3 โดเมนในชีววิทยา (การจำแนก Woese)

สามโดเมนของชีววิทยา หรือระบบสามโดเมนคือการจำแนกประเภทที่เสนอโดยนักชีววิทยา Carl Woese ในช่วงปลายยุค 70 ซึ่งแบ่งสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ในโดเมนแบคทีเรีย, Archaea และ Eukaryota

การจัดหมวดหมู่ใน "โดเมน" นี้เหนือกว่าระบบการแบ่งแบบดั้งเดิมในห้าหรือหกอาณาจักรซึ่งเราคุ้นเคยมากขึ้น การแบ่งส่วนพื้นฐานของโดเมนคือการแบ่งโปรคาริโอต์ออกเป็นสองโดเมนโดยที่อาร์เคียเกี่ยวข้องกับยูคาริโอตมากกว่าโปรคาริโอตอีกกลุ่มหนึ่ง - แบคทีเรีย

คำสั่งทางวิวัฒนาการนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากนักชีววิทยาส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาของชีวสารสนเทศและเครื่องมือทางสถิติผู้เขียนบางคนได้เสนอความสัมพันธ์ใหม่ระหว่างสิ่งมีชีวิตซึ่งท้าทายการจำแนกของ Woese

ประวัติความเป็นมาของการจำแนก

แบ่งออกเป็นสองก๊ก: Animalia และ Plantae

ก่อนที่จะมีการตีพิมพ์ผลงานของ Woese และเพื่อนร่วมงานของเขานักชีววิทยาใช้การจำแนกแบบ "ดั้งเดิม" โดยใช้การแบ่งขั้วที่เรียบง่ายและเป็นธรรมชาติซึ่งแบ่งพืชออกจากสัตว์ - อย่างเป็นทางการคือสัตว์เชียและแพลนเต

ในส่วนนี้แบคทีเรียเชื้อราและการสังเคราะห์แสงทั้งหมดได้รับการพิจารณาว่าเป็น "พืช" ในขณะที่โปรโตซัวถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกันกับสัตว์

ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์การพัฒนาวิธีการที่ทันสมัยและการวิเคราะห์เชิงลึกของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์จึงเห็นได้ชัดว่าการแบ่งเป็นพืชและสัตว์ไม่เหมาะกับประวัติศาสตร์วิวัฒนาการที่แท้จริงของสิ่งเหล่านี้ ในความเป็นจริงมันเป็น "ความเรียบง่าย" และลดความซับซ้อนที่ไม่สอดคล้องกันของความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา

หมวดในสามก๊ก: Animalia, Plantae และ Protista

เพื่อที่จะแก้ไขสถานการณ์นี้นักชีววิทยาวิวัฒนาการและวิทยาวิทยาที่มีชื่อเสียง Ernst Haeckel ได้เพิ่มอาณาจักรใหม่ในรายการ: อาณาจักรโปรเตสแตนต์

การจำแนกประเภทนี้ประสบความสำเร็จในการแบ่งรูปแบบที่ชัดเจนซึ่งไม่ควรจัดกลุ่มอย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามการจำแนกประเภทยังคงมีปัญหาอย่างน่าตกใจ

แบ่งออกเป็นห้าก๊ก

ในปี 1969 นักนิเวศวิทยาชาวอเมริกัน Robert Harding Whittaker เสนอโครงการแบ่งออกเป็นห้าก๊ก: Animalia, Plantae, Fungi, Monera และ Prostista

ระบบนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิต สมาชิกของ Monera เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและโปรคาริโอตในขณะที่กลุ่มผู้ประท้วงก็เป็นแบบกลุ่มเดียว แต่เป็นแบบยูคาริโอต

อาณาจักรที่เหลืออีกสามอาณาจักร ได้แก่ Animalia, Plantae และ Fungi จัดอยู่ในประเภทของการได้รับสารอาหาร พืชมีความสามารถในการสังเคราะห์แสงเชื้อราหลั่งเอนไซม์ออกสู่สิ่งแวดล้อมตามด้วยการดูดซึมสารอาหารและสัตว์บริโภคอาหารของพวกเขาด้วยการย่อยภายในหรือภายนอก

การแบ่งของสิ่งมีชีวิตในห้าราชอาณาจักรได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากระบบของเวลาเนื่องจากพวกเขาคิดว่าการจำแนกประเภทถูกปรับให้มากขึ้นเรื่อย ๆ ตามความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการที่แท้จริงของสิ่งมีชีวิตที่มีชีวิต

หารในสามโดเมน

ในยุค 70 ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์คาร์ลโวเซ่เริ่มค้นพบหลักฐานว่ามีสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่น่าสังเกตมากกลุ่มหนึ่ง พวกเขาอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีสภาวะอุณหภูมิความเค็มและค่าความเป็นกรดสูงซึ่งเป็นที่เชื่อกันว่าชีวิตไม่สามารถรักษาได้

