المجالات الثلاثة في علم الأحياء (تصنيف Woese)

ال ثلاثة مجالات للبيولوجيا أو ثلاثة نظام مجال هو تصنيف اقترحه عالم الأحياء كارل وويز في أواخر سبعينيات القرن الماضي ، والذي يقسم الكائنات العضوية في مجالات البكتيريا والأركيا وإيوكاريوتا.

هذا التصنيف في "المجالات" يتفوق على نظام التقسيم التقليدي في خمس أو ست ممالك ، والتي نحن أكثر دراية بها. يتمثل التقسيم الأساسي للنطاقات في تقسيم بدائيات النوى إلى مجالين ، حيث يرتبط الأثر القديم بنواة حقيقية النواة ، أكثر من المجموعة الأخرى من بدائيات النوى - البكتيريا.

هذا الترتيب phylogenetic مقبول على نطاق واسع من قبل معظم علماء الأحياء. ومع ذلك ، مع تطوير المعلوماتية الحيوية والأدوات الإحصائية ، اقترح بعض المؤلفين علاقات جديدة بين الكائنات الحية ، والتي تتحدى تصنيف Woese.

مؤشر

• 1 تاريخ التصنيف
  • 1.1 تقسيم إلى مملكتين: Animalia و Plantae
  • 1.2 تقسيم إلى ثلاث ممالك: Animalia و Plantae و Protista
  • 1.3 تقسيم إلى خمس ممالك
  • 1.4 الانقسام في ثلاثة مجالات
• 2 المجالات الثلاثة للحياة
• 3 المجال القديم
  • 3.1 تصنيف العتيق
• 4 مجال البكتيريا
  • 4.1 تصنيف البكتيريا
• 5 مجال يوكاريا
  • 5.1 تصنيف حقيقيات النوى
• 6 المراجع

تاريخ التصنيف

الانقسام إلى مملكتين: Animalia و Plantae

قبل نشر أعمال Woese وزملائه ، استخدم علماء الأحياء تصنيفًا "تقليديًا" ، مستخدمين تقسيمًا بسيطًا وبسيطًا فصل النباتات عن الحيوانات - رسميًا Animalia and Plantae.

في هذا التقسيم ، تم اعتبار جميع البكتيريا والفطريات والمتحولات الضوئية "نباتات" ، بينما تم تجميع البروتوزوا مع الحيوانات.

مع تقدم العلم ، وتطوير منهجيات حديثة وتحليل أكثر تعمقًا للكائنات العضوية ، أصبح من الواضح أن الانقسام إلى نباتات وحيوانات لا يناسب التاريخ التطوري الحقيقي لهذه الكائنات. في الواقع ، كان تبسيط "ريفي" وغير متناسق للعلاقات بينهما.

الانقسام في ثلاث ممالك: أنيماليا ، بلانتاي وبروتيستا

بهدف تصحيح هذا الموقف ، أضاف عالم الأحياء التطوري الشهير وعالم الطيور إرنست هيجل مملكة جديدة إلى القائمة: Kingdom Protista.

حقق هذا التصنيف تقسيمًا أوضح للأشكال التي من الواضح أنه لا ينبغي تجميعها. ومع ذلك ، ظل التصنيف مشكلة مثيرة للقلق.

الانقسام إلى خمس ممالك

في عام 1969 اقترح عالم البيئة الأمريكي روبرت هاردينج ويتاكر خطة التقسيم إلى خمس ممالك: Animalia و Plantae و Fungi و Monera و Prostista.

يعتمد هذا النظام أساسًا على أنواع الخلايا التي تتكون منها الكائنات الحية. أعضاء Monera كائنات أحادية الخلية وبدائية النواة ، في حين أن المحتالين أحادي الخلية ، لكن حقيقيات النواة..

تم تصنيف الممالك الثلاث المتبقية - Animalia و Plantae و Fungi - من حيث طريقة اكتسابها للمغذيات. النباتات لديها قدرات التمثيل الضوئي ، تفرز الفطريات الإنزيمات في البيئة ، تليها امتصاص المواد الغذائية ، وتستهلك الحيوانات طعامها ، مع الهضم الداخلي أو الخارجي.

تم قبول تقسيم الكائنات الحية في خمس ممالك على نطاق واسع من قبل علماء علم اللاهوت النظامي في ذلك الوقت ، لأنهم اعتبروا أن التصنيف تم تكييفه أكثر فأكثر مع العلاقات التطورية الحقيقية للكائنات الحية.

الانقسام في ثلاثة مجالات

في سبعينيات القرن العشرين ، بدأ الأستاذ في جامعة إلينوي ، كارل وويز ، في العثور على دليل على وجود مجموعة معينة غير معروفة من الكائنات الحية المفردة للغاية. كانوا يعيشون في بيئات ذات ظروف قصوى من درجة الحرارة والملوحة ودرجة الحموضة ، حيث كان يعتقد أنه لا يمكن الحفاظ على الحياة.

