De 3 domeinen in de biologie (Woese-classificatie)

de drie domeinen van de biologie of drie domeinsysteem is een classificatie voorgesteld door de bioloog Carl Woese in de late jaren 70, die organische wezens verdeelt in de Bacteria, Archaea en Eukaryota-domeinen.

Deze classificatie in "domeinen" is superieur aan het traditionele systeem van deling in vijf of zes rijken, waarmee we meer vertrouwd zijn. De fundamentele verdeling van de domeinen is om de prokaryoten te verdelen in twee domeinen, waar de archaea meer verwant zijn aan de eukaryoten, dan met de andere groep prokaryoten - de bacteriën.

Deze fylogenetische volgorde wordt algemeen aanvaard door de meeste biologen. Met de ontwikkeling van bioinformatica en statistische hulpmiddelen hebben sommige auteurs nieuwe relaties tussen levende wezens voorgesteld, die de classificatie van Woese tart.

index

• 1 Geschiedenis van de classificatie
  • 1.1 Verdeling in twee koninkrijken: Animalia en Plantae
  • 1.2 Verdeling in drie koninkrijken: Animalia, Plantae en Protista
  • 1.3 Verdeling in vijf koninkrijken
  • 1.4 Verdeling in drie domeinen
• 2 De drie domeinen van het leven
• 3 Archaea-domein
  • 3.1 Classificatie van archaea
• 4 Domeinbacteriën
  • 4.1 Classificatie van bacteriën
• 5 Domein Eukarya
  • 5.1 Classificatie van eukaryoten
• 6 Referenties

Geschiedenis van de classificatie

Verdeling in twee koninkrijken: Animalia en Plantae

Vóór de publicatie van de werken van Woese en zijn collega's gebruikten biologen een "traditionele" classificatie, met behulp van een eenvoudige en intuïtieve dichotomie die planten van dieren scheidde - formeel Animalia en Plantae.

In deze divisie werden alle bacteriën, schimmels en fotosynthetische protisten beschouwd als "planten", terwijl protozoa werden gegroepeerd met de dieren.

Met de vooruitgang van de wetenschap, de ontwikkeling van moderne methodologieën en een meer diepgaande analyse van organische wezens, werd het duidelijk dat de verdeling in planten en dieren niet paste in de ware evolutionaire geschiedenis van deze. In feite was het een "rustieke" en inconsistente vereenvoudiging van de onderlinge relaties.

Indeling in drie koninkrijken: Animalia, Plantae en Protista

Met het doel om deze situatie te corrigeren, heeft de gerenommeerde evolutionaire bioloog en ornitholoog Ernst Haeckel een nieuw koninkrijk toegevoegd aan de lijst: het Koninkrijk Protista.

Deze classificatie heeft een duidelijkere verdeling van vormen tot stand gebracht die, blijkbaar, niet gegroepeerd moet worden. De classificatie bleef echter alarmerend problematisch.

Verdeling in vijf koninkrijken

In 1969 stelde de Amerikaanse ecoloog Robert Harding Whittaker het plan voor om op te splitsen in vijf koninkrijken: Animalia, Plantae, Fungi, Monera en Prostista.

Dit systeem is voornamelijk gebaseerd op de celtypen waaruit de organismen bestaan. De leden van Monera zijn eencellige en prokaryotische wezens, terwijl de protisten ook eencellig zijn, maar eukaryotisch.

De drie overgebleven koninkrijken - Animalia, Plantae en Fungi - worden geclassificeerd in termen van hun wijze van voedingsstoffenverwerving. Planten hebben fotosynthetische mogelijkheden, schimmels scheiden enzymen af ​​in het milieu, gevolgd door opname van voedingsstoffen, en dieren consumeren hun voedsel, met interne of externe spijsvertering.

De verdeling van de organismen in vijf koninkrijken werd algemeen aanvaard door de systematiek van die tijd, omdat ze van mening waren dat de classificatie meer en meer aangepast was aan de echte evolutionaire relaties van levende wezens.

Verdeling in drie domeinen

In de jaren '70 begon de professor aan de Universiteit van Illinois, Carl Woese, bewijs te vinden van een bepaalde onbekende groep van zeer opvallende eencellige organismen. Ze leefden in een omgeving met extreme omstandigheden van temperatuur, zoutgehalte en pH, waarbij werd gedacht dat het leven niet kon worden gehandhaafd.

