3 PODRUČJA BIOLOGIJE (KLASIFIKACIJA JAJA) - BIOLOGIJA - 2026

U tri područja biologije ili sustav s tri domene je klasifikacija predlaže biolog Carl Woese u kasnim 1970-ih, koji je podijeljen organske bića u bakterijama, arheje i Eukaryota domena.

Ova klasifikacija u "domene" superiorna je tradicionalnom sustavu podjele na pet ili šest kraljevstava, s kojim smo najpoznatiji. Temeljna podjela domena je podijeliti prokariote u dvije domene, pri čemu su arheje više povezane s eukariotima nego s drugom skupinom prokariota - bakterija.

Izvor: Rock 'n Roll, iz Wikimedia Commons

Ovaj filogenetski raspored široko je prihvaćen od strane većine biologa. Međutim, s razvojem bioinformatike i statističkih alata neki su autori predložili nove odnose između živih bića, što prkosi Woeseovoj klasifikaciji.

Povijest klasifikacije

Podjela na dva kraljevstva: Animaliju i Plantae

Prije objavljivanja djela Woesea i njegovih kolega, biolozi su koristili "tradicionalnu" klasifikaciju, koristeći jednostavnu i intuitivnu dihotomiju koja je biljke dijelila od životinja - formalno Animalia i Plantae.

U ovoj podjeli sve bakterije, gljivice i fotosintetski protisti smatrali su se „biljkama“, dok su se protozoi grupirali zajedno sa životinjama.

S napretkom znanosti, razvojem modernih metodologija i temeljitijom analizom organskih bića, postalo je jasno da podjela na biljke i životinje ne odgovara njihovoj istinskoj evolucijskoj povijesti. Zapravo je to bilo „rustikalno“ i nedosljedno pojednostavljenje odnosa među njima.

Podjela na tri kraljevstva:

Da bi popravio ovu situaciju, poznati evolucijski biolog i ornitolog Ernst Haeckel dodao je na popis novo kraljevstvo: Kraljevstvo Protista.

Ovom se klasifikacijom postigla jasnija podjela oblika koji se očito ne bi trebali grupirati. Međutim, klasifikacija je ostala alarmantno problematična.

Podjela na pet kraljevstava

1969. američki ekolog Robert Harding Whittaker predložio je shemu podjele na pet kraljevstava: Animalia, Plantae, Fungi, Monera i Prostista.

Taj se sustav uglavnom zasniva na staničnim tipovima koji čine organizme. Pripadnici Monere su jednoćelijska i prokariotska bića, dok su protisti također jednoćelijski, ali eukariotski.

Preostala tri kraljevstva - Animalia, Plantae i Fungi - klasificirana su u pogledu načina prikupljanja hranjivih tvari. Biljke imaju fotosintetske mogućnosti, gljivice izlučuju enzime u okoliš, nakon čega slijedi apsorpcija hranjivih tvari, a životinje konzumiraju hranu uz unutarnju ili vanjsku probavu.

Podjela organizama na pet kraljevstava široko je prihvatila tadašnje sistematičare, budući da su smatrali da se klasifikacija sve više prilagođavala stvarnim evolucijskim odnosima živih bića.

Podjela na tri domene

U 1970-ima profesor Carl Woese sa Sveučilišta Illinois počeo je tražiti dokaze za izvjesnu nepoznatu skupinu vrlo upečatljivih jednoceličnih organizama. Oni su živjeli u okruženjima s ekstremnim uvjetima temperature, slanosti i pH, gdje se mislilo da se život ne može održavati.

Na prvi pogled ti su se organizmi klasificirali kao bakterije i nazvani su arhebakterijama. Međutim, dublji i detaljniji pogled na arhebakterije jasno je dao do znanja da su razlike s bakterijama tako upečatljive da se ne mogu svrstati u istu skupinu. Zapravo, sličnost je bila samo površna.

Na ovaj su način molekularni dokazi omogućili ovoj grupi istraživača da uspostavi klasifikacijski sustav od tri domene: Bakterije, Arhaje i Eukariota.

Predlažući nove genealoške veze između organizama označio je događaj od velikog značaja u modernoj biologiji. Ovo važno otkriće dovelo je Woesea da 2000. osvoji Nacionalnu medalju za znanost.

Tri područja života

Drvo života koje je predložio Carl Woese uspostavlja moguće genealoške veze između organskih bića, sugerirajući postojanje tri domena života.

Ova hipoteza predložena je zahvaljujući analizi 16S ribosomalne RNA - skraćeno kao 16S rRNA.

Ovaj marker je sastavni dio 30S podjedinice prokariotskog ribosoma. Nakon Woeseova djela, široko se koristi za filogenetske zaključke. Danas je vrlo korisno uspostaviti klasifikaciju i identifikaciju bakterija.

U nastavku ćemo opisati najistaknutije karakteristike svakog od članova koji čine tri područja života:

Archaea domena

Archaea

Arheje su organizmi koji su karakteristični uglavnom za naseljavanje u okruženju s ekstremnim uvjetima temperature, kiselosti, pH, između ostalih.

Na taj su način pronađeni u vodama sa značajno visokim koncentracijama soli, kiselom okruženju i vrućim izvorima. Uz to, neke arheje nastanjuju i regije sa "prosječnim" uvjetima, poput tla ili probavnog trakta nekih životinja.

Sa stanične i strukturne točke gledišta za arheje je karakteristično: nemaju nuklearnu membranu, lipidi membrane su povezani eterskim vezama, oni predstavljaju staničnu stijenku - ali to nije sastavljeno od peptidoglikana, a struktura gena je slično eukariotama na kružnim kromosomima.

