3 lĩnh vực trong sinh học (phân loại Woese)



các ba lĩnh vực sinh học hoặc hệ thống ba miền là một phân loại được đề xuất bởi nhà sinh vật học Carl Woese vào cuối những năm 70, phân chia các sinh vật hữu cơ trong các miền Bacteria, Archaea và Eukaryota.

Sự phân loại này trong "các lĩnh vực" vượt trội so với hệ thống phân chia truyền thống ở năm hoặc sáu vương quốc, mà chúng ta quen thuộc hơn. Sự phân chia cơ bản của các lĩnh vực là phân chia các sinh vật nhân sơ thành hai miền, trong đó các vi khuẩn cổ có liên quan nhiều đến sinh vật nhân chuẩn hơn là với các nhóm sinh vật nhân sơ khác - vi khuẩn.

Thứ tự phát sinh gen này được chấp nhận rộng rãi bởi hầu hết các nhà sinh học. Tuy nhiên, với sự phát triển của tin sinh học và các công cụ thống kê, một số tác giả đã đề xuất mối quan hệ mới giữa các sinh vật sống, bất chấp sự phân loại của Woese.

Chỉ số

  • 1 Lịch sử phân loại
    • 1.1 Phân chia thành hai vương quốc: Animalia và Plantae
    • 1.2 Phân chia thành ba vương quốc: Animalia, Plantae và Protista
    • 1.3 Phân chia thành năm vương quốc
    • 1.4 Phân chia theo ba lĩnh vực
  • 2 Ba miền của cuộc sống
  • 3 tên miền Archaea
    • 3.1 Phân loại vi khuẩn cổ
  • Vi khuẩn 4 miền
    • 4.1 Phân loại vi khuẩn
  • Eukarya 5 tên miền
    • 5.1 Phân loại sinh vật nhân chuẩn
  • 6 tài liệu tham khảo

Lịch sử phân loại

Phân chia thành hai vương quốc: Animalia và Plantae

Trước khi công bố các tác phẩm của Woese và các đồng nghiệp của mình, các nhà sinh học đã sử dụng phân loại "truyền thống", sử dụng cách phân đôi đơn giản và trực quan để phân chia thực vật từ động vật - chính thức là Animalia và Plantae.

Trong bộ phận này, tất cả các vi khuẩn, nấm và các chất bảo vệ quang hợp được coi là "thực vật", trong khi động vật nguyên sinh được nhóm lại với các động vật.

Với sự tiến bộ của khoa học, sự phát triển của các phương pháp hiện đại và phân tích sâu hơn về các sinh vật hữu cơ, rõ ràng là sự phân chia thành thực vật và động vật không phù hợp với lịch sử tiến hóa thực sự của chúng. Trên thực tế, đó là một sự đơn giản hóa "mộc mạc" và không nhất quán của các mối quan hệ giữa chúng.

Phân chia trong ba vương quốc: Animalia, Plantae và Protista

Với mục đích khắc phục tình trạng này, nhà sinh vật học tiến hóa và nhà nghiên cứu chim ưng nổi tiếng Ernst Haeckel đã thêm một vương quốc mới vào danh sách: Kingdom Protista.

Sự phân loại này đã đạt được sự phân chia rõ ràng hơn về các hình thức mà rõ ràng là không nên được nhóm lại. Tuy nhiên, việc phân loại vẫn có vấn đề đáng báo động.

Phân chia thành năm vương quốc

Năm 1969, nhà sinh thái học người Mỹ Robert Harding Whittaker đã đề xuất kế hoạch phân chia thành năm vương quốc: Animalia, Plantae, Fungi, Monera và Prostista.

Hệ thống này chủ yếu dựa trên các loại tế bào tạo nên các sinh vật. Các thành viên của Monera là những sinh vật đơn bào và prokaryotic, trong khi những người bảo vệ cũng là đơn bào, nhưng eukaryotic.

Ba vương quốc còn lại - Animalia, Plantae và Fungi - được phân loại theo phương thức thu nhận chất dinh dưỡng. Thực vật có khả năng quang hợp, nấm tiết ra các enzyme vào môi trường, sau đó là sự hấp thụ chất dinh dưỡng và động vật tiêu thụ thức ăn của chúng, với sự tiêu hóa bên trong hoặc bên ngoài.

Sự phân chia các sinh vật trong năm vương quốc được chấp nhận rộng rãi bởi các hệ thống thời đó, vì họ cho rằng sự phân loại ngày càng được điều chỉnh theo các mối quan hệ tiến hóa thực sự của chúng sinh.

