- Näiden ryhmien taksonomian kehitys
- Archaea ja bakteerien erilaiset ominaisuudet
- elinympäristö
- Plasmakalvo
- Soluseinä
- Ribosomaalinen ribonukleiinihappo (rRNA)
- Endospoorituotanto
- liike
- Fotosynteesi
- Viitteet
Tärkeimmät erot arkkien ja bakteerit perustuvat molekyyli--rakenteellisia ja aineenvaihdunnan seikkoja, jotka meidän kehittää alla. Archaea-domeeni ryhmittelee taksonomisesti yksisoluiset mikro-organismit, joilla on prokaryoottinen solumorfologia (ilman ydinmembraania tai sytoplasmisia organellikalvoja), ominaisuudet, jotka muistuttavat bakteereja.
On kuitenkin myös piirteitä, jotka erottavat heidät, koska arhaalla on erityiset sopeutumismekanismit, joiden avulla he voivat elää äärimmäisissä olosuhteissa.
Kuvio 1. Escherichia coli -bakteerit. Lähde: NIAID, Wikimedia Commonsin kautta
Bakteeridomeeni sisältää yleisimmät bakteerimuodot, joita kutsutaan eubakteereiksi, tai tosi bakteerit. Nämä ovat myös yksisoluisia, mikroskooppisia, prokaryoottisia organismeja, jotka elävät missä tahansa ympäristössä kohtalaisissa olosuhteissa.
Näiden ryhmien taksonomian kehitys
4. vuosisadalla eKr. Elävät esineet luokiteltiin vain kahteen ryhmään: eläimet ja kasvit. Van Leeuwenhoek pystyi 1700-luvulla itse rakentamallaan mikroskoopilla havaitsemaan mikro-organismit, jotka olivat siihen asti olleet näkymättömiä ja kuvailivat alkueläimiä ja bakteereja nimellä "animáculos".
1800-luvulla "mikroskooppiset eläimet" sisällytettiin Carlos Linneon systemaattisiin luokituksiin. Yhdeksännentoista vuosisadan puolivälissä uusi valtakunta ryhmitteli bakteerit: Haeckel postuloi systematiikkaa, joka perustuu kolmeen valtakuntaan; valtakunta Plantae, valtakunta Animalia ja valtakunta Protista, jotka ryhmitelivät mikro-organismit ytimeen (levät, alkueläimet ja sienet) ja organismit ilman ydintä (bakteerit).
Tästä päivästä lähtien useat biologit ovat ehdottaneet erilaisia luokittelujärjestelmiä (Chatton vuonna 1937, Copeland vuonna 1956, Whittaker vuonna 1969) ja mikro-organismien luokitteluperusteita, jotka perustuvat alun perin morfologisiin eroihin ja värjäyseroihin (Gram-värjäys), niistä tuli metabolisia ja biokemiallisia eroja.
Vuonna 1990 Carl Woese, soveltaen molekyylisekvensointitekniikoita nukleiinihapoihin (ribosomaalinen ribonukleiinihappo, rRNA), havaitsi, että bakteereiksi ryhmiteltyjen mikro-organismien joukossa oli erittäin suuria fylogeneettisiä eroja.
Tämä löytö osoitti, että prokaryootit eivät ole monofylaattinen ryhmä (jolla on yhteinen esi-isä) ja Woese ehdotti sitten kolmea evoluutiodomeenia, jotka hän nimitti: Archaea, bakteerit ja Eukarya (nukleoidut solu-organismit).
Archaea ja bakteerien erilaiset ominaisuudet
Archaea- ja bakteeri-organismeilla on yhteisiä piirteitä, koska molemmat ovat yksisoluisia, vapaita tai aggregoituneita. Niillä ei ole määriteltyä ydintä tai organelleja, niiden solukoko on keskimäärin 1 - 30 μm.
Ne esittävät merkittäviä eroja suhteessa joidenkin rakenteiden molekyylikoostumukseen ja niiden metabolien biokemiaan.
elinympäristö
Bakteerilajit elävät monenlaisissa elinympäristöissä: ne ovat asuttaneet murtoveden ja makean veden, lämpimän ja kylmän ympäristön, soiset maat, meren sedimenttien ja kallion halkeamien, ja ne voivat myös elää ilmakehän ilmassa .
Ne voivat elää muiden organismien kanssa hyönteisten, nilviäisten ja nisäkkäiden ruuansulatusputkissa, suun onkaloissa, nisäkkäiden hengityselimissä ja urogenitaaliteissä sekä selkärankaisten veressä.
Kuva 2. Kuumat lähteet, äärimmäiset elinympäristöt, joissa Archaea-ryhmän organismit asuvat, jotka yleensä antavat niille kirkkaat värit. Lähde: CNX OpenStax wikipedian kautta
Myös bakteereihin kuuluvat mikro-organismit voivat olla kalojen, kasvien juurien ja varren, nisäkkäiden loisia, symbionteja tai kommensaaleja; ne voidaan yhdistää jäkälien sieniin ja alkueläimiin. Ne voivat olla myös elintarvikkeiden epäpuhtauksia (mm. Liha, munat, maito, äyriäiset).
Archaea-ryhmän lajeilla on sopeutumismekanismeja, jotka sallivat heidän elämänsä äärimmäisissä olosuhteissa; ne voivat elää lämpötiloissa, jotka ovat alle 0 ° C ja yli 100 ° C (lämpötila, jota bakteerit eivät pysty ylläpitämään), äärimmäisissä alkalisissa tai happamissa pH-arvoissa ja suolaliuospitoisuuksissa, jotka ovat paljon korkeammat kuin merivedessä.
Metaania organismit (jotka tuottavat metaani, CH 4) kuuluvat myös Archaea verkkotunnus.