للوهلة الأولى ، تم تصنيف هذه الكائنات الحية على أنها بكتيريا ، وكانت تسمى الآثريات. ومع ذلك ، فقد أوضحت رؤية أعمق وأكثر تفصيلاً للآثار الموضعية أن الاختلافات مع البكتيريا كانت ملحوظة لدرجة أنه لا يمكن تصنيفها ضمن نفس المجموعة. في الواقع ، كان التشابه مجرد سطحية.

وبهذه الطريقة ، سمحت الأدلة الجزيئية لهذه المجموعة من الباحثين بإنشاء نظام تصنيف من ثلاثة مجالات: البكتيريا ، الأركيا و Eukaryota..

اقتراح علاقات الأنساب الجديدة بين الكائنات الحية ، التي تمثل حدثًا ذا أهمية كبيرة في البيولوجيا الحديثة. أدى هذا الاكتشاف المهم إلى فوز Woese بالميدالية الوطنية للعلوم في عام 2000.

المجالات الثلاثة للحياة

تحدد شجرة الحياة التي اقترحها كارل وويس العلاقات الأنساب الممكنة بين الكائنات العضوية ، مما يشير إلى وجود ثلاثة مجالات للحياة.

تم اقتراح هذه الفرضية بفضل تحليل الحمض النووي الريبي الريباسي 16S - الذي يختصر باسم الرنا الريباسي 16S.

هذه العلامة هي مكون من الوحدة الفرعية 30S من الريبوسوم بدائية النواة. بعد عمل Woese ، تم استخدامه على نطاق واسع لاستنتاج النشوء والتطور. في الوقت الحاضر ، من المفيد جدًا تحديد تصنيف البكتيريا وتحديد هويتها.

بعد ذلك سوف نصف أهم الخصائص لكل عضو من الأعضاء الذين يشكلون مجالات الحياة الثلاثة:

المجال القديم

هذه الكائنات هي الكائنات الحية التي تتميز بشكل رئيسي بالبيئات السكانية ذات الظروف القاسية للحرارة والحموضة ودرجة الحموضة وغيرها.

وبهذه الطريقة ، تم العثور عليها في المياه ذات التركيزات العالية الملح من الملح والبيئات الحمضية والمياه الحرارية. بالإضافة إلى ذلك ، تعيش بعض الكائنات الأثرية أيضًا في المناطق ذات الظروف "المتوسطة" ، مثل التربة أو الجهاز الهضمي لبعض الحيوانات.

من وجهة النظر الخلوية والهيكلية ، تتميز الأثريات بما يلي: ليس لديهم غشاء نووي ، ترتبط الدهون في الأغشية بالروابط الأثيرية ، وهي تمثل جدارًا خلويًا - لكن هذا لا يتكون من ببتيدوغليكان ، وهيكل الجينات على غرار حقيقيات النوى على الكروموسومات الدائرية.

إن استنساخ هذه بدائيات النوى غير جنسي ، وقد تم إثبات نقل الجينات الأفقي.

تصنيف العتيق

يتم تصنيفها على أنها ميثانوجينية ، هالوفيليكية والحرارية. المجموعة الأولى تستخدم ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين والنيتروجين لإنتاج الطاقة ، وإنتاج غاز الميثان كمنتج نفايات. تنتمي الأقواس الأولى المتسلسلة إلى هذه المجموعة.

المجموعة الثانية ، الهالوفيلس هم "عشاق الملح". من أجل تطويرها ، من الضروري أن يكون للبيئة تركيز الملح حوالي 10 مرات أكبر من المحيط. يمكن لبعض الأنواع تحمل تركيزات تصل إلى 30 مرة أعلى. توجد هذه الكائنات الحية الدقيقة في البحر الميت وفي الأحواض المتبخرة.

أخيرًا ، يمكن أن تتحمّل الحرارة الحرارية درجة حرارة عالية: أكثر من 60 درجة (بعضها يمكن أن يتحمل أكثر من 100 درجة) وأقل من نقطة التجمد المائية.

من الضروري توضيح أن هذه هي الظروف المثلى لحياة هذه الكائنات الحية الدقيقة - إذا تعرضنا لها إلى درجة حرارة الغرفة فمن الممكن أن يموتوا.

مجال البكتيريا

يشتمل المجال البكتيري على مجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة. بشكل عام ، عادة ما نربطهم بالأمراض. لا شيء أبعد عن الواقع من سوء الفهم هذا.

في حين أن بعض أنواع البكتيريا تسبب أمراضًا مميتة ، إلا أن العديد منها مفيد أو يعيش في أجسامنا لإقامة علاقات متبادلة ، مما يشكل جزءًا من نباتاتنا الطبيعية.

