Conţinut
- TL; DR (Prea lung; nu a citit)
- Caracteristicile tuturor celulelor
- Prima clasificare: Cele trei domenii ale vieții
- Archaea: Organisme unice cu celule care prosperă în medii extreme
- Domeniul și Regatul Archaea
- Bacterii: Organisme cu celule unice care prospera în medii multiple
- Bacteriile nu conțin un nucleu separat
- Domeniul și Regatul bacteriilor
- Eucariotele prosperă peste tot
- Regatele de sub eucariote
- Cel mai mare organ unicelular
- Cel mai mic organ unic cu celule
- Un eucariot unicelular care încalcă regulile
Celula este cel mai mic organism viu care conține toate trăsăturile vieții, iar cea mai mare parte a vieții de pe planetă începe ca un singur organism. În prezent există două tipuri de organisme unicelulare: procariote și eucariotelor, cei fără un nucleu definit separat și cei cu un nucleu protejat de o membrană celulară. Oamenii de știință consideră că procariotele sunt cea mai veche formă de viață, care apar prima dată în jur de 3,8 milioane de ani, în timp ce eucariote au apărut în urmă cu aproximativ 2,7 miliarde de ani. Taxonomia organismelor unicelulare se încadrează într-unul din cele trei mari domenii de viață: eucariote, bacterii și arhaea.
TL; DR (Prea lung; nu a citit)
Biologii clasifică toate organismele vii în cele trei domenii ale vieții, începând cu organisme cu celule unice și multicelulare: arhaea, bacteriile și eucariotele.
Caracteristicile tuturor celulelor
Toate organismele unicelulare și multicelulare au aceste elemente de bază:
Prima clasificare: Cele trei domenii ale vieții
Înainte de 1969, biologii au clasificat viața celulară în două regate: plante și animale. După 1969 până în 1990, oamenii de știință au convenit asupra unui sistem de clasificare a cinci regate care include monere (bacterii), protiști, plante, ciuperci și animale. Însă Dr. Carl Woese (1928-2012), fost profesor la Departamentul de Microbiologie de la Universitatea din Illinois, a propus o nouă structură pentru clasificarea organismelor unicelulare și a entităților multicelulare în 1990, constând din trei domenii, arhaea, bacterii și eucariote, subclasificate în șase regate. Majoritatea oamenilor de știință folosesc acum această taxonomie sau sistem de clasificare.
Archaea: Organisme unice cu celule care prosperă în medii extreme
Archaea prosperă în medii extreme, considerate anterior nesustenabile vieții: orificii hidrotermale ale mării profunde, izvoare termale, Marea Moartă, iazuri de evaporare a sării și lacuri acide. Înainte de propunerea Dr. Woeses, oamenii de știință au identificat mai întâi arheea ca arhebacterii - bacterii unicelulare antice - pentru că arătau ca bacterii procariote, organisme unicelulare care nu au un nucleu separat de membrană sau organele. Studiile ulterioare ale Dr. Woese, colegii săi și alți oameni de știință i-au determinat să realizeze că aceste bacterii antice erau mai strâns legate de eucariote din cauza caracteristicilor biochimice pe care le prezintă. Oamenii de știință și cercetătorii au descoperit și arheea care trăiește în tractul digestiv uman și în piele.
Domeniul și Regatul Archaea
Archaea împărtășește caracteristicile atât procariotelor, cât și eucariote, motiv pentru care există pe o ramură separată între bacterii și eucariote în arborele filogenetic al vieții. Când oamenii de știință au descoperit că arhebacteria nu era de fapt bacterii antice, le-a redenumit arhaea. Următoarele caracteristici definesc organismele unicelulare archaea:
Principalele clasificări ale arhaea includ crenarchaeota, euryarchaeota și korarchaeota, precum și subdiviziunile propuse pentru nanoarchaeota iar cele propuse thaumarchaeota. Clasificările individuale indică tipurile de medii în care cercetătorii și oamenii de știință găsesc aceste organisme unicelulare. Crenarcheota trăiește în medii cu aciditate extremă și temperatură și oxidează amoniacul; euryarchaeota include organisme care oxidează metanul și iubesc sarea în mediile de mare adâncime, alte euryarchaeota care produc metan ca produs reziduu și korarchaeota, o categorie de arhaea care trăiește și în medii cu temperaturi ridicate.
