Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Egenskaber ved alle celler
- Den første klassificering: Livets tre domæner
- Archaea: Encellede organismer, der trives i ekstreme miljøer
- Domænet og kongeriget Archaea
- Bakterier: Encellede organismer, der trives i flere miljøer
- Bakterier Indeholder ikke en separat kerne
- Domænet og kongeriget af bakterier
- Eukaryoter trives overalt
- Kongedømmene under eukaryoter
- Den største encellet organisme
- Den mindste encellede organisme
- En eukaryote med én celle, der bryder reglerne
Cellen er den mindste levende organisme, der indeholder alle livsfunktioner, og de fleste alt liv på planeten begynder som en enkeltcelleorganisme. Der findes i øjeblikket to typer encellede organismer: prokaryoter og eukaryoter, dem uden en separat defineret kerne og dem med en kerne beskyttet af en cellulær membran. Forskere hævder, at prokaryoter er den ældste livsform, der først optrådte for ca. 3,8 millioner år, mens eukaryoter dukkede op for omkring 2,7 milliarder år siden. Taxonomi for enkeltcellede organismer falder ind i et af de tre største livsområder: eukaryoter, bakterier og archaea.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Biologer klassificerer alle levende organismer i de tre livsområder, der starter med en-celle til multicellulære organismer: archaea, bakterier og eukaryoter.
Egenskaber ved alle celler
Alle enkeltcellede og multicellulære organismer deler disse grundlæggende:
Den første klassificering: Livets tre domæner
Før 1969 klassificerede biologer cellulivet i to kongeriger: planter og dyr. Efter 1969 til 1990 blev forskerne enige om et klassificeringssystem for fem kongeriger, der omfattede monera (bakterier), protister, planter, svampe og dyr. Men Dr. Carl Woese (1928-2012), tidligere professor ved Institut for Mikrobiologi ved University of Illinois, foreslog en ny struktur til klassificering af encellede organismer og multicellulære enheder i 1990 til at bestå af tre domæner, archaea, bakterier og eukaryoter, underklassificeret i seks kongeriger. De fleste forskere bruger nu denne taksonomi eller klassificeringssystem.
Archaea: Encellede organismer, der trives i ekstreme miljøer
Archaea trives i ekstreme miljøer, som tidligere var tænkt som uholdbare for livet: dybhavs hydrotermiske ventilationsåbninger, varme kilder, Dødehavet, saltfordampningsdamme og sure søer. Forud for Dr. Woeses-forslag identificerede videnskabsmænd først archaea som archaebacteria - gamle enkeltcellebakterier - fordi de lignede prokaryote bakterier, encellede organismer, der mangler en separat membranbundet kerne eller organeller. Yderligere undersøgelser af Dr. Woese, hans kolleger og andre forskere førte dem til at indse, at disse gamle bakterier var mere tæt knyttet til eukaryoter på grund af de biokemiske træk, de udviser. Forskere og forskere har også opdaget archaea, der lever i den menneskelige fordøjelseskanal og hud.
Domænet og kongeriget Archaea
Archaea deler karakteristika for både prokaryoter og eukaryoter, hvorfor de findes på en separat gren mellem bakterier og eukaryoter i livets fylogenetiske træ. Da forskere opdagede, at archaebacteria faktisk ikke var gamle bakterier, omdøbte de dem til archaea. Følgende funktioner definerer archaea enkeltcelleorganismer:
De vigtigste klassifikationer af archaea inkluderer crenarchaeota, euryarchaeota og korarchaeotasamt de foreslåede underafdelinger af nanoarchaeota og det foreslåede thaumarchaeota. Individuelle klassifikationer angiver de typer miljøer, hvor forskere og forskere finder disse enkeltcellede organismer. Crenarchaeota lever i miljøer med ekstrem surhed og temperatur og oxiderer ammoniak; euryarchaeota inkluderer organismer, der oxiderer methan og elsker salt i dybhavsmiljøer, andre euryarchaeota, der producerer metan som et affaldsprodukt og korarchaeota, en kategori af archaea, der også lever i miljøer med høj temperatur.