Phân chia trong ba lĩnh vực

Vào những năm 70, giáo sư tại Đại học Illinois, Carl Woese, bắt đầu tìm thấy bằng chứng về một nhóm chưa biết nào đó của các sinh vật đơn bào rất nổi bật. Họ sống trong môi trường có điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ, độ mặn và pH, nơi người ta cho rằng cuộc sống không thể duy trì.

Thoạt nhìn, những sinh vật này được phân loại là vi khuẩn và được gọi là vi khuẩn cổ. Tuy nhiên, một cái nhìn sâu hơn và chi tiết hơn về vi khuẩn cổ đã cho thấy rõ rằng sự khác biệt với vi khuẩn rất đáng chú ý đến mức chúng không thể được phân loại trong cùng một nhóm. Trên thực tế, sự giống nhau chỉ là bề ngoài.

Bằng cách này, bằng chứng phân tử cho phép nhóm các nhà nghiên cứu này thiết lập một hệ thống phân loại gồm ba lĩnh vực: Vi khuẩn, Archaea và Eukaryota..

Đề xuất các mối quan hệ phả hệ mới giữa các sinh vật, đánh dấu một sự kiện có tầm quan trọng lớn trong sinh học hiện đại. Phát hiện quan trọng này đã khiến Woese giành được Huy chương Khoa học Quốc gia năm 2000.

Ba miền của cuộc sống

Cây sự sống do Carl Woese đề xuất thiết lập mối quan hệ phả hệ có thể có giữa các sinh vật hữu cơ, cho thấy sự tồn tại của ba miền của sự sống.

Giả thuyết này được đề xuất nhờ phân tích RNA ribosome 16S - viết tắt là 16S rRNA.

Điểm đánh dấu này là một thành phần của tiểu đơn vị 30S của ribosome prokaryotic. Sau công trình của Woese, nó đã được sử dụng rộng rãi cho suy luận phát sinh gen. Ngày nay, rất hữu ích để thiết lập phân loại và xác định vi khuẩn.

Tiếp theo chúng tôi sẽ mô tả các đặc điểm đáng chú ý nhất của mỗi thành viên tạo nên ba lĩnh vực của cuộc sống:

Tên miền Archaea

Archaea là những sinh vật được đặc trưng chủ yếu bởi môi trường sống trong điều kiện khắc nghiệt của nhiệt độ, độ axit, pH trong số những người khác.

Bằng cách này, chúng đã được tìm thấy ở những vùng nước có nồng độ muối cao, môi trường axit và nước nóng. Ngoài ra, một số vi khuẩn cổ cũng sống ở những vùng có điều kiện "trung bình", chẳng hạn như đất hoặc đường tiêu hóa của một số động vật.

Từ quan điểm tế bào và cấu trúc, vi khuẩn cổ được đặc trưng bởi: chúng không có màng nhân, lipit của màng được liên kết bởi liên kết ether, chúng có thành tế bào - nhưng nó không bao gồm peptidoglycan và cấu trúc của gen là tương tự sinh vật nhân chuẩn trên nhiễm sắc thể tròn.

Sự sinh sản của các prokaryote này là vô tính, và sự chuyển gen ngang đã được chứng minh.

Phân loại vi khuẩn cổ

Chúng được phân loại là methanogen, halophilic và thermoacidophilic. Nhóm đầu tiên sử dụng carbon dioxide, hydro và nitơ để sản xuất năng lượng, sản xuất khí metan làm chất thải. Các vòm đầu tiên được giải trình tự thuộc về nhóm này.

Nhóm thứ hai, halophiles là "những người yêu muối". Để phát triển, môi trường có nồng độ muối lớn hơn khoảng 10 lần so với đại dương. Một số loài có thể chịu đựng được nồng độ cao hơn tới 30 lần. Những vi sinh vật này được tìm thấy ở biển chết và trong các ao bốc hơi.

Cuối cùng, thermoacidophiles có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt: lớn hơn 60 độ (một số có thể chịu được hơn 100 độ) và thấp hơn điểm đóng băng của nước.

Cần phải làm rõ rằng đây là những điều kiện tối ưu cho sự sống của các vi sinh vật này - nếu chúng ta tiếp xúc với nhiệt độ phòng thì hoàn toàn có khả năng chúng chết.

Tên miền vi khuẩn

Miền vi khuẩn bao gồm một nhóm rộng các vi sinh vật prokaryote. Nói chung, chúng ta thường liên kết chúng với các bệnh. Không có gì xa thực tế hơn sự hiểu lầm này.

Mặc dù đúng là một số vi khuẩn gây bệnh chết người, nhiều trong số chúng có lợi hoặc sống trong cơ thể chúng ta thiết lập mối quan hệ giao tế, tạo thành một phần của hệ thực vật bình thường của chúng ta.

