3 โดเมนในชีววิทยา (การจำแนกประเภท WOESE) - ชีววิทยา - 2026

สามโดเมนของชีววิทยาหรือระบบสามโดเมนคือการจัดหมวดหมู่ที่เสนอโดยนักชีววิทยาคาร์ลโวสในช่วงปลายปี 1970 ซึ่งแบ่งออกเป็นสิ่งมีชีวิตอินทรีย์แบคทีเรียที่เคียและริโอตโดเมน

การแบ่งประเภทเป็น "โดเมน" นี้เหนือกว่าระบบดั้งเดิมของการแบ่งออกเป็นห้าหรือหกอาณาจักรซึ่งเราคุ้นเคยมากที่สุด การแบ่งโดเมนพื้นฐานคือการแบ่งโปรคาริโอตออกเป็นสองโดเมนโดยที่อาร์เคียมีความเกี่ยวข้องกับยูคาริโอตมากกว่ากลุ่มโปรคาริโอตอื่น ๆ - แบคทีเรีย

ที่มา: Rock 'n Roll จาก Wikimedia Commons

การจัดเรียงลำดับวิวัฒนาการนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากนักชีววิทยาส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาของชีวสารสนเทศศาสตร์และเครื่องมือทางสถิติผู้เขียนบางคนได้เสนอความสัมพันธ์ใหม่ระหว่างสิ่งมีชีวิตซึ่งท้าทายการจำแนกประเภทของ Woese

ประวัติการจำแนก

แบ่งออกเป็นสองอาณาจักร: Animalia และ Plantae

ก่อนที่จะมีการตีพิมพ์ผลงานของ Woese และเพื่อนร่วมงานของเขานักชีววิทยาได้ใช้การจำแนกประเภท "ดั้งเดิม" โดยใช้การแยกขั้วที่เรียบง่ายและใช้งานง่ายซึ่งแบ่งพืชออกจากสัตว์ - อย่างเป็นทางการ Animalia และ Plantae

ในส่วนนี้แบคทีเรียเชื้อราและโปรติสต์สังเคราะห์แสงทั้งหมดถือเป็น "พืช" ในขณะที่โปรโตซัวอยู่รวมกันเป็นกลุ่มกับสัตว์

ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์การพัฒนาวิธีการที่ทันสมัยและการวิเคราะห์สิ่งมีชีวิตอินทรีย์ในเชิงลึกมากขึ้นทำให้เห็นได้ชัดว่าการแบ่งออกเป็นพืชและสัตว์ไม่สอดคล้องกับประวัติศาสตร์วิวัฒนาการที่แท้จริงของสิ่งเหล่านี้ ในความเป็นจริงมันเป็น "บ้านนอก" และไม่สอดคล้องกันของความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา

แบ่งออกเป็นสามอาณาจักร:

เพื่อแก้ไขสถานการณ์นี้ Ernst Haeckel นักชีววิทยาวิวัฒนาการที่มีชื่อเสียงและนักวิทยาวิทยาได้เพิ่มอาณาจักรใหม่ในรายการ: อาณาจักรโพรทิสตา

การจำแนกประเภทนี้มีการแบ่งรูปแบบที่ชัดเจนขึ้นซึ่งไม่ควรจัดกลุ่มอย่างชัดเจน อย่างไรก็ตามการจัดประเภทยังคงเป็นปัญหาที่น่าตกใจ

แบ่งออกเป็นห้าอาณาจักร

ในปี 1969 Robert Harding Whittaker นักนิเวศวิทยาชาวอเมริกันได้เสนอโครงการแบ่งออกเป็น 5 อาณาจักร ได้แก่ Animalia, Plantae, Fungi, Monera และ Prostista

ระบบนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตเป็นหลัก สมาชิกของ Monera เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวและเป็นโปรคาริโอตในขณะที่โพรทิสต์ยังเป็นเซลล์เดียว แต่เป็นยูคาริโอต

