DE 3 DOMENENE I BIOLOGI (WOESE KLASSIFISERING) - BIOLOGI - 2026

De tre domenene til biologi eller tre-domenesystemet er en klassifisering som ble foreslått av biologen Carl Woese på slutten av 1970-tallet, som delte organiske vesener inn i domene Bacteria, Archaea og Eukaryota.

Denne klassifiseringen i "domener" er overlegen i forhold til det tradisjonelle oppdelingssystemet i fem eller seks riker, som vi er mest kjent med. Den grunnleggende inndelingen av domenene er å dele prokaryotene i to domener, der archaea er mer relatert til eukaryotene, enn til den andre gruppen av prokaryoter - bakteriene.

Kilde: Rock 'n Roll, fra Wikimedia Commons

Denne fylogenetiske ordningen er allment akseptert av de fleste biologer. Imidlertid, med utviklingen av bioinformatikk og statistiske verktøy, har noen forfattere foreslått nye forhold mellom levende vesener, som trosser Woeses klassifisering.

Klassifiseringshistorie

Oppdeling i to riker: Animalia og Plantae

Før publiseringen av verkene til Woese og hans kolleger, brukte biologer en "tradisjonell" klassifisering, ved å bruke en enkel og intuitiv dikotomi som delte planter fra dyr - formelt Animalia og Plantae.

I denne divisjonen ble alle bakterier, sopp og fotosyntetiske protister betraktet som "planter", mens protozoer ble gruppert sammen med dyr.

Med vitenskapens fremskritt, utviklingen av moderne metodologier og en grundigere analyse av organiske vesener, ble det klart at inndelingen i planter og dyr ikke passet til den sanne evolusjonære historien til disse. Det var faktisk en "rustikk" og inkonsekvent forenkling av forholdene mellom dem.

Oppdeling i tre riker:

For å bøte på denne situasjonen la den anerkjente evolusjonsbiologen og ornitologen Ernst Haeckel et nytt rike til listen: Protista Kingdom.

Denne klassifiseringen oppnådde en tydeligere inndeling av former som åpenbart ikke burde grupperes. Klassifiseringen forble imidlertid alarmerende problematisk.

Oppdeling i fem riker

I 1969 foreslo den amerikanske økologen Robert Harding Whittaker delingsordningen i fem riker: Animalia, Plantae, Fungi, Monera og Prostista.

Dette systemet er hovedsakelig basert på celletypene som utgjør organismer. Medlemmene av Monera er encellede og prokaryote vesener, mens protestantene også er enhetscellede, men eukaryote.

De resterende tre kongedømmene - Animalia, Plantae og Fungi - er klassifisert i forhold til deres modus for næring av næringsstoffer. Planter har fotosyntetiske evner, sopp utskiller enzymer i miljøet, etterfulgt av absorpsjon av næringsstoffer, og dyr konsumerer maten sin, med intern eller ekstern fordøyelse.

Delingen av organismer i fem riker ble allment akseptert av datidens systematikere, siden de mente at klassifiseringen i økende grad ble tilpasset de virkelige evolusjonsforholdene til levende vesener.

Del inn i tre domener

På 1970-tallet begynte professor i University of Illinois, Carl Woese, å finne bevis for en viss ukjent gruppe veldig slående encellede organismer. Disse bodde i miljøer med ekstreme forhold med temperatur, saltholdighet og pH, der man trodde at livet ikke kunne opprettholdes.

Ved første øyekast ble disse organismer klassifisert som bakterier, og ble kalt archaebacteria. Et dypere og mer detaljert blikk på arkaebakteriene gjorde det imidlertid klart at forskjellene med bakteriene var så slående at de ikke kunne klassifiseres i samme gruppe. Faktisk var likheten bare overfladisk.

På denne måten tillot molekylær bevis denne gruppen forskere å etablere et klassifiseringssystem med tre domener: Bakterier, Archaea og Eukaryota.

Å foreslå nye slektsforhold mellom organismer markerte en begivenhet av stor betydning i moderne biologi. Denne viktige oppdagelsen førte til at Woese vant National Medal of Science i 2000.

De tre domenene i livet

Livets tre foreslått av Carl Woese etablerer de mulige slektsforholdene mellom organiske vesener, noe som antyder at det eksisterer tre livsområder.

Denne hypotesen ble foreslått takket være analysen av 16S ribosomalt RNA - forkortet som 16S rRNA.

Denne markøren er en komponent i 30S-underenheten til det prokaryote ribosomet. Etter Woese sitt arbeid har det blitt mye brukt for fylogenetisk inferens. I dag er det veldig nyttig å etablere klassifisering og identifisering av bakterier.

Nedenfor beskriver vi de mest kjennetegnende egenskapene til hvert av medlemmene som utgjør de tre livets domener:

Archaea domene

archaea

Archaea er organismer som hovedsakelig er preget av beboende miljøer med ekstreme forhold, blant annet temperatur, surhet, pH.

På denne måten er de funnet i farvann med betydelig høye saltkonsentrasjoner, sure miljøer og varme kilder. I tillegg bor noen archaea også i regioner med "gjennomsnittlige" forhold, for eksempel jorden eller fordøyelseskanalen til noen dyr.

Fra cellulært og strukturelt synspunkt er archaea preget av: de har ikke en kjernemembran, membranenes lipider er koblet sammen med eterbindinger, de presenterer en cellevegg - men dette er ikke sammensatt av peptidoglycan, og strukturen til genene er lik eukaryoter på sirkulære kromosomer.