Các vi khuẩn không có màng nhân, chúng thiếu các bào quan, màng tế bào của chúng bao gồm các lipit có liên kết loại ester và thành được cấu tạo từ peptidoglycan.

Chúng sinh sản vô tính và các sự kiện chuyển gen ngang đã được chứng minh.

Phân loại vi khuẩn

Mặc dù việc phân loại vi khuẩn thực sự phức tạp, nhưng ở đây chúng ta sẽ giải quyết các phân chia cơ bản của miền, trong vi khuẩn lam và vi khuẩn eubacteria.

Các thành viên của vi khuẩn lam là vi khuẩn quang hợp màu xanh lam tạo ra oxy. Theo hồ sơ hóa thạch, chúng xuất hiện khoảng 3,2 tỷ năm trước và chịu trách nhiệm cho sự thay đổi mạnh mẽ từ môi trường yếm khí sang môi trường hiếu khí (giàu oxy).

Eubacteria, mặt khác, là vi khuẩn thực sự. Chúng được trình bày trong các hình thái khác nhau (cocci, trực khuẩn, Vibrios, xoắn ốc, trong số những người khác) và có cấu trúc được sửa đổi cho tính di động của họ, chẳng hạn như lông mao và khuẩn mao.

Tên miền Eukarya

Sinh vật nhân chuẩn là những sinh vật được phân biệt chủ yếu bởi sự hiện diện của một hạt nhân được xác định rõ, được phân định bởi một màng sinh học phức tạp.

So với các lĩnh vực khác, màng có cấu trúc đa dạng và lipit thể hiện các liên kết loại este. Chúng trình bày các bào quan thực sự, được phân định bởi các màng, cấu trúc của bộ gen tương tự như vi khuẩn cổ và được tổ chức thành các nhiễm sắc thể tuyến tính.

Sinh sản nhóm rất đa dạng, thể hiện cả hai phương thức tình dục và vô tính, và nhiều thành viên của nhóm có thể sinh sản theo cả hai cách - chúng không loại trừ lẫn nhau.

Phân loại sinh vật nhân chuẩn

Nó bao gồm bốn vương quốc với các hình thức rất đa dạng và không đồng nhất: người bảo vệ, nấm, pantas và động vật.

Người bảo vệ là sinh vật nhân chuẩn đơn bào, chẳng hạn như euglenas và paremecios. Các sinh vật mà chúng ta thường gọi là nấm là thành viên của vương quốc Fungi. Có dạng uni và số nhiều. Chúng là các yếu tố chính trong hệ sinh thái để làm suy giảm chất hữu cơ chết.

Các nhà máy bao gồm các sinh vật quang hợp với một thành tế bào hình thành chủ yếu là cellulose. Đặc điểm dễ thấy nhất của nó là sự hiện diện của sắc tố quang hợp: diệp lục.

Nó bao gồm dương xỉ, rêu, dương xỉ, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín.

Các động vật bao gồm một nhóm các sinh vật hữu cơ đa bào, hầu hết chúng có khả năng di chuyển và di chuyển. Chúng được chia thành hai nhóm lớn: động vật không xương sống và động vật không xương sống.

Động vật không xương sống được hình thành bởi poriferous, cnidarians, tuyến trùng, động vật thân mềm, động vật chân đốt, echinoderms và các nhóm nhỏ khác. Tương tự, động vật có xương sống là cá, động vật lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú.

Các loài động vật đã tìm cách xâm chiếm hầu như tất cả các môi trường, bao gồm cả đại dương và môi trường trên không, thể hiện một bộ thích nghi phức tạp cho từng môi trường.

Tài liệu tham khảo

  1. Pháo đài P. (2015). Cây vạn năng của sự sống: một bản cập nhật. Biên giới trong vi sinh, 6, 717.
  2. Koonin E. V. (2014). Tầm nhìn của Carl Woese về sự tiến hóa của tế bào và các lĩnh vực của cuộc sống. Sinh học RNA, 11(3), 197-204.
  3. Margulis, L., & Chapman, M. J. (2009). Vương quốc và miền: một hướng dẫn minh họa cho phyla của sự sống trên Trái đất. Báo chí học thuật.
  4. Độ, J. (2009). Những nền tảng mới của sự tiến hóa: trên cây sự sống. Nhà xuất bản Đại học Oxford.
  5. Độ, J., & Fox, G. E. (2013). Nhiệm vụ duy nhất cho một cây vạn năng. Đánh giá vi sinh và phân tử sinh học: MMBR, 77(4), 541-50.
  6. Staley J. T. (2017). Lý thuyết tế bào miền hỗ trợ sự phát triển độc lập của Eukarya, Vi khuẩn và Archaea và giả thuyết phổ biến về khoang hạt nhân. Sinh học mở, 7(6), 170041.