Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Характеристики всех клеток
- Первая классификация: три сферы жизни
- Археи: одноклеточные организмы, которые процветают в экстремальных условиях
- Домен и Королевство Архей
- Бактерии: одноклеточные организмы, которые процветают в разных средах
- Бактерии не содержат отдельного ядра
- Домен и Королевство Бактерий
- Эукариоты процветают везде
- Королевства под эукариотами
- Крупнейший одноклеточный организм
- Самый маленький одноклеточный организм
- Одноклеточный эукариот, нарушающий правила
Клетка является самым маленьким живым организмом, который содержит все особенности жизни, и почти вся жизнь на планете начинается как одноклеточный организм. В настоящее время существует два типа одноклеточных организмов: прокариоты а также эукариотыте, у которых нет отдельно определенного ядра, и те, у кого ядро защищено клеточной мембраной. Ученые утверждают, что прокариоты - самая древняя форма жизни, впервые появившаяся около 3,8 миллионов лет, тогда как эукариоты появились около 2,7 миллиардов лет назад. Таксономия одноклеточных организмов относится к одной из трех основных областей жизни: эукариотам, бактериям и археям.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Биологи классифицируют все живые организмы на три сферы жизни, начиная с одноклеточных до многоклеточных: археи, бактерии и эукариоты.
Характеристики всех клеток
Все одноклеточные и многоклеточные организмы разделяют эти основы:
Первая классификация: три сферы жизни
До 1969 года биологи разделяли клеточную жизнь на два царства: растения и животных. После 1969–1990 годов ученые согласовали систему классификации пяти царств, в которую входили монера (бактерии), простейшие, растения, грибы и животные. Но доктор Карл Воз (1928-2012), бывший профессор кафедры микробиологии в Университете Иллинойса, в 1990 году предложил новую структуру классификации одноклеточных организмов и многоклеточных организмов, состоящую из трех доменов: архей, бактерий и эукариоты, подразделяются на шесть царств. Большинство ученых сейчас используют эту таксономию или систему классификации.
Археи: одноклеточные организмы, которые процветают в экстремальных условиях
Археи процветают в экстремальных условиях, ранее считавшихся непригодными для жизни: глубоководные гидротермальные жерла, горячие источники, Мертвое море, пруды для испарения соли и кислотные озера. До предложения доктора Woeses ученые сначала идентифицировали архей как архебактерии - древние одноклеточные бактерии - потому что они выглядели как прокариотические бактерии, одноклеточные организмы, у которых нет отдельного мембраносвязанного ядра или органелл. Дальнейшие исследования доктора Вёза, его коллег и других ученых позволили им понять, что эти древние бактерии были более тесно связаны с эукариотами из-за биохимических свойств, которые они демонстрируют. Ученые и исследователи также обнаружили архей, живущих в пищеварительном тракте и коже человека.
Домен и Королевство Архей
Археи имеют общие характеристики как прокариот, так и эукариот, поэтому они существуют на отдельной ветви между бактериями и эукариотами в филогенетическом древе жизни. Когда ученые обнаружили, что архебактерии не являются древними бактериями, они переименовали их в архей. Следующие признаки определяют археи одноклеточных организмов:
Основные классификации архей включают Crenarchaeota, эвриархеоты а также Korarchaeotaа также предлагаемые подразделения наноархеоты и предложенный thaumarchaeota. Индивидуальные классификации указывают типы среды, в которой исследователи и ученые находят эти одноклеточные организмы. Crenarchaeota живут в условиях повышенной кислотности и температуры и окисляют аммиак; euryarchaeota включает организмы, которые окисляют метан и соль любви в глубоководных средах, другие euryarchaeota, которые производят метан в качестве отходов, и korarchaeota, категория архей, которые также живут в высокотемпературных средах.
Наноархеоты отличаются от других архей тем, что они живут поверх другого архейского организма, называемого Ignicoccus, Подтипы korarchaeota и nanoarchaeota включают метаногеныорганизмы, которые производят газообразный метан как побочный продукт процессов пищеварения или выработки энергии; галофилы или солеющие археи; термофилы, организмы, которые процветают при чрезвычайно высоких температурах; а также психрофилы, организмы архей, которые живут в очень холодных временах.
Бактерии: одноклеточные организмы, которые процветают в разных средах
Бактерии живут и процветают повсюду на планете: на вершине гор, на дне самых глубоких океанов мира, в пищеварительных трактах людей и животных и даже в замерзших скалах и льдах Северного и Южного полюсов. Бактерии могут распространяться повсюду в течение многих лет, потому что они могут бездействовать в течение длительных периодов времени.
Бактерии не содержат отдельного ядра
Бактерии существуют как ведущие живые существа на планете, находясь здесь как минимум три четверти планет, эволюционирующих в истории. Они известны своей способностью адаптироваться к большинству мест обитания на планете. Хотя некоторые бактерии вызывают вирулентные заболевания у животных, растений и людей, большинство бактерий действуют как «полезные» агенты окружающей среды с метаболическими процессами, которые поддерживают высшие формы жизни.