Op het eerste gezicht werden deze organismen geclassificeerd als bacteriën en werden ze archaebacteria genoemd. Een dieper en gedetailleerder overzicht van de archaebacteria maakte echter duidelijk dat de verschillen met de bacteriën zo opvielen dat ze niet in dezelfde groep konden worden ingedeeld. In feite was de gelijkenis slechts oppervlakkig.

Op deze manier liet moleculair bewijs deze groep onderzoekers een classificatiesysteem van drie domeinen vaststellen: Bacteria, Archaea en Eukaryota..

Voorstellen van nieuwe genealogische relaties tussen organismen, markeerde een evenement van groot belang in de moderne biologie. Deze belangrijke ontdekking leidde ertoe dat Woese in 2000 de National Medal of Science won.

De drie domeinen van het leven

De door Carl Woese voorgestelde levensboom stelt de mogelijke genealogische relaties tussen organische wezens vast, die het bestaan ​​van drie levensdomeinen suggereren.

Deze hypothese werd voorgesteld dankzij de 16S-ribosomale RNA-analyse - afgekort als 16S-rRNA.

Deze marker is een component van de 30S-subeenheid van het prokaryote ribosoom. Na Woese's werk is het op grote schaal gebruikt voor fylogenetische gevolgtrekkingen. Tegenwoordig is het erg nuttig om de classificatie en identificatie van bacteriën vast te stellen.

Vervolgens beschrijven we de meest opmerkelijke kenmerken van elk van de leden die deel uitmaken van de drie domeinen van het leven:

Archaea Domain

De archaea zijn organismen die voornamelijk worden gekenmerkt door bewoonde milieus met extreme omstandigheden van temperatuur, zuurgraad, pH onder andere.

Op deze manier zijn ze gevonden in wateren met aanzienlijk hoge zoutconcentraties, zure milieus en thermaal water. Bovendien bewonen sommige archaea ook regio's met "gemiddelde" omstandigheden, zoals de bodem of het maagdarmkanaal van sommige dieren.

Vanuit het oogpunt van cel en archaea structureel worden gekenmerkt door niet-nucleaire membraan, worden de lipidemembranen hecht etherbindingen hebben celwand - maar dit is niet uit peptidoglycaan en de genstructuur is vergelijkbaar met eukaryoten op cirkelvormige chromosomen.

De reproductie van deze prokaryoten is aseksueel en horizontale genoverdracht is aangetoond.

Classificatie van archaea

Ze worden geclassificeerd als methanogeen, halofiel en thermoacidofiel. De eerste groep gebruikt koolstofdioxide, waterstof en stikstof om energie te produceren en produceert methaangas als afvalproduct. De eerste bogen waarvan de volgorde wordt bepaald, behoort tot deze groep.

De tweede groep, halofielen, zijn "zoutliefhebbers". Voor de ontwikkeling ervan is het noodzakelijk dat de omgeving een zoutconcentratie heeft die ongeveer tien keer groter is dan die van de oceaan. Sommige soorten verdragen concentraties tot 30 keer hoger. Deze micro-organismen worden gevonden in de dode zee en in verdampte vijvers.

Tenslotte zijn thermoacidofielen bestand tegen extreme temperaturen: meer dan 60 graden (sommige kunnen meer dan 100 graden verdragen) en lager dan het vriespunt van water.

Het is nodig om te verduidelijken dat dit de optimale omstandigheden zijn voor de levensduur van deze micro-organismen - als we ze blootstellen aan kamertemperatuur is het goed mogelijk dat ze sterven.

Bacteriedomein

Het bacteriedomein omvat een brede groep van prokaryotische micro-organismen. Over het algemeen associëren we ze meestal met ziektes. Niets anders dan de realiteit dan dit misverstand.

Hoewel het klopt dat bepaalde bacteriën dodelijke ziekten veroorzaken, zijn veel van hen heilzaam of leven ze in ons lichaam om commensale relaties op te bouwen, die deel uitmaken van onze normale flora..