อาณาจักรที่เหลืออีกสามอาณาจักร ได้แก่ Animalia, Plantae และ Fungi ถูกจัดประเภทตามรูปแบบของการได้รับสารอาหาร พืชมีความสามารถในการสังเคราะห์แสงเชื้อราจะหลั่งเอนไซม์ออกสู่สิ่งแวดล้อมตามด้วยการดูดซึมสารอาหารและสัตว์ก็กินอาหารของมันด้วยการย่อยภายในหรือภายนอก

การแบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็นห้าอาณาจักรได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากนักจัดระบบในยุคนั้นเนื่องจากพวกเขาพิจารณาว่าการจำแนกประเภทได้รับการปรับให้เข้ากับความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการที่แท้จริงของสิ่งมีชีวิตมากขึ้น

แบ่งออกเป็นสามโดเมน

ในช่วงทศวรรษ 1970 Carl Woese ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์เริ่มค้นพบหลักฐานของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ไม่รู้จักกลุ่มหนึ่งที่โดดเด่นมาก สิ่งเหล่านี้อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิความเค็มและ pH ที่รุนแรงซึ่งคิดว่าไม่สามารถดำรงชีวิตได้

เมื่อมองแวบแรกสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ถูกจัดประเภทเป็นแบคทีเรียและถูกเรียกว่า archaebacteria อย่างไรก็ตามการดูอาร์เคียแบคทีเรียที่ลึกและละเอียดยิ่งขึ้นทำให้เห็นได้ชัดว่าความแตกต่างของแบคทีเรียนั้นโดดเด่นมากจนไม่สามารถจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกันได้ ในความเป็นจริงความคล้ายคลึงกันนั้นเป็นเพียงผิวเผิน

ด้วยวิธีนี้หลักฐานระดับโมเลกุลทำให้นักวิจัยกลุ่มนี้สามารถสร้างระบบการจำแนกประเภทของสามโดเมน: แบคทีเรียอาร์เคียและยูคาริโอตา

การเสนอความสัมพันธ์ทางวงศ์ตระกูลใหม่ระหว่างสิ่งมีชีวิตถือเป็นเหตุการณ์สำคัญอย่างยิ่งในชีววิทยาสมัยใหม่ การค้นพบที่สำคัญนี้ทำให้ Woese ได้รับรางวัล National Medal of Science ในปี 2000

สามโดเมนของชีวิต

ต้นไม้แห่งชีวิตที่เสนอโดย Carl Woese สร้างความสัมพันธ์ทางวงศ์ตระกูลที่เป็นไปได้ระหว่างสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ซึ่งบ่งบอกถึงการดำรงอยู่ของสามโดเมนของชีวิต

สมมติฐานนี้ได้รับการเสนอโดยการวิเคราะห์ 16S ribosomal RNA - ย่อว่า 16S rRNA

เครื่องหมายนี้เป็นส่วนประกอบของหน่วยย่อย 30S ของโปรคาริโอตไรโบโซม จากผลงานของ Woese มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการอนุมานทางวิวัฒนาการ วันนี้มีประโยชน์อย่างมากในการสร้างการจำแนกประเภทและการระบุแบคทีเรีย

ด้านล่างนี้เราจะอธิบายลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของสมาชิกแต่ละคนที่ประกอบเป็นสามโดเมนแห่งชีวิต:

โดเมน Archaea

เคีย

Archaea เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงความเป็นกรด pH และอื่น ๆ

ด้วยวิธีนี้พบได้ในน้ำที่มีความเข้มข้นของน้ำเกลือสูงมากสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและน้ำพุร้อน นอกจากนี้อาร์เคียบางชนิดยังอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีสภาวะ "ค่าเฉลี่ย" เช่นดินหรือทางเดินอาหารของสัตว์บางชนิด

จากมุมมองของเซลล์และโครงสร้างอาร์เคียมีลักษณะ: พวกมันไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์เชื่อมโยงกันด้วยพันธะอีเธอร์พวกมันมีผนังเซลล์ แต่ไม่ได้ประกอบด้วยเพปทิโดไกลแคนและโครงสร้างของยีนคือ คล้ายกับยูคาริโอตบนโครโมโซมแบบวงกลม

การสืบพันธุ์ของโปรคาริโอตเหล่านี้เป็นแบบไม่อาศัยเพศและมีหลักฐานการถ่ายโอนยีนในแนวนอน

