- Lịch sử phân loại
- Phân chia thành hai giới: Animalia và Plantae
- Phân chia thành ba vương quốc:
- Phân chia thành năm vương quốc
- Phân chia thành ba miền
- Ba lĩnh vực của cuộc sống
- Tên miền Archaea
- Phân loại archaea
- Miền vi khuẩn
- Phân loại vi khuẩn
- Miền Eukarya
- Phân loại sinh vật nhân chuẩn
- Người giới thiệu
Các ba lĩnh vực sinh học hoặc hệ thống ba miền là một phân loại của các nhà sinh vật học Carl Woese đề xuất trong cuối những năm 1970, trong đó chia con hữu cơ vào vi khuẩn, Archaea và Eukaryota lĩnh vực.
Sự phân loại thành "miền" này vượt trội hơn so với hệ thống truyền thống chia thành năm hoặc sáu vương quốc, mà chúng ta quen thuộc nhất. Sự phân chia cơ bản của các miền là chia sinh vật nhân sơ thành hai miền, trong đó vi khuẩn cổ có quan hệ gần gũi với sinh vật nhân thực hơn là với nhóm sinh vật nhân sơ khác - vi khuẩn.
Nguồn: Rock 'n Roll, từ Wikimedia Commons
Sự sắp xếp phát sinh loài này được hầu hết các nhà sinh vật học chấp nhận rộng rãi. Tuy nhiên, với sự phát triển của tin sinh học và các công cụ thống kê, một số tác giả đã đề xuất các mối quan hệ mới giữa các sinh vật sống, điều này bất chấp sự phân loại của Woese.
Lịch sử phân loại
Phân chia thành hai giới: Animalia và Plantae
Trước khi công bố các công trình của Woese và các đồng nghiệp của ông, các nhà sinh vật học đã sử dụng cách phân loại "truyền thống", sử dụng một phép phân đôi đơn giản và trực quan để chia thực vật khỏi động vật - chính thức là Animalia và Plantae.
Trong sự phân chia này, tất cả vi khuẩn, nấm và sinh vật nguyên sinh quang hợp được coi là "thực vật", trong khi động vật nguyên sinh được xếp cùng nhóm với động vật.
Với sự tiến bộ của khoa học, sự phát triển của các phương pháp luận hiện đại và sự phân tích kỹ lưỡng 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 các mối quan hệ giữa họ một cách "mộc mạc" và không nhất quán.
Phân chia thành ba vương quốc:
Để khắc phục tình trạng này, nhà sinh vật học tiến hóa và nhà điểu học nổi tiếng Ernst Haeckel đã thêm một vương quốc mới vào danh sách: Vương quốc Protista.
Sự phân loại này đã đạt được sự phân chia rõ ràng hơn các dạng mà rõ ràng là không nên nhóm lại. Tuy nhiên, việc phân loại vẫn còn 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 sơ đồ phân chia thành năm giới: Animalia, Plantae, Fungi, Monera và Prostista.
Hệ thống này chủ yếu dựa trên các loại tế bào tạo nên sinh vật. Các thành viên của Monera là sinh vật đơn bào và sinh vật nhân sơ, trong khi sinh vật nguyên sinh cũng là sinh vật đơn bào, nhưng là sinh vật nhân chuẩn.
Ba giới còn lại - Animalia, Plantae và Fungi - được phân loại dựa trên phương thức thu nhận chất dinh dưỡng của chúng. Thực vật có khả năng quang hợp, nấm tiết ra enzim vào môi trường, sau đó là quá trình hấp thụ chất dinh dưỡng và động vật tiêu thụ thức ăn của chúng bằng cách tiêu hóa bên trong hoặc bên ngoài.
Việc phân chia sinh vật thành năm giới đã được các nhà hệ thống học thời đó chấp nhận rộng rãi, vì họ cho rằng sự phân loại ngày càng được điều chỉnh phù hợp với các mối quan hệ tiến hóa thực sự của sinh vật.
Phân chia thành ba miền
Vào những năm 1970, giáo sư Carl Woese của Đại học Illinois bắt đầu tìm ra bằng chứng về một nhóm sinh vật đơn bào rất nổi bật chưa được biết đến. Chúng sống trong môi trường có điều kiện nhiệt độ, độ mặn và độ pH khắc nghiệt, nơi người ta cho rằng không thể duy trì sự sống.
