upprätta ett klassificeringssystem med tre domäner: Bakterier, Archaea och Eukaryota.

Att föreslå nya släktforskningar mellan organismer markerade en händelse av stor betydelse i modern biologi. Denna viktiga upptäckt ledde till att Woese vann National Medal of Science år 2000.

Livets tre domäner

Livets träd som föreslagits av Carl Woese fastställer möjliga släktförhållanden mellan organiska varelser, vilket tyder på att det finns tre livsområden.

Denna hypotes föreslogs tack vare analysen av 16S ribosomalt RNA - förkortat till 16S rRNA.

Denna markör är en komponent i 30S-subenheten i den prokaryota ribosomen. Efter Woese arbete har det använts i stor utsträckning för fylogenetisk inferens. Idag är det mycket användbart att fastställa klassificering och identifiering av bakterier.

Nedan beskriver vi de mest anmärkningsvärda egenskaperna hos var och en av medlemmarna som utgör de tre livsområdena:

Archaea-domän

arkéer

Archaea är organismer som huvudsakligen kännetecknas av bebodda miljöer med extrema förhållanden bland annat temperatur, surhet, pH.

På detta sätt har de hittats i vatten med betydligt höga saltkoncentrationer, sura miljöer och heta källor. Dessutom bor vissa archaea också regioner med "genomsnittliga" förhållanden, till exempel jorden eller matsmältningskanalen hos vissa djur.

Ur cellulär och strukturell synvinkel kännetecknas archaea av: de har inte ett kärnmembran, membranens lipider är länkade av eterbindningar, de presenterar en cellvägg - men detta är inte sammansatt av peptidoglykan, och strukturen hos generna är liknar eukaryoter på cirkulära kromosomer.

Reproduktionen av dessa prokaryoter är asexuell och horisontell genöverföring har bevisats.

Klassificering av archaea

De klassificeras som metanogena, halofila och termoacidofila. Den första gruppen använder koldioxid, väte och kväve för att producera energi och producerar metangas som en avfallsprodukt. Den första bågen som sekvenseras tillhör denna grupp.

Den andra gruppen, halofilerna är "älskare av salt." För dess utveckling är det nödvändigt för miljön att ha en saltkoncentration som är ungefär tio gånger större än havets. Vissa arter kan tolerera koncentrationer upp till 30 gånger högre. Dessa mikroorganismer finns i Döda havet och i förångade dammar.

Slutligen kan termoacidofiler tåla extrema temperaturer: större än 60 grader (vissa tål mer än 100 grader) och mindre än vattenens fryspunkt.

Det är nödvändigt att klargöra att det är de optimala förhållandena för livslängden för dessa mikroorganismer - om vi utsätter dem för rumstemperatur är det mycket möjligt att de kommer att dö.

Bakteriedomän

Mycobacterium tuberculosis bakterier

Bakteriedomänen innefattar en stor grupp prokaryota mikroorganismer. I allmänhet förknippar vi dem oftast med sjukdomar. Ingenting är längre från verkligheten än denna missförstånd.

Även om det är sant att vissa bakterier orsakar dödliga sjukdomar, är många av dem gynnsamma eller lever i vår kropp och skapar kommensala förhållanden och utgör en del av vår normala flora.

Bakterier har inte ett kärnmembran, de saknar organeller själva, deras cellmembran består av lipider med ester-bindningar och väggen består av peptidoglycan.

De reproducerar asexually och horisontella genöverföringshändelser har visats.

Klassificering av bakterier

Även om klassificeringen av bakterier är riktigt komplex, kommer vi här att diskutera de grundläggande uppdelningarna av domänen, cyanobakterier och eubakterier.

Medlemmarna av cyanobakterier är blågröna fotosyntetiska bakterier som producerar syre. Enligt fossilregistret verkade de för cirka 3,2 miljarder år sedan och var ansvariga för den drastiska förändringen från en anaerob miljö till en aerob miljö (rik på syre).

Eubakterier är för sin del de sanna bakterierna. Dessa förekommer i olika morfologier (cocci, bacilli, vibrios, spiralformade, bland andra) och har modifierade strukturer för sin rörlighet, såsom cilia och flagella.

Eukarya domän

Eukaryotisk mänsklig cellrepresentation. Du kan se kärnan

Eukaryoter är organismer som främst kännetecknas av närvaron av en väl definierad kärna, avgränsad av ett komplext biologiskt membran.

Jämfört med de andra domänerna har membranet olika strukturer och lipiderna uppvisar esterliknande bindningar. De presenterar verkliga organeller, avgränsade av membran, genomets struktur liknar archaea, och det är organiserat i linjära kromosomer.

Gruppreproduktionen är oerhört varierad och uppvisar både sexuella och asexuella former, och många gruppmedlemmar kan reproducera på båda sätten - de är inte ömsesidigt exklusiva.

Klassificering av eukaryoter

Det inkluderar fyra riken med mycket varierande och heterogena former: protisterna, svampar, pantor och djur.

Protister är encelliga eukaryoter, som euglena och paremecia. De organismer som vi vanligtvis känner som svampar är medlemmarna i svampriket. Det finns uni- och flercelliga former. De är viktiga element i ekosystem för att bryta ner döda organiska ämnen.

Växter består av fotosyntetiska organismer med en cellvägg huvudsakligen gjord av cellulosa. Det mest iögonfallande kännetecknet är närvaron av det fotosyntetiska pigmentet: klorofyll.

Det inkluderar ormbunkar, mossor, ormbunkar, gymnosperm och angiosperm.

Djur utgör en grupp heterotrofa multicellulära organiska varelser, de flesta med kapacitet för rörelse och förskjutning. De är indelade i två stora grupper: ryggradslösa djur och ryggradslösa djur.

Ryggradslösa djur består av porifers, cnidarians, nematoder, blötdjur, leddjur, hästdjur och andra små grupper. På samma sätt är ryggradsdjur fisk, paddor, reptiler, fåglar och däggdjur.

Djur har lyckats kolonisera praktiskt taget alla miljöer, inklusive hav och luftmiljöer, och visar en komplex uppsättning anpassningar för var och en.

referenser

1. Forterre P. (2015). Livets universella träd: en uppdatering. Frontiers in mikrobiologi, 6, 717.
2. Koonin EV (2014). Carl Woese syn på cellulär evolution och livets domäner. RNA-biologi, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Rike och domäner: en illustrerad guide till livslängd på jorden. Academic Press.
4. Sapp, J. (2009). Evolutionens nya grunder: på livets träd. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, GE (2013). Den enskilda strävan efter ett universellt träd i livet. Översikt av mikrobiologi och molekylärbiologi: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Domäncellteori stöder den oberoende utvecklingen av Eukarya, bakterier och archaea och hypotesen om kärnkammargemenskapen. Öppen biologi, 7 (6), 170041.