Nanoarchaeota adskiller sig fra andre archaea ved at de bor på toppen af en anden arkæisk organisme, der kaldes Ignicoccus. Undertyper af korarchaeota og nanoarchaeota inkluderer methanogener, organismer, der producerer metangas som et biprodukt fra fordøjelses- eller energiproduktionsprocesserne; halofiler eller saltelskende archaea; termofile, organismer, der trives i ekstremt høje temperaturer; og psykrofile, archaea organismer, der lever i ekstremt kolde temps.
Bakterier: Encellede organismer, der trives i flere miljøer
Bakterier lever og trives overalt på planeten: på toppen af bjerge, i bunden af verdens dybeste oceaner, inde i fordøjelseskanalerne for både mennesker og dyr, og endda i de frosne klipper og is fra nord- og sydpolerne. Bakterier kan sprede sig vidt og bredt over år, fordi de kan gå i dvale i længere perioder.
Bakterier Indeholder ikke en separat kerne
Bakterier findes som de førende levende væsener på planeten, efter at have været her i mindst tre fjerdedele af planeterne under udvikling i historien. De er kendt for deres evne til at tilpasse sig de fleste af levestederne på planeten. Mens nogle bakterier forårsager virulente sygdomme hos dyr, planter og mennesker, fungerer de fleste bakterier som "gavnlige" midler i miljøet med metabolske processer, der opretholder højere livsformer.
Andre former for bakterier fungerer sammen med planter og hvirvelløse dyr (væsener uden rygrad) i symbiotiske forhold, der udfører vigtige funktioner. Uden disse encellede organismer ville døde planter og dyr tage længere tid at henfalde, og jord ville ophøre med at være frugtbar. Forskere og forskere bruger nogle bakterier i kemikalier, medicin, antibiotika og endda til fremstilling af fødevarer som surkål, yoghurt og kefir og pickles. Som enkle encellede organismer har bakterieceller særpræg:
Domænet og kongeriget af bakterier
Forskere klassificerer de fleste bakterier i tre grupper, baseret på, hvordan de reagerer på ilt i gasform. Aerobic bakterier trives i iltmiljøer og kræver ilt for at leve. Anaerob bakterier kan ikke lide gasformigt ilt; et eksempel på disse bakterier er dem, der lever i sedimenter dybt under vand eller dem, der forårsager bakteriebaseret madforgiftning. Endelig fakultative anaerober er bakterier, der foretrækker tilstedeværelsen af ilt i deres voksende miljøer, men kan leve uden det.
Men forskere klassificerer også bakterier efter den måde, de får energi på: som heterotrofe og autotrofe. Autotrofer, som planter, der er fyret med lysenergi (kaldet fotoautotrofisk), fremstiller deres egen fødekilde ved at fikse kuldioxid eller ved kemoautotrofiske midler ved anvendelse af nitrogen, svovl eller andre elementer af oxidationsprocesser. Heterotrofer tager deres energi fra miljøet ved at nedbryde organiske forbindelser, som saprobiske bakterier, der lever i forfaldende stoffer, samt bakterier, der er afhængige af gæring eller respiration for energi.
En anden måde, hvorpå forskere grupperer bakterier, er ved deres former: sfærisk, stangformet og spiralformet. Andre former for bakterier inkluderer glødetråd, hylsteret, firkantet, stilkede, stjerneformet, spindelformet, lobet, trichomformende (hårdannende) og pleomorf bakterier med evnen til at ændre sin form eller størrelse baseret på miljøet.