อย่างรวดเร็วก่อนสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ถูกจัดประเภทเป็นแบคทีเรียและถูกเรียกว่า archaebacteria อย่างไรก็ตามมุมมองเชิงลึกและละเอียดยิ่งขึ้นของอาร์แบคแบคทีเรียทำให้เห็นชัดเจนว่าความแตกต่างของแบคทีเรียนั้นสังเกตเห็นได้ชัดเจนว่าพวกเขาไม่สามารถจำแนกได้ภายในกลุ่มเดียวกัน ในความเป็นจริงความคล้ายคลึงกันเป็นเพียงผิวเผิน

ด้วยวิธีนี้หลักฐานระดับโมเลกุลทำให้กลุ่มนักวิจัยกลุ่มนี้สามารถสร้างระบบการจำแนกประเภทได้สามโดเมน: แบคทีเรีย, Archaea และ Eukaryota

เสนอความสัมพันธ์ลำดับวงศ์ตระกูลใหม่ระหว่างสิ่งมีชีวิตทำเครื่องหมายเหตุการณ์ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในชีววิทยาสมัยใหม่ การค้นพบที่สำคัญนี้ทำให้ Woese ได้รับรางวัล National Medal of Science ในปี 2000

สามโดเมนแห่งชีวิต

ต้นไม้แห่งชีวิตที่เสนอโดย Carl Woese สร้างความสัมพันธ์ทางสายเลือดที่เป็นไปได้ระหว่างสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ซึ่งบ่งบอกถึงการดำรงอยู่ของอาณาจักรทั้งสาม

สมมติฐานนี้ได้รับการเสนอโดยการวิเคราะห์ 16S ribosomal RNA โดยย่อว่า 16S rRNA

เครื่องหมายนี้เป็นส่วนประกอบของหน่วยย่อย 30S ของ ribosome prokaryotic หลังจากการทำงานของ Woese มันถูกใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการอนุมานทางสายวิวัฒนาการ ทุกวันนี้มันมีประโยชน์มากในการสร้างการจำแนกและจำแนกแบคทีเรีย

ต่อไปเราจะอธิบายลักษณะที่น่าทึ่งที่สุดของสมาชิกแต่ละคนที่ประกอบขึ้นเป็นสามส่วนของชีวิต:

โดเมน Archaea

Archaea เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเป็นส่วนใหญ่โดยสภาพแวดล้อมที่พำนักอยู่กับเงื่อนไขที่รุนแรงของอุณหภูมิความเป็นกรดและค่า pH ในหมู่คนอื่น ๆ

ด้วยวิธีนี้พวกมันถูกพบในน้ำที่มีความเข้มข้นของเกลือสูงมากสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและน้ำที่มีความร้อนสูง นอกจากนี้อาร์เคียบางแห่งยังอาศัยอยู่ในภูมิภาคที่มีเงื่อนไข "เฉลี่ย" เช่นดินหรือทางเดินอาหารของสัตว์บางชนิด

จากมุมมองของเซลล์และโครงสร้างอาร์เคียนั้นโดดเด่นด้วย: พวกมันไม่มีเมมเบรนนิวเคลียร์ lipids ของเยื่อหุ้มเซลล์ถูกเชื่อมโยงกันด้วยพันธะอีเธอร์พวกมันแสดงผนังเซลล์ - แต่นี่ไม่ได้ประกอบด้วย peptidoglycan และโครงสร้างของยีนคือ คล้ายกับยูคาริโอตในโครโมโซมแบบวงกลม

การสืบพันธุ์ของโปรคาริโอตเหล่านี้คือการมีเพศสัมพันธ์และมีการถ่ายทอดยีนแนวนอน

การจำแนกประเภทของอาร์เคีย

พวกเขาถูกจัดประเภทเป็น methanogenic, halophilic และ thermoacidophilic กลุ่มแรกใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรเจนและไนโตรเจนเพื่อผลิตพลังงานผลิตก๊าซมีเทนเป็นของเสีย ส่วนโค้งแรกที่จะถูกจัดลำดับเป็นของกลุ่มนี้

กลุ่มที่สอง halophiles คือ "คนรักเกลือ" สำหรับการพัฒนามันเป็นสิ่งจำเป็นที่สิ่งแวดล้อมมีความเข้มข้นของเกลือมากกว่ามหาสมุทรประมาณ 10 เท่า บางชนิดสามารถทนความเข้มข้นได้สูงถึง 30 เท่า จุลินทรีย์เหล่านี้พบได้ในทะเลเดดซีและในบ่อระเหย

ในที่สุด thermoacidophiles สามารถทนต่ออุณหภูมิสูง: มากกว่า 60 องศา (บางคนสามารถทนได้มากกว่า 100 องศา) และต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ

มีความจำเป็นที่จะต้องชี้แจงว่าสิ่งเหล่านี้เป็นสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตของจุลินทรีย์เหล่านี้ - ถ้าเราแสดงให้พวกมันอยู่ที่อุณหภูมิห้องมันเป็นไปได้ว่ามันจะตาย