การจำแนกประเภทของอาร์เคีย

พวกมันถูกจัดประเภทเป็น methanogenic, halophilic และ thermoacidophilic กลุ่มแรกใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรเจนและไนโตรเจนในการผลิตพลังงานโดยผลิตก๊าซมีเทนเป็นของเสีย ซุ้มประตูแรกที่เรียงลำดับเป็นของกลุ่มนี้

กลุ่มที่สองพวกฮาโลฟิลคือ "คนรักเกลือ" สำหรับการพัฒนาสภาพแวดล้อมจำเป็นต้องมีความเข้มข้นของน้ำเกลือสูงกว่ามหาสมุทรประมาณ 10 เท่า บางชนิดสามารถทนต่อความเข้มข้นสูงได้ถึง 30 เท่า จุลินทรีย์เหล่านี้พบได้ในทะเลเดดซีและในบ่อระเหย

ในที่สุดเทอร์โมอะซิโดฟิลสามารถทนต่ออุณหภูมิที่รุนแรงได้: มากกว่า 60 องศา (บางชนิดสามารถทนได้มากกว่า 100 องศา) และน้อยกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ

จำเป็นต้องชี้แจงว่าสิ่งเหล่านี้เป็นเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดสำหรับชีวิตของจุลินทรีย์เหล่านี้ - ถ้าเราให้พวกมันอยู่ในอุณหภูมิห้องก็เป็นไปได้มากทีเดียวที่พวกมันจะตาย

โดเมนแบคทีเรีย

Mycobacterium tuberculosis แบคทีเรีย

โดเมนของแบคทีเรียประกอบด้วยจุลินทรีย์โปรคาริโอตกลุ่มใหญ่ โดยทั่วไปเรามักจะเชื่อมโยงกับโรค ไม่มีอะไรเพิ่มเติมจากความเป็นจริงมากไปกว่าความเข้าใจผิดนี้

แม้ว่าจะเป็นความจริงที่ว่าแบคทีเรียบางชนิดก่อให้เกิดโรคร้ายแรง แต่แบคทีเรียหลายชนิดมีประโยชน์หรืออาศัยอยู่ในร่างกายของเราเพื่อสร้างความสัมพันธ์ร่วมกันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพืชปกติของเรา

แบคทีเรียไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสไม่มีออร์แกเนลล์เองเยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยไขมันที่มีพันธะเอสเทอร์และผนังประกอบด้วยเพปทิโดไกลแคน

พวกมันสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและมีหลักฐานการถ่ายทอดยีนในแนวนอน

การจำแนกแบคทีเรีย

แม้ว่าการจำแนกประเภทของแบคทีเรียจะซับซ้อนมาก แต่ในที่นี้เราจะพูดถึงหน่วยงานพื้นฐานของโดเมนไซยาโนแบคทีเรียและยูแบคทีเรีย

สมาชิกของไซยาโนแบคทีเรียเป็นแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีเขียวแกมน้ำเงินที่ผลิตออกซิเจน ตามบันทึกซากดึกดำบรรพ์พวกมันปรากฏขึ้นเมื่อประมาณ 3.2 พันล้านปีก่อนและมีส่วนรับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่จากสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจนไปสู่สภาพแวดล้อมแบบแอโรบิค (ที่อุดมด้วยออกซิเจน)

ยูแบคทีเรียเป็นแบคทีเรียที่แท้จริงในส่วนของพวกมัน สิ่งเหล่านี้ปรากฏในลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกัน (cocci, bacilli, vibrios, helical และอื่น ๆ ) และนำเสนอโครงสร้างที่ปรับเปลี่ยนเพื่อความคล่องตัวเช่น cilia และ flagella

โดเมน Eukarya

การแสดงเซลล์มนุษย์ยูคาริโอต คุณสามารถเห็นแกน

ยูคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความโดดเด่นเป็นหลักโดยการมีนิวเคลียสที่กำหนดไว้อย่างดีคั่นด้วยเยื่อชีวภาพที่ซับซ้อน

