Systém tří domén - Three-domain system

Bacteria Archaea Eucaryota Aquifex Thermotoga Cytophaga Bacteroides Bacteroides-Cytophaga Planctomyces Cyanobacteria Proteobacteria Spirochetes Gram-positive bacteria Green filantous bacteria Pyrodicticum Thermoproteus Thermococcus celer Methanococcus Methanobacterium Methanosarcina Halophiles Entamoebae Slime mold Animal Fungus Plant Ciliate Flagellate Trichomonad Microsporidia Diplomonad
Fylogenetický strom založený na rRNA dat, s důrazem na separaci bakterií, archaea a eukaryot, jak navrhuje Carl Woese , George E. Fox a kol. v roce 1990.

Systém tří domén je biologická klasifikace zavedená Carl Woese et al. v roce 1990 rozděluje buněčné formy života na domény archea , bakterie a eukaryoty . Klíčovým rozdílem od dřívějších klasifikací je rozdělení archea z bakterií .

Pozadí

Woese na základě rozdílů v genech 16S rRNA tvrdil, že bakterie, archea a eukaryoty pocházejí odděleně od předka se špatně vyvinutým genetickým aparátem , často nazývaným progenotem . Aby odrážel tyto primární linie sestupu, považoval každou za doménu rozdělenou do několika různých království . Původně jeho rozdělení prokaryot bylo na Eubacteria (nyní Bacteria ) a Archaebacteria (nyní Archaea ). Woese původně používal termín „království“ k označení tří primárních fylogenních seskupení a toto názvosloví bylo široce používáno, dokud nebyl v roce 1990 přijat termín „doména“.

Přijetí platnosti Woeseovy fylogeneticky platné klasifikace bylo pomalým procesem. Prominentní biologové včetně Salvadora Lurie a Ernsta Mayra protestovali proti jeho rozdělení prokaryot. Ne všechna jeho kritika byla omezena na vědeckou úroveň. Desetiletí katalogizace oligonukleotidů náročných na práci mu zanechalo pověst „kliky“ a Woese byl novinovým článkem otištěným v časopise Science dále nazván „mikrobiologickým zjizveným revolucionářem“ . Rostoucí množství podpůrných dat vedlo vědeckou komunitu k přijetí Archaea do poloviny 80. let minulého století. Dnes se k myšlence sjednocené Prokaryi upíná jen málo vědců.

Klasifikace

Elektronový mikrofotografie Sulfolobus infikovaného virem Sulfolobus STSV1.
Skenovací elektronový mikrograf S. aureus;  přidána falešná barva
Australská rosnička (Litoria caerulea)
Systém tří domén zahrnuje Archaea (reprezentovaný Sulfolobus , vlevo), Bacteria (reprezentovaný S. aureus , uprostřed) a Eukarya (reprezentovaný australskou rosničkou , vpravo)

Systém tří domén přidává úroveň klasifikace (domén) „nad“ království přítomná v dříve používaných systémech pěti nebo šesti království . Tento klasifikační systém uznává zásadní předěl mezi oběma prokaryotickými skupinami, pokud se zdá, že Archaea je s eukaryoty bližší než s jinými prokaryoty -bakteriemi podobnými organismy bez buněčného jádra . Systém třídí dříve známá království do těchto tří domén: Archaea , Bacteria a Eukarya .

Doména Archaea

Archaea jsou prokaryotické , bez jaderné membrány, ale odlišný biochemie a RNA markerů od bakterií. Tyto Archaeans mají jedinečnou, starověkých evoluční historii, pro které jsou považovány za jedny z nejstarších druhů organismů na Zemi, nejvíce pozoruhodně jejich rozmanité, exotické metabolismus.

Některé příklady archaealních organismů jsou:

Bakterie domény

Tyto bakterie jsou také prokaryotický ; jejich doména se skládá z buněk s bakteriální rRNA, bez jaderné membrány, a jejichž membrány obsahují primárně diacylglycerol -diesterové lipidy . Tradičně klasifikováni jako bakterie, mnozí prospívají ve stejném prostředí, které je oblíbené u lidí, a byli prvními objevenými prokaryoty ; stručně se jim říkalo Eubacteria nebo „pravé“ bakterie, když byla Archaea poprvé rozpoznána jako zřetelný clade .

Většina známých patogenních prokaryotických organismů patří k bakteriím (viz výjimky). Z tohoto důvodu, a protože Archaea je obvykle obtížně pěstovatelná v laboratořích, jsou bakterie v současné době studovány rozsáhleji než Archaea.

Některé příklady bakterií zahrnují:

Doména Eukarya

Eukarya jsou organismy, jejichž buňky obsahují jádro vázané na membránu. Zahrnují mnoho velkých jednobuněčných organismů a všechny známé nemikroskopické organismy . Částečný seznam eukaryotických organismů zahrnuje:

Království Houby nebo houby
Plantae království nebo rostliny
Kingdom Animalia nebo zvířata

Výklenky

Každý ze tří typů buněk má tendenci zapadat do opakujících se specialit nebo rolí. Bakterie bývají nejplodnějšími reproduktory, alespoň v umírněném prostředí. Archaeans mají tendenci se rychle adaptovat na extrémní prostředí, jako jsou vysoké teploty, vysoké kyseliny, vysoká síra atd. To zahrnuje přizpůsobení se používání široké škály zdrojů potravy. Eukaryoty jsou nejflexibilnější, pokud jde o vytváření kooperativních kolonií, například u mnohobuněčných organismů, včetně lidí. Ve skutečnosti je struktura eukaryota pravděpodobně odvozena ze spojení různých typů buněk za vzniku organel .

Parakaryon myojinensis ( incertae sedis ) je jednobuněčný organismus známý jako jedinečný příklad. „Tento organismus se zdá být formou života odlišnou od prokaryot a eukaryot “, s rysy obou.

Alternativy

Alternativní verze tří domén fylogeneze života

Části teorie tří domén byly zpochybněny vědci včetně Ernsta Mayra , Thomase Cavaliera-Smithe a Radheye S.Gupty . Gupta zejména tvrdí, že primární rozdělení v prokaryotech by mělo být mezi těmi, které jsou obklopeny jedinou membránou (monodermem), včetně grampozitivních bakterií a archebakterií, a těmi, které mají vnitřní a vnější buněčnou membránu (diderm), včetně gramnegativních bakterií . Tvrdí, že sekvence rysů a fylogenií z některých vysoce konzervovaných proteinů jsou v rozporu s teorií tří domén a že by od ní mělo být upuštěno i přes její široké přijetí.

Nedávná práce navrhla, že Eukarya se možná skutečně rozdělila z domény Archaea. Podle Spanga a kol. Lokiarchaeota tvoří ve fylogenomických analýzách monofyletickou skupinu s eukaryoty. Přidružené genomy také kódují rozšířený repertoár eukaryotických signálních proteinů, které naznačují propracované schopnosti remodelace membrány. Tato práce navrhuje systém dvou domén na rozdíl od téměř všeobecně přijatého systému tří domén.

Viz také

Reference