โดเมนแบคทีเรีย

โดเมนของแบคทีเรียประกอบด้วยจุลินทรีย์โปรคาริโอตกลุ่มใหญ่ โดยทั่วไปเรามักจะเชื่อมโยงพวกเขากับโรค ไม่มีอะไรเพิ่มเติมจากความเป็นจริงมากกว่าความเข้าใจผิดนี้

ในขณะที่มันเป็นความจริงที่แบคทีเรียบางชนิดก่อให้เกิดโรคร้ายแรงพวกเขาหลายคนมีประโยชน์หรืออาศัยอยู่ในร่างกายของเราสร้างความสัมพันธ์แบบ Commensal ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพืชปกติของเรา

แบคทีเรียไม่ได้มีเยื่อหุ้มนิวเคลียร์พวกเขาขาด organelles ตัวเองเยื่อหุ้มเซลล์ของพวกเขาประกอบด้วยไขมันที่มีพันธะเอสเตอร์ชนิดและผนังประกอบด้วย peptidoglycan

พวกเขาทำซ้ำได้อย่างไม่น่าเชื่อและเหตุการณ์การถ่ายโอนยีนแนวนอนได้รับการพิสูจน์

การจำแนกประเภทของแบคทีเรีย

แม้ว่าการจำแนกประเภทของแบคทีเรียนั้นซับซ้อนจริงๆ แต่เราจะจัดการกับส่วนพื้นฐานของโดเมนใน cyanobacteria และ eubacteria

สมาชิกของไซยาโนแบคทีเรียเป็นแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีเขียวสีน้ำเงินที่ผลิตออกซิเจน ตามบันทึกซากดึกดำบรรพ์พวกมันปรากฏตัวเมื่อประมาณ 3.2 พันล้านปีก่อนและรับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงจากสภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจนไปเป็นสภาพแวดล้อมแบบแอโรบิค (ที่อุดมด้วยออกซิเจน)

ยูเรียแบคทีเรียนั้นเป็นแบคทีเรียที่แท้จริง สิ่งเหล่านี้จะถูกนำเสนอในรูปแบบต่าง ๆ (cocci, bacilli, vibrios, helical และอื่น ๆ ) และมีโครงสร้างที่ปรับเปลี่ยนเพื่อความคล่องตัวเช่น cilia และ flagella

โดเมนยูคาริยา

ยูคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความโดดเด่นเป็นหลักโดยมีนิวเคลียสที่ถูกนิยามอย่างดีคั่นด้วยเยื่อหุ้มชีวภาพที่ซับซ้อน

เมื่อเปรียบเทียบกับโดเมนอื่น ๆ เมมเบรนจะแสดงโครงสร้างที่หลากหลายและไขมันจะแสดงพันธะเอสเตอร์ พวกเขานำเสนอออร์แกเนลล์ที่แท้จริงคั่นด้วยเมมเบรนโครงสร้างของจีโนมจะคล้ายกับอาร์เคียและจัดเป็นโครโมโซมเชิงเส้น

การทำสำเนาของกลุ่มนั้นมีความหลากหลายเป็นพิเศษแสดงให้เห็นทั้งแบบทางเพศและแบบกะเทยและสมาชิกหลายคนในกลุ่มสามารถทำซ้ำได้ทั้งสองวิธี - พวกเขาไม่ได้เกิดร่วมกัน

การจำแนกยูคาริโอต

มันประกอบไปด้วยสี่ราชอาณาจักรที่มีรูปแบบที่หลากหลายและหลากหลายเช่นกลุ่มผู้ประท้วงเชื้อรา pantas และสัตว์

ผู้ประท้วงเป็นยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียวเช่นยูเกลีนและ paremecios สิ่งมีชีวิตที่เรารู้จักกันทั่วไปว่าเห็ดเป็นสมาชิกของอาณาจักรเห็ดรา มีรูปแบบเดียวและ pluricellular พวกเขาเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบนิเวศเพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว

พืชประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ด้วยผนังเซลล์ที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่ของเซลลูโลส คุณสมบัติเด่นที่สุดของมันคือการปรากฏตัวของเม็ดสีสังเคราะห์แสง: คลอโรฟิล

มันมีเฟิร์น, มอส, เฟิร์น, gymnosperms และ angiosperms

สัตว์ประกอบด้วยกลุ่มของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์เทอโรโทรฟิเคิลพหุเซลลูลาร์ซึ่งส่วนใหญ่สามารถเคลื่อนไหวและกำจัดได้ พวกเขาแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังจะเกิดขึ้นจาก poriferous, cnidarians, ไส้เดือนฝอย, หอย, รพ, echinoderms และกลุ่มเล็ก ๆ อื่น ๆ ในทำนองเดียวกันสัตว์มีกระดูกสันหลัง ได้แก่ ปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำสัตว์เลื้อยคลานนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

สัตว์มีการจัดการเพื่อตั้งอาณานิคมแทบทุกสภาพแวดล้อมรวมถึงมหาสมุทรและสภาพแวดล้อมทางอากาศแสดงชุดของการปรับตัวที่ซับซ้อนสำหรับแต่ละ