De bacteriën hebben geen kernmembraan, ze missen zelf organellen, hun celmembraan is samengesteld uit lipiden met estertypen en de wand is samengesteld uit peptidoglycan..

Ze planten zich ongeslachtelijk voort en gebeurtenissen van horizontale genoverdracht zijn bewezen.

Classificatie van bacteriën

Hoewel de classificatie van bacteriën echt complex is, zullen we hier ingaan op de fundamentele scheidslijnen van het domein, in cyanobacteriën en eubacteriën.

De leden van de cyanobacteriën zijn blauwgroene fotosynthetische bacteriën die zuurstof produceren. Volgens het fossielenbestand verschenen ze ongeveer 3,2 miljard jaar geleden en waren ze verantwoordelijk voor de drastische verandering van een anaërobe omgeving naar een aerobe (zuurstofrijke) omgeving.

Eubacteria, aan de andere kant, zijn echte bacteriën. Deze worden gepresenteerd in verschillende morfologieën (cocci, bacilli, vibrio's, spiraalvormig, onder andere) en hebben structuren aangepast voor hun mobiliteit, zoals trilharen en cilia.

Domein Eukarya

Eukaryoten zijn organismen die zich voornamelijk onderscheiden door de aanwezigheid van een goed gedefinieerde kern, afgebakend door een complex biologisch membraan.

In vergelijking met de andere domeinen heeft het membraan een verscheidenheid aan structuur en vertonen de lipiden estertype-bindingen. Ze presenteren echte organellen, begrensd door membranen, de structuur van het genoom is vergelijkbaar met de archaea en is georganiseerd in lineaire chromosomen.

Groepsreproductie is buitengewoon gevarieerd en vertoont zowel seksuele als aseksuele modaliteiten, en veel leden van de groep kunnen zich op beide manieren reproduceren - ze sluiten elkaar niet uit.

Classificatie van eukaryoten

Het omvat vier koninkrijken met zeer gevarieerde en heterogene vormen: de protisten, schimmels, pantas en dieren.

Protisten zijn eencellige eukaryoten, zoals euglenas en paremecios. De organismen die we gewoonlijk kennen als paddenstoelen zijn de leden van het Fungi-koninkrijk. Er zijn uni en pluricellular vormen. Het zijn essentiële elementen in ecosystemen om dode organische materie te degraderen.

De planten zijn samengesteld uit fotosynthetische organismen met een celwand die voornamelijk uit cellulose bestaat. Het meest opvallende kenmerk is de aanwezigheid van het fotosynthetische pigment: chlorofyl.

Het omvat varens, mossen, varens, gymnospermen en angiospermen.

De dieren omvatten een groep van heterotrofe organische moleculen van meercelligen, waarvan de meeste in staat zijn tot beweging en verplaatsing. Ze zijn verdeeld in twee grote groepen: ongewervelde dieren en ongewervelde dieren.

Ongewervelden worden gevormd door poriferous, cnidarians, nematodes, molluscs, arthropods, echinoderms en andere kleine groepen. Evenzo zijn gewervelde dieren vissen, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren.

De dieren zijn erin geslaagd om vrijwel alle omgevingen, waaronder oceanen en luchtfoto-omgevingen, te koloniseren, waarbij ze een complex stel aanpassingen voor elk tentoonspreidden.

referenties

1. Forterre P. (2015). De universele levensboom: een update. Grenzen in de microbiologie, 6, 717.
2. Koonin E. V. (2014). Carl Woese's visie op cellulaire evolutie en de domeinen van het leven. RNA-biologie, 11(3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, M. J. (2009). Koninkrijken en domeinen: een geïllustreerde gids voor de phyla van het leven op aarde. Academische pers.
4. Sapp, J. (2009). De nieuwe grondslagen van de evolutie: op de boom des levens. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, G.E. (2013). De unieke zoektocht naar een universele levensboom. Beoordelingen van microbiologische en moleculaire biologie: MMBR, 77(4), 541-50.
6. Staley J. T. (2017). Domain Cell Theory ondersteunt de onafhankelijke evolutie van de Eukarya, Bacteria and Archaea en de Nuclear Compartment Commonality-hypothese. Open biologie, 7(6), 170041.