ТРИ ОБЛАСТИ БИОЛОГИИ (КЛАССИФИКАЦИЯ БЕД) - БИОЛОГИЯ - 2025

Эти три области биологии или система три домена является классификация , предложенная биолог Карл Вёзе в конце 1970 - х годов, который делит органические существа в бактерии, археи и Eukaryota доменов.

Эта классификация «владений» превосходит традиционную систему разделения на пять или шесть царств, с которой мы наиболее знакомы. Фундаментальное разделение доменов - разделение прокариот на два домена, где археи больше связаны с эукариотами, чем с другой группой прокариот - бактериями.

Источник: рок-н-ролл, Wikimedia Commons.

Такое филогенетическое устройство широко принято большинством биологов. Однако с развитием биоинформатики и статистических инструментов некоторые авторы предложили новые отношения между живыми существами, что не поддается классификации Вёзе.

История классификации

Разделение на два царства: Animalia и Plantae

До публикации работ Вёзе и его коллег биологи использовали «традиционную» классификацию, используя простую и интуитивно понятную дихотомию, которая отделяла растения от животных - формально Animalia и Plantae.

В этом подразделении все бактерии, грибы и фотосинтезирующие простейшие считались «растениями», тогда как простейшие были сгруппированы вместе с животными.

С развитием науки, развитием современных методологий и более тщательным анализом органических существ стало ясно, что разделение на растения и животных не соответствует их истинной эволюционной истории. По сути, это было «простоватое» и непоследовательное упрощение отношений между ними.

Разделение на три царства:

Чтобы исправить эту ситуацию, известный биолог-эволюционист и орнитолог Эрнст Геккель добавил в список новое королевство: Королевство протистов.

Эта классификация позволила добиться более четкого разделения форм, которые, очевидно, не следует группировать. Однако классификация оставалась проблематичной.

Разделение на пять королевств

В 1969 году американский эколог Роберт Хардинг Уиттакер предложил схему разделения на пять царств: Animalia, Plantae, Fungi, Monera и Prostista.

Эта система основана в основном на типах клеток, из которых состоят организмы. Члены Monera - одноклеточные и прокариотические существа, в то время как протисты также одноклеточные, но эукариотические.

Остальные три царства - Animalia, Plantae и Fungi - классифицируются по способу получения питательных веществ. Растения обладают фотосинтетическими способностями, грибы выделяют ферменты в окружающую среду с последующим поглощением питательных веществ, а животные потребляют свою пищу с внутренним или внешним пищеварением.

Разделение организмов на пять царств было широко принято систематиками того времени, поскольку они считали, что классификация все в большей степени соответствовала реальным эволюционным отношениям живых существ.

Разделение на три области

В 1970-х годах профессор Университета Иллинойса Карл Вёзе начал находить доказательства существования некой неизвестной группы очень поразительных одноклеточных организмов. Они жили в среде с экстремальными условиями температуры, солености и pH, где считалось, что жизнь не может поддерживаться.

На первый взгляд эти организмы были классифицированы как бактерии и назывались архебактериями. Однако более глубокий и детальный взгляд на архебактерии показал, что различия с бактериями настолько разительны, что их нельзя отнести к одной группе. На самом деле сходство было чисто поверхностным.

Таким образом, молекулярные свидетельства позволили этой группе исследователей создать систему классификации из трех доменов: бактерий, архей и эукариот.

Предложение новых генеалогических отношений между организмами стало событием огромной важности в современной биологии. Это важное открытие привело Везе к награждению Национальной медалью науки в 2000 году.

Три области жизни

Древо жизни, предложенное Карлом Вёзе, устанавливает возможные генеалогические отношения между органическими существами, предполагая существование трех областей жизни.

Эта гипотеза была предложена благодаря анализу 16S рибосомной РНК - сокращенно 16S рРНК.

Этот маркер является компонентом 30S-субъединицы прокариотической рибосомы. После работы Вёзе он широко использовался для филогенетических выводов. Сегодня очень полезно установить классификацию и идентификацию бактерий.

Ниже мы опишем наиболее заметные характеристики каждого из членов, составляющих три области жизни:

Архейский Домен

Archaea

Археи - это организмы, для которых характерно, в основном, обитание в средах с экстремальными условиями температуры, кислотности, pH и прочего.

Таким образом, они были обнаружены в водах со значительно высокой концентрацией соли, кислой среде и горячих источниках. Кроме того, некоторые археи населяют регионы со «средними» условиями, такие как почва или пищеварительный тракт некоторых животных.

С клеточной и структурной точки зрения археи характеризуются: у них нет ядерной мембраны, липиды мембран связаны эфирными связями, они представляют собой клеточную стенку, но она не состоит из пептидогликана, а структура генов является неизменной. похож на эукариот на кольцевых хромосомах.

Размножение этих прокариот происходит бесполым путем, и подтвержден горизонтальный перенос генов.