Thoạt nhìn, những sinh vật này được phân loại là vi khuẩn, và được gọi là vi khuẩn khảo cổ. Tuy nhiên, một cái nhìn sâu hơn và chi tiết hơn về vi khuẩn khảo cổ đã làm rõ ràng rằng sự khác biệt với vi khuẩn rất ấn tượng đến nỗi không thể phân loại chúng trong cùng một nhóm. Trên thực tế, sự giống nhau chỉ là bề ngoài.
Bằng cách này, các bằng chứng phân tử đã 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 lạ giữa các sinh vật đã đánh dấu một sự kiện có tầm quan trọng lớn trong sinh học hiện đại. Khám phá quan trọng này đã giúp Woese giành được Huy chương Khoa học Quốc gia năm 2000.
Ba lĩnh vực của cuộc sống
Cây sự sống do Carl Woese đề xuất thiết lập các mối quan hệ phả hệ có thể có giữa các sinh vật hữu cơ, cho thấy sự tồn tại của ba lĩnh vực sự sống.
Giả thuyết này được đưa ra 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 nhân sơ. Sau công trình của Woese, nó đã được sử dụng rộng rãi để suy luận phát sinh loài. Ngày nay nó rất hữu ích để thiết lập phân loại và xác định vi khuẩn.
Dưới đây, chúng tôi sẽ mô tả những đặc điểm đáng chú ý nhất của từng thành viên tạo nên ba lĩnh vực của cuộc sống:
Tên miền Archaea
Archaea
Archaea là những sinh vật có đặc điểm chủ yếu là sống trong môi trường sống với các điều kiện khắc nghiệt về nhiệt độ, độ axit, độ pH, cùng những điều kiện khác.
Bằng cách này, chúng đã được tìm thấy ở những vùng nước có nồng độ muối cao đáng kể, môi trường axit và suối nước nóng. Ngoài ra, một số vi khuẩn cổ còn sống ở những vùng có điều kiện "trung bình", chẳng hạn như đất hoặc đường tiêu hóa của một số động vật.
Theo quan điểm tế bào và cấu trúc, vi khuẩn cổ có đặc điểm: chúng không có màng nhân, các lipid của màng được liên kết với nhau bằng các liên kết ete, chúng có thành tế bào - nhưng nó không được cấu tạo bởi peptidoglycan, và cấu trúc của các gen là tương tự như sinh vật nhân thực trên nhiễm sắc thể hình tròn.
Sự sinh sản của các sinh vật nhân sơ này là vô tính, và sự chuyển gen theo chiều ngang đã được chứng minh.
Phân loại archaea
Chúng được phân loại là methanogenic, halophilic và nhiệt axit. Nhóm đầu tiên sử dụng carbon dioxide, hydro và nitơ để sản xuất năng lượng, tạo ra khí methane như một chất thải. Vòm đầu tiên được sắp xếp thứ tự thuộc nhóm này.
Nhóm thứ hai, những người thích ăn thịt cá là "những người yêu thích muối." Để phát triển, môi trường cần có nồng độ muối lớn hơn khoảng 10 lần so với đại dương. Một số loài có thể chịu được nồng độ cao hơn tới 30 lần. Những vi sinh vật này được tìm thấy ở Biển Chết và trong các ao nước bốc hơi.
Cuối cùng, chất ưa nhiệt có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt: lớn hơn 60 độ (một số có thể chịu đựng 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 những vi sinh vật này - nếu chúng ta để chúng ở nhiệt độ phòng thì rất có thể chúng sẽ chết.
Miền vi khuẩn
Mycobacterium tuberculosis vi khuẩn
Miền vi khuẩn bao gồm một nhóm lớn vi sinh vật nhân sơ. Nói chung, chúng ta thường liên hệ chúng với bệnh tật. Không có gì xa thực tế hơn sự hiểu lầm này.
Mặc dù đúng là một số vi khuẩn gây ra các bệnh chết người, nhưng nhiều vi khuẩn trong số chúng có lợi hoặc sống trong cơ thể chúng ta thiết lập các mối quan hệ hòa hợp, tạo thành một phần của hệ thực vật bình thường của chúng ta.