เมื่อเทียบกับโดเมนอื่น ๆ เมมเบรนมีโครงสร้างที่หลากหลายและไขมันมีพันธะคล้ายเอสเทอร์ พวกมันนำเสนอออร์แกเนลล์ที่แท้จริงคั่นด้วยเมมเบรนโครงสร้างของจีโนมคล้ายกับอาร์เคียและจัดอยู่ในโครโมโซมเชิงเส้น

การสืบพันธุ์แบบกลุ่มมีความแตกต่างกันเป็นพิเศษโดยมีทั้งรูปแบบทางเพศและแบบไม่อาศัยเพศและสมาชิกในกลุ่มจำนวนมากสามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งสองวิธี - ไม่มีลักษณะพิเศษร่วมกัน

การจำแนกประเภทของยูคาริโอต

ประกอบด้วยสี่อาณาจักรที่มีรูปแบบที่แตกต่างกันและแตกต่างกันมาก: โปรติสต์เชื้อราแพนตาสและสัตว์

โพรทิสต์เป็นยูคาริโอตเซลล์เดียวเช่นยูกลีนาและพาเรมีเซีย สิ่งมีชีวิตที่เรารู้จักกันทั่วไปว่าเชื้อราเป็นสมาชิกของอาณาจักรเชื้อรา มีรูปแบบเดียวและหลายเซลล์ เป็นองค์ประกอบหลักในระบบนิเวศในการย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ตายแล้ว

พืชประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์ด้วยแสงโดยมีผนังเซลล์ส่วนใหญ่ทำจากเซลลูโลส ลักษณะที่เด่นชัดที่สุดคือการมีเม็ดสีสังเคราะห์แสง: คลอโรฟิลล์

ซึ่งรวมถึงเฟิร์นมอสเฟิร์นยิมโนสเปิร์มและแองจิโอสเปิร์ม

สัตว์ประกอบด้วยกลุ่มของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อินทรีย์ที่แตกต่างกันซึ่งส่วนใหญ่มีความสามารถในการเคลื่อนที่และการเคลื่อนที่ พวกมันแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ : สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยโพริเฟอร์ซินเดเรียนไส้เดือนฝอยหอยสัตว์ขาปล้องเอ็กไคโนเดอร์มและกลุ่มเล็ก ๆ อื่น ๆ ในทำนองเดียวกันสัตว์มีกระดูกสันหลัง ได้แก่ ปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำสัตว์เลื้อยคลานนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

สัตว์มีการจัดการเพื่อตั้งรกรากเกือบทุกสภาพแวดล้อมรวมถึงมหาสมุทรและสภาพแวดล้อมทางอากาศซึ่งแสดงชุดการปรับตัวที่ซับซ้อนสำหรับแต่ละสิ่ง

อ้างอิง

1. ฟอร์เทอร์พี (2015). ต้นไม้แห่งชีวิตสากล: การปรับปรุง Frontiers in microbiology, 6, 717.
2. คูนิน EV (2014). วิสัยทัศน์ของ Carl Woese เกี่ยวกับวิวัฒนาการของเซลล์และขอบเขตของชีวิต ชีววิทยาอาร์เอ็นเอ, 11 (3), 197-204
3. Margulis, L. และ Chapman, MJ (2009). อาณาจักรและโดเมน: คู่มือแสดงให้เห็นถึงไฟลาของสิ่งมีชีวิตบนโลก สำนักพิมพ์วิชาการ.
4. เซ็ปป์เจ. (2552). รากฐานใหม่ของวิวัฒนาการ: บนต้นไม้แห่งชีวิต สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
5. Sapp, J. , & Fox, GE (2013). การแสวงหาต้นไม้แห่งชีวิตสากล ความคิดเห็นทางจุลชีววิทยาและอณูชีววิทยา: MMBR, 77 (4), 541-50
6. Staley JT (2017). ทฤษฎีเซลล์โดเมนสนับสนุนวิวัฒนาการที่เป็นอิสระของยูคาเรียแบคทีเรียและอาร์เคียและสมมติฐานสามัญของช่องนิวเคลียร์ ชีววิทยาแบบเปิด, 7 (6), 170041.