CELE 3 DOMENII DIN BIOLOGIE (CLASIFICAREA ȚESĂTURILOR) - BIOLOGIE - 2025

Cele trei domenii ale biologiei sau sistemul cu trei domenii este o clasificare propusă de biologul Carl Woese la sfârșitul anilor 70, care a împărțit ființele organice în domeniile Bacteria, Archaea și Eukaryota.

Această clasificare în „domenii” este superioară sistemului tradițional de împărțire în cinci sau șase regate, cu care suntem mai familiari. Divizarea fundamentală a domeniilor constă în împărțirea procariotelor în două domenii, unde arhaea este mai mult legată de eucariote, decât de celălalt grup de procariote - bacterii.

Sursa: Rock 'n Roll, de la Wikimedia Commons

Acest aranjament filogenetic este acceptat pe scară largă de majoritatea biologilor. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea bioinformaticii și instrumentelor statistice, unii autori au propus relații noi între viețuitoare, ceea ce sfidează clasificarea lui Woese.

Istoricul clasificărilor

Diviziune în două regate: Animalia și Plantae

Înainte de publicarea lucrărilor lui Woese și a colegilor săi, biologii au folosit o clasificare „tradițională”, folosind o dicotomie simplă și intuitivă care a împărțit plantele de animale - formal Animalia și Plantae.

În această diviziune, toate bacteriile, ciupercile și protistii fotosintetici erau considerate „plante”, în timp ce protozoarele erau grupate împreună cu animale.

Odată cu avansarea științei, dezvoltarea metodologiilor moderne și o analiză mai amănunțită a ființelor organice, a devenit clar că diviziunea în plante și animale nu se potrivește cu adevărata istorie evolutivă a acestora. De fapt, a fost o simplificare „rustică” și inconsecventă a relațiilor dintre ei.

Împărțirea în trei regate:

Pentru a remedia această situație, renumitul biolog și ornitolog evoluționist Ernst Haeckel a adăugat un nou regat pe listă: Regatul Protista.

Această clasificare a obținut o diviziune mai clară a formelor care, evident, nu ar trebui să fie grupate. Cu toate acestea, clasificarea a rămas alarmant de problematică.

Împărțirea în cinci regate

În 1969, ecologul american Robert Harding Whittaker a propus schema de împărțire în cinci regate: Animalia, Plantae, Ciuperci, Monera și Prostista.

Acest sistem se bazează în principal pe tipurile de celule care alcătuiesc organisme. Membrii Monera sunt ființe unicelulare și procariote, în timp ce protiștii sunt de asemenea unicelulari, dar eucarioti.

Restul de trei regate - Animalia, Plantae și Ciuperci - sunt clasificate în funcție de modul lor de achiziție de nutrienți. Plantele au capacități fotosintetice, ciupercile secretă enzime în mediu, urmate de absorbția de nutrienți, iar animalele își consumă alimentele, cu digestie internă sau externă.

Împărțirea organismelor în cinci regate a fost acceptată pe scară largă de sistematicienii vremii, deoarece au considerat că clasificarea era din ce în ce mai ajustată la relațiile evolutive reale ale ființelor vii.

Împărțirea în trei domenii

În anii 70, profesorul Carl Woese de la Universitatea din Illinois a început să găsească dovezi pentru un anumit grup necunoscut de organisme unicelulare foarte izbitoare. Acestea trăiau în medii cu condiții extreme de temperatură, salinitate și pH, unde se credea că viața nu poate fi menținută.

La prima vedere, aceste organisme au fost clasificate ca bacterii și au fost numite arhebacterii. Cu toate acestea, o privire mai profundă și mai detaliată asupra arhebacteriei a făcut clar că diferențele cu bacteriile erau atât de izbitoare încât nu puteau fi clasificate în cadrul aceluiași grup. De fapt, asemănarea era doar superficială.

În acest fel, dovezile moleculare au permis acestui grup de cercetători să stabilească un sistem de clasificare a trei domenii: Bacteria, Archaea și Eukaryota.

Propunerea de noi relații genealogice între organisme a marcat un eveniment de mare importanță în biologia modernă. Această descoperire importantă l-a determinat pe Woese să câștige Medalia Națională a Științei în 2000.

Cele trei domenii ale vieții

Arborele vieții propus de Carl Woese stabilește relațiile genealogice posibile între ființele organice, sugerând existența a trei domenii ale vieții.

Această ipoteză a fost propusă datorită analizei ARN ribozomal 16S - prescurtat ca ARNr 16S.

Acest marker este o componentă a subunității 30S a ribozomului procariot. În urma lucrărilor lui Woese, acesta a fost utilizat pe scară largă pentru inferența filogenetică. Astăzi este foarte util să se stabilească clasificarea și identificarea bacteriilor.

Mai jos vom descrie cele mai notabile caracteristici ale fiecăruia dintre membrii care alcătuiesc cele trei domenii ale vieții:

Domeniul Archaea

Archaea

Archaea sunt organisme care se caracterizează în principal prin locuirea mediilor cu condiții extreme de temperatură, aciditate, pH, printre altele.

Astfel, s-au găsit în ape cu concentrații saline semnificativ ridicate, medii acide și izvoare termale. În plus, unele arhaea locuiesc și în regiuni cu condiții „medii”, cum ar fi solul sau tractul digestiv al unor animale.

Din punct de vedere celular și structural, arhaea se caracterizează prin: nu au o membrană nucleară, lipidele membranelor sunt legate prin legături eterice, prezintă un perete celular - dar acesta nu este compus din peptidoglican, iar structura genelor este similar cu eucariote pe cromozomii circulari.