Классификация архей

Они подразделяются на метаногенные, галофильные и термоацидофильные. Первая группа использует углекислый газ, водород и азот для производства энергии, производя метан в качестве побочного продукта. К этой группе принадлежит первая секвенируемая дуга.

Вторая группа - галофилы - «любители соли». Для его развития необходимо, чтобы в окружающей среде концентрация соли была примерно в 10 раз выше, чем в океане. Некоторые виды могут переносить концентрации до 30 раз выше. Эти микроорганизмы обитают в Мертвом море и в прудах с испарениями.

Наконец, термоацидофилы способны выдерживать экстремальные температуры: выше 60 градусов (некоторые могут переносить более 100 градусов) и ниже точки замерзания воды.

Необходимо уточнить, что это оптимальные условия для жизни этих микроорганизмов - если их подвергнуть воздействию комнатной температуры, вполне возможно, что они погибнут.

Домен бактерий

Бактерии Mycobacterium tuberculosis

Бактериальный домен включает большую группу прокариотических микроорганизмов. Обычно мы связываем их с болезнями. Нет ничего более далекого от реальности, чем это недоразумение.

Хотя это правда, что некоторые бактерии вызывают смертельные заболевания, многие из них полезны или живут в нашем организме, устанавливая комменсальные отношения, составляя часть нашей нормальной флоры.

Бактерии не имеют ядерной мембраны, у них нет самих органелл, их клеточная мембрана состоит из липидов со связями сложноэфирного типа, а стенка состоит из пептидогликана.

Они размножаются бесполым путем, и были подтверждены случаи горизонтального переноса генов.

Классификация бактерий

Хотя классификация бактерий действительно сложна, здесь мы обсудим основные подразделения домена, цианобактерии и эубактерии.

Члены цианобактерий - сине-зеленые фотосинтезирующие бактерии, производящие кислород. Согласно летописи окаменелостей, они появились около 3,2 миллиарда лет назад и были ответственны за резкий переход от анаэробной среды к аэробной (богатой кислородом).

Эубактерии, в свою очередь, являются настоящими бактериями. Они появляются в различной морфологии (кокки, бациллы, вибрионы, спирали и другие) и имеют модифицированные структуры для их подвижности, такие как реснички и жгутики.

Eukarya Domain

Представление эукариотических клеток человека. Вы можете увидеть ядро

Эукариоты - это организмы, которые отличаются в первую очередь наличием четко выраженного ядра, ограниченного сложной биологической мембраной.

По сравнению с другими доменами мембрана имеет разнообразную структуру, а липиды имеют сложноэфирные связи. Они представляют собой настоящие органеллы, ограниченные мембранами, структура генома похожа на археи, и он организован в линейные хромосомы.

Групповое размножение чрезвычайно разнообразно, проявляя как сексуальные, так и бесполые модальности, и многие члены группы способны размножаться обоими способами - они не исключают друг друга.

Классификация эукариот

Он включает четыре царства с очень разнообразными и неоднородными формами: простейшие, грибы, панты и животные.

Протисты - это одноклеточные эукариоты, такие как эвглена и паремеции. Организмы, которые мы обычно называем грибами, являются членами царства грибов. Бывают одноклеточные и многоклеточные формы. Они являются ключевыми элементами экосистемы для разложения мертвого органического вещества.

Растения состоят из фотосинтезирующих организмов, клеточная стенка которых в основном состоит из целлюлозы. Его наиболее заметной характеристикой является присутствие фотосинтетического пигмента: хлорофилла.

Сюда входят папоротники, мхи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные.

Животные составляют группу гетеротрофных многоклеточных органических существ, большинство из которых обладают способностью к движению и перемещению. Они делятся на две большие группы: беспозвоночные и беспозвоночные.

Беспозвоночные состоят из морских обитателей, книдарий, нематод, моллюсков, членистоногих, иглокожих и других небольших групп. Точно так же позвоночные животные - это рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие.

Животные сумели колонизировать практически все среды, включая океаны и воздушную среду, демонстрируя сложный набор приспособлений для каждой из них.

Ссылки

1. Фортер П. (2015). Универсальное древо жизни: обновление. Границы микробиологии, 6, 717.
2. Кунин Э.В. (2014). Видение Карла Вёза клеточной эволюции и сфер жизни. Биология РНК, 11 (3), 197-204.
3. Маргулис, Л., и Чепмен, MJ (2009). Королевства и владения: иллюстрированное руководство по типам жизни на Земле. Академическая пресса.
4. Сапп, Дж. (2009). Новые основы эволюции: на древе жизни. Издательство Оксфордского университета.
5. Сапп, Дж., И Фокс, GE (2013). Необычный поиск универсального древа жизни. Обзоры по микробиологии и молекулярной биологии: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Стейли Дж. Т. (2017). Теория доменных клеток поддерживает независимую эволюцию эукарий, бактерий и архей и гипотезу общности ядерных компартментов. Открытая биология, 7 (6), 170041.