Razmnožavanje ovih prokariota je aseksualno, a dokazan je horizontalni prijenos gena.

Klasifikacija arheja

Razvrstane su u skupine metanogenih, halofilnih i termoacidofilnih. Prva skupina koristi ugljični dioksid, vodik i dušik za proizvodnju energije, stvarajući plin metan kao otpadni proizvod. Prvi luk koji je sekvenciran pripada ovoj skupini.

Druga grupa, halofili su "ljubitelji soli". Za njegov je razvoj potrebno da koncentracija fiziološke otopine soli oko 10 puta veća od one u oceanu. Neke vrste mogu tolerirati koncentracije i do 30 puta veće. Ti se mikroorganizmi nalaze u Mrtvom moru i u isparenim jezerima.

Konačno, termoacidofili su sposobni izdržati ekstremne temperature: veće od 60 stupnjeva (neke mogu podnijeti više od 100 stupnjeva) i manje od točke smrzavanja vode.

Potrebno je pojasniti da su to optimalni uvjeti za život ovih mikroorganizama - ako ih izložimo sobnoj temperaturi, vrlo je moguće da će oni umrijeti.

Domena bakterija

Bakterije Mycobacterium tuberculosis

Domena bakterija obuhvaća veliku grupu prokariotskih mikroorganizama. Općenito, obično ih povezujemo s bolestima. Ništa nije dalje od stvarnosti od ovog nerazumijevanja.

Iako je istina da određene bakterije uzrokuju smrtne bolesti, mnoge od njih imaju korisne učinke ili žive u našem tijelu uspostavljajući komentarske odnose, čineći našu normalnu floru.

Bakterije nemaju nuklearnu membranu, nedostaju im same organele, njihova stanična membrana sastoji se od lipida s vezama tipa estera, a stijenka je sastavljena od peptidoglikana.

Razmnožavaju se aseksualno, a zabilježeni su i horizontalni događaji prijenosa gena.

Klasifikacija bakterija

Iako je klasifikacija bakterija stvarno složena, ovdje ćemo razgovarati o temeljnim podjelama domene, cijanobakterijama i eubakterijama.

Članovi cijanobakterija su plavo-zelene fotosintetske bakterije koje stvaraju kisik. Prema podacima fosila, pojavili su se prije otprilike 3,2 milijarde godina i bili su odgovorni za drastičnu promjenu iz anaerobnog u aerobno okruženje (bogato kisikom).

Eubakterije su sa svoje strane prave bakterije. Oni se pojavljuju u različitim morfologijama (kokci, bacili, vibrioli, spiralni, među ostalim) i imaju modificirane strukture za svoju pokretljivost, poput cilija i flagela.

Eukarya Domain

Eukariotska zastupljenost ljudskih stanica. Možete vidjeti srž

Eukarioti su organizmi koji se odlikuju prvenstveno prisutnošću dobro definiranog jezgra, omeđenog složenom biološkom membranom.

U usporedbi s drugim domenama, membrana ima raznoliku strukturu, a lipidi pokazuju veze slične esterima. Predstavljaju prave organele, ograničene membranama, struktura genoma slična je arheji, a organizirana je u linearnim kromosomima.

Grupna reprodukcija neobično je raznolika, pokazuju i seksualni i aseksualni modalitet, a mnogi su članovi grupe sposobni reproducirati se na oba načina - oni se međusobno ne isključuju.

Klasifikacija eukariota

Uključuje četiri kraljevstva s vrlo raznolikim i heterogenim oblicima: protiste, gljivice, pantas i životinje.

Protivisti su jednoćelijski eukarioti, poput euglene i paremecia. Organizmi koje obično poznajemo kao gljivice članovi su Fungijskog kraljevstva. Postoje uni i višecelijski oblici. Oni su ključni elementi u ekosustavima za razgradnju mrtvih organskih tvari.

Biljke se sastoje od fotosintetskih organizama sa staničnom stijenkom uglavnom od celuloze. Njegova najvidljivija karakteristika je prisutnost fotosintetskog pigmenta: klorofila.

Uključuje paprati, mahove, paprati, gymnosperms i angiosperme.

Životinje čine skupinu heterotrofnih višećelijskih organskih bića, većina sa sposobnošću za kretanje i premještanje. Podijeljeni su u dvije velike skupine: beskralježnjaci i beskralježnjaci.

Beskralježnjaci čine porifer, cnidarijanci, nematode, mekušci, člankonožaci, iglokožci i druge male skupine. Slično tome, kralježnjaci su ribe, vodozemci, gmazovi, ptice i sisavci.

Životinje su uspjele kolonizirati gotovo sva okruženja, uključujući oceane i zračno okruženje, pokazujući složen skup prilagodbi za svako.

Reference

1. Forterre P. (2015). Univerzalno stablo života: ažuriranje. Granice u mikrobiologiji, 6, 717.
2. Koonin EV (2014). Carl Woese vizija stanične evolucije i domena života. RNA biologija, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L., i Chapman, MJ (2009). Kraljevstva i domene: ilustrirani vodič za phyla života na Zemlji. Akademska štampa.
4. Sapp, J. (2009). Novi temelji evolucije: na drvetu života. Oxford University Press.
5. Sapp, J., i Fox, GE (2013). Jedinstvena potraga za univerzalnim stablom života. Pregled mikrobiologije i molekularne biologije: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Teorija domenskih stanica podržava neovisnu evoluciju hipoteza zajedništva Eukarije, bakterije i Arheje i nuklearne komore. Otvorena biologija, 7 (6), 170041.