Reproducerea acestor procariote este asexuală și s-a evidențiat transferul de gene orizontal.

Clasificarea arheei

Acestea sunt clasificate ca metanogene, halofile și termoacidofile. Primul grup folosește dioxid de carbon, hidrogen și azot pentru a produce energie, producând gaz metan ca deșeu. Primul arc care a fost secvențiat aparține acestui grup.

Al doilea grup, halofilii sunt „iubitori de sare”. Pentru dezvoltarea sa, este necesar ca mediul să aibă o concentrație salină de aproximativ 10 ori mai mare decât cea a oceanului. Unele specii pot tolera concentrații de până la 30 de ori mai mari. Aceste microorganisme se găsesc în Marea Moartă și în iazurile evaporate.

În cele din urmă, termoacidofilii pot rezista la temperaturi extreme: mai mari de 60 de grade (unii pot tolera mai mult de 100 de grade) și mai puțin decât punctul de îngheț al apei.

Este necesar să clarificăm că acestea sunt condițiile optime pentru viața acestor microorganisme - dacă le expunem la temperatura camerei este foarte posibil să moară.

Domeniul bacteriilor

Bacteria Mycobacterium tuberculosis

Domeniul bacteriei cuprinde un grup mare de microorganisme procariote. În general, le asociem de obicei cu boli. Nimic nu este mai departe de realitate decât această neînțelegere.

Deși este adevărat că anumite bacterii provoacă boli mortale, multe dintre ele sunt benefice sau trăiesc în corpul nostru stabilind relații comensale, care fac parte din flora noastră normală.

Bacteriile nu au membrană nucleară, le lipsește organele, membrana lor celulară este formată din lipide cu legături de tip ester, iar peretele este format din peptidoglican.

Acestea reproduc asexual și au fost evidențiate evenimente de transfer de gene orizontale.

Clasificarea bacteriilor

Deși clasificarea bacteriilor este într-adevăr complexă, aici vom discuta despre diviziunile fundamentale ale domeniului, cianobacteriilor și eubacteriilor.

Membrii cianobacteriilor sunt bacterii fotosintetice albastru-verzi care produc oxigen. Conform înregistrărilor fosile, acestea au apărut în urmă cu aproximativ 3,2 miliarde de ani și au fost responsabile pentru schimbarea drastică dintr-un mediu anaerob în mediu aerob (bogat în oxigen).

Eubacteriile, la rândul lor, sunt adevăratele bacterii. Acestea apar în morfologii variate (cocci, bacili, vibri, elicoidale, printre altele) și au structuri modificate pentru mobilitatea lor, cum ar fi cilia și flagelul.

Domeniul Eukarya

Reprezentarea celulelor umane eucariote. Puteți vedea miezul

Eucariotele sunt organisme care se disting în primul rând prin prezența unui nucleu bine definit, delimitat de o membrană biologică complexă.

Comparativ cu celelalte domenii, membrana are o varietate de structuri, iar lipidele prezintă legături asemănătoare esterilor. Acestea prezintă organele adevărate, delimitate de membrane, structura genomului este similară cu arhaea și este organizată în cromozomi liniari.

Reproducerea grupului este extraordinar de variată, prezentând modalități atât sexuale cât și asexuale, iar mulți membri ai grupului sunt capabili să se reproducă în ambele moduri - nu se exclud reciproc.

Clasificarea eucariotei

Cuprinde patru regate cu forme foarte variate și eterogene: protistii, ciupercile, chiloții și animalele.

Protistii sunt eucariote unicelulare, precum euglena si paremecia. Organismele pe care le cunoaștem în mod obișnuit ca ciuperci sunt membrii regatului Fungi. Există forme uni și multicelulare. Ele sunt elemente cheie în ecosisteme pentru degradarea materiei organice moarte.

Plantele sunt alcătuite din organisme fotosintetice cu un perete celular constituit în principal din celuloză. Cea mai vizibilă caracteristică a acesteia este prezența pigmentului fotosintetic: clorofila.

Include ferigi, mușchi, ferigi, gimnosperme și angiosperme.

Animalele cuprind un grup de ființe organice multicelulare heterotrofe, majoritatea având capacitatea de mișcare și deplasare. Ele sunt împărțite în două grupe mari: nevertebrate și nevertebrate.

Nevertebratele sunt formate din poriferi, cnidari, nematode, moluște, artropode, echinoderme și alte grupuri mici. În mod similar, vertebrele sunt pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere.

Animalele au reușit să colonizeze practic toate mediile, inclusiv oceanele și mediile aeriene, prezentând un set complex de adaptări pentru fiecare.

Referințe

1. Forterre P. (2015). Arborele universal al vieții: o actualizare. Frontiere în microbiologie, 6, 717.
2. Koonin EV (2014). Viziunea lui Carl Woese asupra evoluției celulare și a domeniilor vieții. ARN biologie, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Regate și domenii: un ghid ilustrat pentru fila vieții pe Pământ. Presă academică.
4. Sapp, J. (2009). Noile fundamente ale evoluției: pe arborele vieții. Presa Universitatii Oxford.
5. Sapp, J., & Fox, GE (2013). Căutarea singulară a unui arbore universal al vieții. Recenzii de microbiologie și biologie moleculară: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Teoria celulelor de domeniu susține evoluția independentă a ipotezelor Eukarya, Bacterii și Archaea și a comunității compartimentului nuclear. Biologie deschisă, 7 (6), 170041.