Nanoarchaeota diferă de alte arhaea prin faptul că trăiesc deasupra unui alt organism arhaean numit Ignicoccus. Printre subtipurile de korarchaeota și nanoarchaeota includ metanogene, organismele care produc gaz metan ca un produs secundar al proceselor digestive sau de producere a energiei; halofil sau arhaea iubitoare de sare; termofile, organismele care prospera la temperaturi extrem de ridicate; și psihrofil, organismele arhaea care trăiesc în timp extrem de rece.
Bacterii: Organisme cu celule unice care prospera în medii multiple
Bacteriile trăiesc și prosperă peste tot pe planetă: în vârful munților, în partea de jos a lumilor cele mai adânci oceane, în interiorul tractului digestiv atât al oamenilor, cât și al animalelor și chiar în rocile înghețate și gheața polilor de Nord și de Sud. Bacteriile se pot răspândi de-a lungul anilor, deoarece pot pleca în stare latentă pentru perioade îndelungate.
Bacteriile nu conțin un nucleu separat
Bacteriile există ca ființe vii de frunte pe planetă, fiind aici cel puțin trei sferturi din planetele care evoluează istoria. Sunt cunoscuți pentru capacitatea lor de a se adapta la majoritatea habitatelor de pe planetă. În timp ce unele bacterii provoacă boli virulente la animale, plante și oameni, majoritatea bacteriilor funcționează ca agenți „benefici” ai mediului cu procese metabolice care susțin forme de viață superioare.
Alte forme de bacterii funcționează împreună cu plantele și nevertebratele (creaturi fără coloana vertebrală) în relații simbiotice care îndeplinesc funcții importante. Fără aceste organisme unicelulare, plantele și animalele moarte ar dura mai mult până la descompunere și solul ar înceta să fie fertil. Cercetătorii și oamenii de știință folosesc unele bacterii în substanțe chimice, medicamente, antibiotice și chiar în prepararea alimentelor precum usturoiul, iaurtul și chefirul și murăturile. Ca simple organisme unicelulare, celulele bacteriene au caracteristici distinctive:
Domeniul și Regatul bacteriilor
Oamenii de știință clasifică majoritatea bacteriilor în trei grupuri, pe baza modului în care acestea răspund la oxigen sub formă de gaz. aerob bacteriile prosperă în mediile de oxigen și necesită să trăiască oxigenul. Anaerob bacteriile nu le place oxigenul gazos; un exemplu al acestor bacterii ar fi cele care trăiesc în sedimente adânci sub apă sau cele care provoacă intoxicații alimentare pe bază de bacterii. În cele din urmă, anaerobe facultative sunt bacterii care preferă prezența oxigenului în mediile lor de creștere, dar pot trăi fără el.
Dar cercetătorii clasifică, de asemenea, bacteriile după felul în care obțin energie: ca. heterotrophs și autotrophs. Autotrofele, cum ar fi plantele alimentate de energia lumină (numite fotoautotrofe), își produc propria sursă de hrană prin fixarea dioxidului de carbon sau prin mijloace chimioautotrofe, folosind azot, sulf sau alte procese de oxidare a elementelor. Heterotrofii își preiau energia din mediu prin descompunerea compușilor organici, cum ar fi bacteriile saprobice care trăiesc în materii în descompunere, precum și bacteriile care se bazează pe fermentare sau respirație pentru energie.
Un alt mod în care oamenii de știință grupează bacteriile este prin formele lor: sferice, în formă de tijă și spirală. Alte forme de bacterii includ filamentos, acoperit, pătrat, stalked, în formă de stea, în formă de fus, lobat, care formează tricomi (formarea părului) și pleomorfe bacterii cu capacitatea de a-și schimba forma sau dimensiunea în funcție de mediu.