Reproduksjonen av disse prokaryotene er aseksuell, og det er påvist horisontal genoverføring.

Klassifisering av archaea

De er klassifisert som metanogene, halofile og termoacidofile. Den første gruppen bruker karbondioksid, hydrogen og nitrogen for å produsere energi, og produserer metangass som et avfallsprodukt. Den første buen som ble sekvensert tilhører denne gruppen.

Den andre gruppen, halofile er "elskere av salt." For dens utvikling er det nødvendig for miljøet å ha en saltkonsentrasjon som er omtrent 10 ganger større enn for havet. Noen arter tåler konsentrasjoner som er opptil 30 ganger høyere. Disse mikroorganismer finnes i Dødehavet og i fordampede dammer.

Endelig er termoacidofiler i stand til å motstå ekstreme temperaturer: større enn 60 grader (noen tåler mer enn 100 grader) og mindre enn frysepunktet for vann.

Det er nødvendig å avklare at dette er de optimale forholdene for levetiden til disse mikroorganismene - hvis vi utsetter dem for romtemperatur er det ganske mulig at de vil dø.

Bakteriedomene

Mycobacterium tuberculosis bakterier

Bakteriedomenet omfatter en stor gruppe av prokaryote mikroorganismer. Generelt forbinder vi dem vanligvis med sykdommer. Ingenting er lenger fra virkeligheten enn denne misforståelsen.

Selv om det er sant at visse bakterier forårsaker dødelige sykdommer, er mange av dem gunstige eller lever i kroppen vår, og etablerer commensal-forhold, og utgjør en del av vår normale flora.

Bakterier har ikke en nukleær membran, de mangler organeller selv, cellemembranen deres består av lipider med estertypebindinger og veggen består av peptidoglycan.

De reproduserer useksuelt, og det er påvist horisontale genoverføringshendelser.

Klassifisering av bakterier

Selv om klassifiseringen av bakterier er veldig kompleks, vil vi her diskutere de grunnleggende inndelingene av domenet, cyanobakterier og eubakterier.

Medlemmene av cyanobakterier er blågrønne fotosyntetiske bakterier som produserer oksygen. I følge fossilprotokollen dukket de opp for rundt 3,2 milliarder år siden og var ansvarlige for den drastiske endringen fra et anaerobt miljø til et aerobt miljø (rik på oksygen).

Eubakterier er på sin side de sanne bakteriene. Disse forekommer i forskjellige morfologier (cocci, bacilli, vibrios, spiralformede, blant andre) og har modifiserte strukturer for deres mobilitet, som cilia og flagella.

Eukarya domene

Eukaryotisk menneskelig cellepresentasjon. Du kan se kjernen

Eukaryoter er organismer som først og fremst kjennetegnes ved tilstedeværelsen av en veldefinert kjerne, avgrenset av en kompleks biologisk membran.

Sammenlignet med de andre domenene har membranen en rekke strukturer, og lipidene viser esterlignende bindinger. De presenterer sanne organeller, avgrenset av membraner, strukturen i genomet ligner archaea, og det er organisert i lineære kromosomer.

Gruppegjengivelse er usedvanlig variert og viser både seksuelle og aseksuelle modaliteter, og mange gruppemedlemmer er i stand til å reprodusere seg på begge måter - de er ikke gjensidig utelukkende.

Klassifisering av eukaryoter

Det inkluderer fire riker med veldig varierte og heterogene former: protistene, sopp, pantas og dyr.

Protister er encellede eukaryoter, som euglena og paremecia. Organismene som vi ofte kjenner som sopp er medlemmene i soppriket. Det er uni- og flercellede former. De er sentrale elementer i økosystemer for å nedbryte dødt organisk materiale.

Planter består av fotosyntetiske organismer med en cellevegg hovedsakelig laget av cellulose. Det mest iøynefallende kjennetegn er tilstedeværelsen av det fotosyntetiske pigmentet: klorofyll.

Den inkluderer bregner, moser, bregner, gymnospermer og angiospermer.

Dyr utgjør en gruppe heterotrofiske flercellede organiske vesener, de fleste med kapasitet for bevegelse og fortrengning. De er delt inn i to store grupper: virvelløse dyr og virvelløse dyr.

Virvelløse dyr består av porifers, cnidarians, nematoder, bløtdyr, leddyr, pigghuder og andre små grupper. På samme måte er virveldyr fisk, amfibier, krypdyr, fugler og pattedyr.

Dyr har klart å kolonisere praktisk talt alle miljøer, inkludert hav og luftmiljøer, og viser et komplekst sett med tilpasninger for hvert.

referanser

1. Forterre P. (2015). Livets universelle tre: en oppdatering. Frontiers in mikrobiologi, 6, 717.
2. Koonin EV (2014). Carl Woese visjon om cellulær evolusjon og livets domener. RNA-biologi, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Kongedømmer og domener: en illustrert guide til phylen til liv på jorden. Academic Press.
4. Sapp, J. (2009). De nye grunnlagene for evolusjonen: på livets tre. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, GE (2013). Den enestående søken etter et universelt tre. Mikrobiologi og molekylærbiologiske anmeldelser: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Domain Cell Theory støtter den uavhengige evolusjonen av Eukarya, bakterier og archaea og hypotesen om kjernekammerfellesskap. Åpen biologi, 7 (6), 170041.