Другие формы бактерий работают вместе с растениями и беспозвоночными (существами без позвоночника) в симбиотических отношениях, выполняя важные функции. Без этих одноклеточных организмов мертвым растениям и животным потребовалось бы больше времени для распада, и почва перестала бы быть плодородной. Исследователи и ученые используют некоторые бактерии в химических веществах, лекарствах, антибиотиках и даже в приготовлении таких продуктов, как квашеная капуста, йогурт и кефир, а также соленые огурцы. Как простые одноклеточные организмы, клетки бактерий имеют отличительные характеристики:
Домен и Королевство Бактерий
Ученые классифицируют большинство бактерий на три группы, основываясь на том, как они реагируют на кислород в газообразной форме. аэробный бактерии процветают в кислородной среде и требуют кислорода для жизни. анаэробный бактерии не любят газообразный кислород; Примером этих бактерий могут быть бактерии, живущие в глубоководных отложениях, или бактерии, вызывающие пищевое отравление на бактериальной основе. И, наконец, факультативные анаэробы являются бактериями, которые предпочитают присутствие кислорода в растущей среде, но могут жить без него.
Но исследователи также классифицируют бактерии по способу получения энергии: как гетеротрофы а также автотрофы, Автотрофы, подобно растениям, работающим на световой энергии (называемой фотоавтотрофом), делают свой собственный источник пищи, фиксируя диоксид углерода, или хемоавтотрофами, используя процессы окисления азота, серы или других элементов. Гетеротрофы берут свою энергию из окружающей среды, разрушая органические соединения, такие как сапробные бактерии, живущие в разлагающемся веществе, а также бактерии, которые зависят от брожения или дыхания для получения энергии.
Другой способ, которым ученые группируют бактерии, - это их форма: сферическая, в форме стержня а также спираль, Другие формы бактерий включают нитевидный, в ножнах, квадратный, со стеблями, звездообразный, веретенообразный, лопастной, трихомообразующий (формирование волос) и плеоморфный бактерии со способностью изменять свою форму или размер в зависимости от окружающей среды.
Дальнейшие классификации включают микоплазмы, болезнетворные бактерии, пораженные антибиотиками из-за отсутствия клеточной стенки; цианобактериифотоавтотрофные бактерии, такие как сине-зеленые водоросли; грамположительные бактериикоторые испускают пурпур в тесте на грамм-пятно, потому что тест окрашивает их толстые клеточные стенки; а также грамотрицательные бактерии которые становятся розовыми в граммовых пятнах из-за их тонких, но прочных наружных стенок. Грамположительные бактерии лучше реагируют на антибиотики, чем грамотрицательные бактерии, потому что, хотя формирующая стенка толстая, она проницаема, тогда как у грамотрицательных бактерий ее клеточные стенки тонкие, но действуют больше как бронежилет.
Эукариоты процветают везде
В то время как эукариоты включают много многоклеточных организмов в царствах грибов, растений и животных, эта основная область жизни также включает одноклеточные организмы. Одноклеточные эукариоты имеют клеточные стенки, которые могут изменять свою форму по сравнению с прокариотами, которые имеют жесткие клеточные стенки. Большинство ученых утверждают, что эукариоты развились из прокариот, потому что оба используют РНК и ДНК в качестве генетического материала; они оба используют 20 аминокислот; и оба имеют липидную (растворимую в органических растворителях) двухслойную клеточную мембрану и используют D-сахара и L-аминокислоты. Специфические характеристики эукариот включают в себя:
Королевства под эукариотами
Эукариотический домен содержит четыре царства или подкатегории: протисты, грибы, растения а также животные, Из них протисты содержат только одноклеточные организмы, в то время как царство грибов содержит и то, и другое. Королевство Протиста включает в себя живые организмы, такие как водоросли, евгленоиды, простейшие а также формы слизи, В царство грибов входят как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Одноклеточные организмы в царстве грибов включают дрожжи а также chytridsили окаменелые грибы. Большинство организмов в растительном и животном царствах многоклеточные.
Крупнейший одноклеточный организм
Хотя большинству одноклеточных существ на планете обычно требуется микроскоп, вы можете наблюдать водную водоросль, Caulerpa taxifoliaневооруженным глазом. Определенные как тип морских водорослей, обитающих в Индийском океане и на Гавайях, эти водоросли-убийцы являются инвазивными видами в других местах. Этот живой организм в растительном мире может вырасти от 6 до 12 дюймов в длину и имеет похожие на перья сплюснутые ветви, которые возникают у бегуна, от темных до светло-зеленых оттенков.
Самый маленький одноклеточный организм
Расположенный в холмах над университетским городком Калифорнийского университета в Беркли находится Национальная лаборатория им. Лоуренса Беркли, совместно управляемая Министерством энергетики США и системой Калифорнийского университета. Международная группа ученых во главе с исследователями из лаборатории Беркли в 2015 году обнаружила, что это может быть самый маленький одноклеточный организм, полученный на снимке, полученном с мощного микроскопа.
Этот одноклеточный организм, прокариотическая бактерия, настолько мал, что 150 000 из этих выделенных одноклеточных бактерий могут сидеть на кончике волоса вашей головы. Исследователи продолжают изучать эти распространенные организмы, так как им не хватает многих функций, необходимых для функционирования с другими организмами. Клетки, по-видимому, имеют ДНК, небольшое количество рибосом и нитевидных придатков, но, скорее всего, зависят от жизни других бактерий.
Одноклеточный эукариот, нарушающий правила
Ученые из Карлова университета в Праге обнаружили единственный известный эукариотический организм, который не содержит специфического вида митохондрий, и нашли его в кишечнике домашней шиншиллы. Как клетки электростанции, митохондрии делают несколько вещей. В присутствии кислорода митохондрии могут заряжать молекулы и вырабатывать критические белки. Но этот организм, родственник бактерий лямблий, использует систему, подобную тем, которые обычно встречаются в бактериях - латеральный перенос генов - для синтеза белков. Поскольку бактерии существуют в основном как прокариотические клетки, обнаружение связанных с бактериями эукариотических клеток является исключением из этого правила.