لا تحتوي البكتيريا على غشاء نووي ، فهي تفتقر إلى العضيات نفسها ، ويتكون غشاء الخلية من الدهون التي تحتوي على روابط من نوع الإستر ويتكون الجدار من ببتيدوغليكان.

تتكاثر بدون جنس ، وقد تم إثبات أحداث نقل الجينات الأفقية.

تصنيف البكتيريا

على الرغم من أن تصنيف البكتيريا معقد حقًا ، إلا أننا سنتعامل مع الأقسام الأساسية للمجال ، في البكتيريا الزرقاء والبكتيريا.

أعضاء البكتيريا الزرقاء هي البكتيريا الخضراء الضوئية التي تنتج الأكسجين. وفقًا للسجل الأحفوري ، فقد ظهروا قبل حوالي 3.2 مليار عام وكانوا مسؤولين عن التغيير الجذري من بيئة لاهوائية إلى بيئة هوائية (غنية بالأكسجين).

البكتيريا ، من ناحية أخرى ، هي البكتيريا الحقيقية. يتم تقديمها في أشكال متنوعة (مثل الكوتشي ، العصيّات ، الفيبريوس ، الحلزونية ، وغيرها) ولها هياكل معدلة لتنقلها ، مثل الأهداب والسوط.

مجال النوكيا

حقيقيات النوى عبارة عن كائنات حية تتميز أساسًا بوجود نواة محددة جيدًا ، محددة بواسطة غشاء بيولوجي معقد.

بالمقارنة مع المجالات الأخرى ، يحتوي الغشاء على مجموعة متنوعة من الهياكل وتظهر الدهون روابط من نوع الإستر. إنها تمثل عضيات حقيقية ، محددة بأغشية ، يشبه تركيب الجينوم القديم ، ويتم تنظيمه في الكروموسومات الخطية.

التكاثر الجماعي متنوع بشكل غير عادي ، حيث يعرض كلا من الطرائق الجنسية وغير الجنسية ، والعديد من أعضاء المجموعة قادرون على التكاثر بطريقتين - فهي ليست حصرية بشكل متبادل.

تصنيف حقيقيات النوى

ويشمل أربع ممالك بأشكال متنوعة وغير متجانسة للغاية: المتظاهرون والفطريات والبانتاس والحيوانات.

البروتستانت هم حقيقيات حقيقيات النوى ، مثل الأوجينيات و paremecios. الكائنات التي نعرف عادة باسم الفطر هي أعضاء في مملكة الفطريات. هناك أشكال أحادية ومتعددة الخلايا. إنها عناصر أساسية في النظم الإيكولوجية لتحطيم المادة العضوية الميتة.

تتألف النباتات من كائنات حية ضوئية لها جدار خلوي يتكون أساسًا من السليلوز. أكثر خصائصه وضوحا هو وجود صبغة التمثيل الضوئي: الكلوروفيل.

ويشمل السرخس ، الطحالب ، السرخس ، عاريات البذور و كاسيات البذور.

تشتمل الحيوانات على مجموعة من الكائنات العضوية متعددة الخلايا غير المتجانسة ، ومعظمها قادر على الحركة والتشريد. وهي مقسمة إلى مجموعتين كبيرتين: اللافقاريات واللافقاريات.

تتشكل اللافقاريات عن طريق البورفيوم والكنيداريين والديدان الخيطية والرخويات والمفصليات والأكزيما الجلدية وغيرها من المجموعات الصغيرة. وبالمثل ، فإن الفقاريات هي الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات.

تمكنت الحيوانات من استعمار جميع البيئات تقريبًا ، بما في ذلك المحيطات والبيئات الجوية ، والتي تعرض مجموعة معقدة من التعديلات لكل.

مراجع

1. فورتيري P. (2015). شجرة الحياة العالمية: تحديث. الحدود في علم الأحياء المجهرية, 6, 717.
2. Koonin E. V. (2014). رؤية كارل وويس للتطور الخلوي ومجالات الحياة. بيولوجيا الرنا, 11(3) ، 197-204.
3. مارغوليس ، إل. آند تشابمان ، م. ج. (2009). الممالك والمجالات: دليل مصور لفيلم الحياة على الأرض. الصحافة الأكاديمية.
4. ساب ، جيه (2009). الأسس الجديدة للتطور: على شجرة الحياة. مطبعة جامعة أكسفورد.
5. Sapp، J.، & Fox، G. E. (2013). السعي الفردي لشجرة عالمية للحياة. علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية الاستعراضات: MMBR, 77(4) ، 541-50.
6. Staley J. T. (2017). تدعم نظرية خلايا المجال التطور المستقل لفرضيات النواة والبكتيريا والأثرية وفرضيات القواسم النووية. علم الأحياء المفتوح, 7(6) ، 170041.