Plasmakalvo
Prokaryoottisolujen vaippa muodostuu yleensä sytoplasmisesta kalvosta, soluseinämästä ja kapselista.
Bakteeriryhmän organismien plasmamembraani ei sisällä kolesterolia tai muita steroideja, vaan pikemminkin lineaarisia rasvahappoja, jotka on liitetty glyseroliin esterityyppisillä sidoksilla.
Archaea-jäsenten kalvo voi muodostua kaksikerroksisesta tai lipidi-yksikerroksisesta, joka ei koskaan sisällä kolesterolia. Kalvojen fosfolipidit koostuvat pitkäketjuisista, haarautuneista hiilivedyistä, jotka on liitetty glyseroliin eetterityyppisillä sidoksilla.
Soluseinä
Bakteeriryhmän organismeissa soluseinä koostuu peptidoglykaanista tai mureiinista. Archaea-organismeilla on soluseinät, jotka sisältävät pseudopeptidoglykaania, glykoproteiineja tai proteiineja mukautumina äärimmäisiin ympäristöolosuhteisiin.
Lisäksi ne voivat sisältää ulkoisen proteiini- ja glykoproteiinikerroksen, joka peittää seinämän.
Ribosomaalinen ribonukleiinihappo (rRNA)
RRNA on nukleiinihappo, joka osallistuu proteiinisynteesiin - proteiinien tuotantoon, jota solu tarvitsee toimintojensa suorittamiseksi ja kehitykseen - ohjaaen tämän prosessin välivaiheita.
Ribosomaalisten ribonukleiinihappojen nukleotidisekvenssit ovat erilaisia Archaea- ja bakteeri-organismeissa. Carl Woese löysi tämän tosiasian 1990-tutkimuksissaan, jotka johtivat näiden organismien jakautumiseen kahteen eri ryhmään.
Endospoorituotanto
Jotkut bakteeriryhmän jäsenet voivat tuottaa selviytymisrakenteita, joita kutsutaan endospooriksi. Kun ympäristöolosuhteet ovat erittäin epäsuotuisat, endospoorit voivat säilyttää elinkelpoisuutensa vuosien ajan, ja aineenvaihdunta on käytännössä nolla.
Nämä itiöt ovat erittäin kestäviä kuumuudelle, hapoille, säteilylle ja erilaisille kemiallisille tekijöille. Archaea-ryhmässä ei ole ilmoitettu endospoorien muodostavia lajeja .
liike
Joillakin bakteereilla on flagella, joka tarjoaa liikkuvuuden; spirosketeissa on aksiaalinen filamentti, jonka avulla ne voivat liikkua nestemäisissä, viskoosisissa väliaineissa, kuten mudassa ja humuksessa.
Joillakin violetti- ja vihreillä bakteereilla, syanobakteereilla ja Archaealla on kaasuvesikkeleitä, joiden avulla ne voivat liikkua kelluen. Tunnetuilla Archaea-lajeilla ei ole lisäyksiä, kuten flagellaa tai filamenteja.
Kuva 3. Río Tinto, äärimmäinen ympäristö Huelvassa, Espanjassa, missä kehittyvät Metallosfaera- ja Sulfolobus-sukujen arkkitehdit. Lähde: Riotinto2006, Wikimedia Commonsista
Fotosynteesi
Bakteerialueella on sinilevälajeja, jotka voivat suorittaa hapen aiheuttavaa fotosynteesiä (joka tuottaa happea), koska niissä on klorofylliä ja fykobiliineja lisäpigmentteinä, yhdisteinä, jotka vangitsevat auringonvaloa.
Tämä ryhmä sisältää myös organismeja, jotka suorittavat hapettumattomia fotosynteesiä (joka ei tuota happea) auringonvaloa absorboivien bakterioklorofyllien kautta, kuten: punainen tai violetti rikki ja punaiset ei-rikkibakteerit, vihreä rikki ja vihreät rikkiä sisältämättömät bakteerit.
Archaea-alueella fotosynteettisiä lajeja ei ole ilmoitettu, mutta äärettömän halogeenisten Halobacterium-suvun kyky tuottaa adenosiinitrifosfaattia (ATP) käyttämällä auringonvaloa ilman klorofylliä. Heillä on verkkokalvon violetti pigmentti, joka sitoutuu membraaniproteiineihin ja muodostaa kompleksin, jota kutsutaan bakteeritodopsiiniksi.
Bakterimodopsiinikompleksi absorboi energiaa auringonvalosta ja vapautuessaan se voi pumppaa H + -ioneja solun ulkopuolelle ja edistää ADP: n (adenosiinidifosfaatti) fosforylaatiota ATP: ksi (adenosiinitrifosfaatti), josta mikro-organismi saa energiaa.
Viitteet
- Barraclough TG ja Nee, S. (2001). Fylogenetiikka ja erikoistuminen. Ekologian ja evoluution suuntaukset. 16: 391-399.
- Doolittle, WF (1999). Fylogeneettinen luokittelu ja universaali puu. Science. 284: 2124-2128.
- Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. ja Raoult, D. (2018). Β-laktamaasin fylogenominen analyysi archaeassa ja bakteereissa mahdollistaa uusien oletettujen jäsenten tunnistamisen. Genomibiologia ja evoluutio. 10 (4): 1106 - 1114. Genomibiologia ja evoluutio. 10 (4): 1106 - 1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
- Whittaker, RH (1969). Uudet käsitteet organismien valtakunnista. Science. 163: 150 - 161.
- Woese, CR, Kandler, O. ja Wheelis, ML (1990). Kohti luonnollista organismijärjestelmää: ehdotus alueiksi Archaea, bakteerit ja Eukarya. Luonnontieteiden akatemian julkaisut. Käyttötapoja. 87: 45-76.