Vi khuẩn không có màng nhân, tự chúng thiếu các bào quan, màng tế bào của chúng được cấu tạo từ các lipid với các liên kết kiểu este và vách cấu tạo bởi 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, ở đây chúng ta sẽ thảo luận về các phân chia cơ bản của miền, 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 hóa thạch, chúng xuất hiện cách đây khoảng 3,2 tỷ năm và là nguyên nhân gây ra sự thay đổi mạnh mẽ từ môi trường kỵ khí sang môi trường hiếu khí (giàu oxy).
Về phần chúng, vi khuẩn Eubacteria là vi khuẩn thực sự. Chúng xuất hiện với nhiều hình thái khác nhau (cầu khuẩn, trực khuẩn, Vibrio, xoắn ốc, trong số những loại khác) và có cấu trúc sửa đổi để di chuyển, chẳng hạn như lông mao và roi.
Miền Eukarya
Đại diện tế bào nhân chuẩn. Bạn có thể thấy cốt lõi
Sinh vật nhân thực là những sinh vật được phân biệt chủ yếu bởi sự hiện diện của một nhân xác định rõ, được phân định bằng một màng sinh học phức tạp.
So với các miền khác, màng có cấu trúc đa dạng và các lipid thể hiện các liên kết giống như este. Chúng trình bày các bào quan thực sự, được phân định bằng màng, cấu trúc của bộ gen tương tự như vi khuẩn cổ, và nó được tổ chức theo các nhiễm sắc thể tuyến tính.
Sinh sản theo nhóm rất đa dạng, thể hiện cả phương thức hữu tính và vô tính, và nhiều thành viên trong nhóm có khả năng 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: nguyên sinh vật, nấm, quần thể và động vật.
Sinh vật nguyên sinh là sinh vật nhân thực đơn bào, như euglena và paremecia. Các sinh vật mà chúng ta thường gọi là nấm là thành viên của giới Nấm. Có dạng đơn bào và dạng đa bào. Chúng là yếu tố quan trọng trong hệ sinh thái để phân hủy các chất hữu cơ chết.
Thực vật được tạo thành từ các sinh vật quang hợp với thành tế bào chủ yếu làm bằng xenlulozơ. Đặc điểm dễ thấy nhất của nó là sự hiện diện của sắc tố quang hợp: chất diệp lục.
Nó bao gồm dương xỉ, rêu, dương xỉ, cây hạt trần và cây hạt kín.
Động vật bao gồm một nhóm sinh vật hữu cơ đa bào dị dưỡng, phần lớn có khả năng di chuyển và dịch 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 tạo thành từ porifers, cnidarian, giun tròn, nhuyễn thể, động vật chân đốt, da gai và các nhóm nhỏ khác. Tương tự như vậy, động vật có xương sống là cá, lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú.
Các loài động vật đã tìm cách định cư hầu như ở tất cả các môi trường, bao gồm cả đại dương và môi trường không khí, thể hiện một tập hợp phức tạp của các cách thích nghi cho mỗi môi trường.
Người giới thiệu
- Forterre P. (2015). Cây vạn năng của sự sống: một bản cập nhật. Biên giới trong vi sinh vật học, 6, 717.
- Koonin EV (2014). Tầm nhìn của Carl Woese về sự tiến hóa của tế bào và các lĩnh vực của sự sống. Sinh học RNA, 11 (3), 197-204.
- Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Vương quốc và miền: một hướng dẫn minh họa về sự sống trên Trái đất. Báo chí Học thuật.
- Sapp, J. (2009). Những nền tảng mới của sự tiến hóa: trên cây sự sống. Nhà xuất bản Đại học Oxford.
- Sapp, J., & Fox, GE (2013). Nhiệm vụ số ít cho một cây vạn vật của sự sống. Đánh giá vi sinh và sinh học phân tử: MMBR, 77 (4), 541-50.
- Staley JT (2017). Thuyết tế bào miền ủng hộ sự tiến hóa độc lập của Eukarya, vi khuẩn và vi khuẩn cổ và giả thuyết về tính tương đồng của ngăn hạt nhân. Sinh học mở, 7 (6), 170041.