Clasificări suplimentare includ micoplasme, bacterii cauzatoare de boli afectate de antibiotice, deoarece nu au perete celular; cianobacteriilor, bacterii fotoautotrofe precum algele albastru-verzi; bacterii gram-pozitive, care emit purpuriu în testul de gram-pată, deoarece testul își colorează pereții celulari groși; și bacterii gram-negative care devin roz în testul de pete de gram datorită pereților exteriori subțiri, dar puternici. Bacteriile gram-pozitive răspund mai bine la antibiotice decât la bacteriile gram-negative, deoarece în timp ce peretele formatorilor este gros, este penetrant, în timp ce în bacteriile gram-negative, pereții celulari sunt subțiri, dar acționează mai mult ca o vestă antiglonț.
Eucariotele prosperă peste tot
În timp ce eucariotele includ multe organisme multicelulare din ciupercile, regnele plantelor și animalelor, acest domeniu de viață major include, de asemenea, organisme unicelulare. Eucariotele unicelulare au pereți celulari care își pot schimba forma în comparație cu procariote care au pereți celulari rigizi. Majoritatea oamenilor de știință consideră că eucariotele au evoluat din procariote, deoarece ambele folosesc ARN și ADN ca material genetic; ambii profită de 20 de aminoacizi; și ambele au o membrană celulară cu două straturi lipidice (dizolvabile în solvenți organici) și folosesc zaharuri D și L-aminoacizi. Caracteristicile specifice ale eucariotei includ:
Regatele de sub eucariote
Domeniul eucariotic conține patru regate sau subcategorii: protists, ciuperci, plante și animale. Dintre aceștia, protiștii conțin doar organisme unicelulare, în timp ce regnul fungilor conține ambele. Regatul Protista include organisme vii ca alge, euglenoide, protozoare și matrite mazga. Regatul fungilor include atât organisme unicelulare cât și organisme multicelulare. Organisme unicelulare din regnul fungilor includ drojdii și chytridssau ciuperci fosilizate. Majoritatea organismelor din regnele vegetale și animale sunt multicelulare.
Cel mai mare organ unicelular
Deși majoritatea entităților unicelulare de pe planetă necesită de obicei un microscop, puteți observa alge acvatice, Caulerpa taxifolia, cu ochiul liber. Definită ca un tip de alge native din Oceanul Indian și Hawaii, această algă ucigașă este o specie invazivă în altă parte. Acest organism viu din regatul vegetal poate crește de la 6 la 12 centimetri lungime și are ramuri aplatizate asemănătoare penei, care apar dintr-un alergător, în nuanțe de verde închis până la verde.
Cel mai mic organ unic cu celule
Cocoțat pe dealurile de deasupra campusului Universității din California Berkeley se află Laboratorul Național Lawrence Berkeley, gestionat în comun de Departamentul de Energie al SUA și sistemul Universității din California. O echipă internațională de oameni de știință, condusă de cercetătorii Berkeley Labs, a descoperit în 2015 care ar putea fi cel mai mic organism unicelular capturat într-o imagine preluată de la un microscop de mare putere.
Acest organism cu celule unice, o bacterie procariotă, este atât de mic încât 150.000 din aceste bacterii cu celule singure ar putea sta pe vârful unui fir de păr din cap. Cercetătorii continuă să studieze aceste organisme care se cred a fi comune, deoarece le lipsește multe dintre caracteristicile necesare pentru a funcționa cu alte organisme. Celulele par a avea ADN, un număr mic de ribozomi și apendice asemănătoare firului, dar mai mult decât probabil se bazează pe alte bacterii pentru a trăi.
Un eucariot unicelular care încalcă regulile
Oamenii de știință de la Universitatea Charles din Praga au descoperit singurul organism de eucariote cunoscut care nu conține un fel specific de mitocondrii și l-au găsit în intestinul unei chinchile pentru animale de companie. În ceea ce privește puterea celulelor, mitocondriile fac mai multe lucruri. În prezența oxigenului, mitocondriile pot încărca molecule și produce proteine critice. Dar acest organism, o rudă a bacteriilor din giardia, folosește un sistem precum cel întâlnit în mod obișnuit în bacterii - transferul genic lateral - pentru a sintetiza proteinele. Deoarece bacteriile există în principal ca celule procariote, găsirea unei celule eucariote legate de bacterii este o excepție de la regulă.