Yderligere klassifikationer inkluderer mycoplasma, sygdomsfremkaldende bakterier påvirket af antibiotika, fordi de mangler en cellevæg; cyanobakterier, fotoautotrofe bakterier som blågrønne alger; gram-positive bakterier, der udsender lilla i gramfarvetesten, fordi testen farver deres tykke cellevægge; og gramnegative bakterier der bliver lyserøde i gramfarvetesten på grund af deres tynde, men stærke ydre vægge. Gram-positive bakterier reagerer bedre på antibiotika end gramnegative bakterier, for mens formervæggen er tyk, er den gennemtrængende, mens dens gramnegative bakterier er dens cellevægge tynde, men fungerer mere som en skudsikker vest.
Eukaryoter trives overalt
Mens eukaryoter inkluderer mange flercellede organismer i svampe, plante- og dyreriger, inkluderer dette vigtige livsdomæne også encellede organismer. Encellede eukaryoter har cellevægge, der kan ændre deres form sammenlignet med prokaryoter, der har stive cellevægge. De fleste forskere hævder, at eukaryoter udviklede sig fra prokaryoter, fordi begge bruger RNA og DNA som genetisk materiale; de drager begge fordel af 20 aminosyrer; og begge har et lipid (opløseligt i organiske opløsningsmidler) to-lags cellemembran og bruger D-sukker og L-aminosyrer. Specifikke egenskaber ved eukaryoter inkluderer:
Kongedømmene under eukaryoter
Det eukaryote domæne indeholder fire kongeriger eller underkategorier: protister, svampe, planter og dyr. Af disse indeholder protister kun organismer med en enkelt celler, mens svamperiget indeholder begge. Protista-kongeriget inkluderer levende organismer som alger, euglenoider, protozoer og slimformer. Svamperiget inkluderer både enkeltcelle- og multicellulære organismer. Enkeltcelleorganismer i svamperiget inkluderer gær og chytridseller fossiliserede svampe. De fleste organismer i plante- og dyreriget er multicellulære.
Den største encellet organisme
Selvom de fleste enkeltcelleenheder på planeten normalt kræver et mikroskop, kan du observere akvatiske alger, Caulerpa taxifolia, med det blotte øje. Defineret som en type tang, der er hjemmehørende i Det Indiske Ocean og Hawaii, er denne dræberalger en invasiv art andetsteds. Denne levende organisme i planteriget kan vokse fra 6 til 12 inches lang og har fjerlignende fladede grene, der stammer fra en løber, i mørke til lysegrønne nuancer.
Den mindste encellede organisme
Ligger i bakkerne over University of California Berkeley campus sidder Lawrence Berkeley National Laboratory, der administreres i fællesskab af U.S. Department of Energy og University of California-systemet. Et internationalt team af videnskabsfolk, ledet af Berkeley Labs-forskerne, opdagede i 2015, hvad der kan være den mindste encellede organisme, der er fanget i et billede taget fra et højdrevet mikroskop.
Denne enkeltcellede organisme, en prokaryotisk bakterie, er så lille, at 150.000 af disse enkeltcellede bakterier kunne sidde på spidsen af et hår fra dit hoved. Forskerne studerer fortsat disse antagede fælles organismer, da de mangler mange af de funktioner, der er nødvendige for at fungere med andre organismer. Cellerne ser ud til at have DNA, et lille antal ribosomer og trådlignende vedhæng, men er mere end sandsynligt afhængige af at andre bakterier lever.
En eukaryote med én celle, der bryder reglerne
Forskere ved Charles University i Prag opdagede den eneste kendte eukaryote organisme, der ikke indeholder en bestemt form af mitokondrier, og de fandt den i tarmen af et kæledyr chinchilla. Når cellerne styrker, gør mitokondrier flere ting. I nærvær af ilt kan mitokondrier oplade molekyler og fremstille kritiske proteiner. Men denne organisme, en slægtning af giardia-bakterierne, bruger et system som det, der typisk findes i bakterier - lateral genoverførsel - til at syntetisere proteiner. Da bakterier primært findes som prokaryote celler, er det at finde en bakterierelateret eukaryot celle en undtagelse fra reglen.