Classificazione WoESE (sistema di dominio 3)

I 3 domini. Fonte: Rock 'n Roll, Wikimedia Commons

Qual è la classificazione di Woese o il sistema di tre domini?

IL Tre settori di biologia, o Tre sistema di dominio, è una classificazione proposta dal biologo Carl Woese (1928-2012) alla fine degli anni '70, che divide gli esseri organici nei settori batterici, archaea ed Eukaryota.

Questa classificazione in "domini" è superiore al tradizionale sistema di divisione in cinque o sei regni, con cui abbiamo più familiarità. La divisione fondamentale dei domini è quella di dividere i procarioti in due domini, in cui gli archi sono più legati agli eucarioti, che con l'altro gruppo di prokaryote, i batteri.

Questa ordinazione filogenetica è ampiamente accettata dalla maggior parte dei biologi. Con lo sviluppo di strumenti bioinformatici e statistici, alcuni autori hanno proposto nuove relazioni tra esseri viventi, il che sfida la classificazione Woese.

Storia di classificazione

Divisione in due regni: Animalia e Plantae

Prima della pubblicazione delle opere di Woese e dei suoi colleghi, i biologi usavano una classificazione "tradizionale", usando una dicotomia semplice e intuitiva che divideva le piante degli animali (formalmente, Animalia e Plantae).

In questa divisione, tutti i batteri fotosintetici, i funghi e i protisti sono stati considerati "piante", mentre i protozoi erano raggruppati con animali.

Con il progresso della scienza, lo sviluppo delle metodologie moderne e un'analisi più profonda degli esseri organici, è diventato chiaro che la divisione in piante e animali non si è adattata alla vera storia evolutiva. In effetti, era una semplificazione "rustica" e incoerente delle relazioni tra loro.

Divisione in tre regni: Animale, piantae e protista

Con l'obiettivo di correggere questa situazione, il famoso biologo evolutivo e ornitologo Ernst Haeckel (1834-1919) aggiunse un nuovo regno all'elenco: The Protist.

Questa classificazione ha raggiunto una divisione più chiara in modi che non dovrebbero essere raggruppati. Tuttavia, la classificazione è rimasta problematica.

Divisione in cinque regni

Nel 1969, l'ecologo americano Robert Harding Whittaker (1920-1980) propose lo schema di divisione in cinque regni: animale, piantae, funghi, monera e protisti.

Questo sistema si basa principalmente sui tipi di cellule che compongono gli organismi. I membri di Monera sono unicellulari e procarioti, mentre i protisti sono anche unicellulari, ma eucarioti.

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I restanti tre regni -animalia, piantae e funghi sono classificati dal loro modo di acquisire nutrienti. Le piante hanno capacità fotosintetiche, i funghi secernono enzimi nel mezzo, seguiti da assorbimento nutrizionale e gli animali consumano i loro alimenti con digestione interna o esterna.

La divisione degli organismi in cinque regni era ampiamente accettata dalla sistematica dell'epoca, poiché consideravano che fosse meglio adattarsi alle vere relazioni evolutive degli esseri viventi.

Divisione in tre domini

Negli anni '70, il microbiologo Carl Woese ha trovato prove di un certo gruppo sconosciuto di organismi unicellulari molto sorprendenti. Questi vivevano in ambienti con temperatura estrema, salinità e condizioni di pH, in cui la vita non poteva essere mantenuta.

A prima vista, questi organismi sono stati classificati come batteri, chiamati archeobatteri. Tuttavia, una visione più profonda di questi ha chiarito che le differenze con i batteri erano così famose che non potevano essere classificate all'interno dello stesso gruppo. In effetti, la somiglianza era solo superficiale.

Le prove molecolari hanno permesso a questo gruppo di ricercatori di stabilire un sistema di classificazione a tre dominio: batteri, archea ed eucariota.

Proprire nuove relazioni genealogiche tra organismi, segnato un evento di grande importanza nella biologia moderna. Questa importante scoperta ha portato Woese a vincere nel 2000 la National Science Medal.

I tre domini della vita

L'albero della vita proposto da Carl Woese stabilisce possibili relazioni genealogiche tra esseri organici, suggerendo l'esistenza di tre settori della vita. Questa ipotesi è stata proposta grazie all'analisi del 16S ribosomiale (abbreviato come RNA 16S).

Questo marcatore è un componente della subunità 30S del ribosoma dei procarioti. Dopo le opere di Woese, è stato ampiamente utilizzato per l'inferenza filogenetica. Oggi è molto utile per stabilire la classificazione e l'identificazione dei batteri.

Successivamente, le caratteristiche più notevoli di ciascuno degli organismi che compongono i tre settori della vita:

Dominio Archaea

Gli archaeas sono organismi che abitano ambienti con temperatura estrema, acidità, condizioni di pH, tra gli altri.

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Sono stati trovati in acque con concentrazioni saline significativamente elevate, ambienti acidi e sorgenti calde. Alcuni vivono anche regioni con condizioni "medie", come il suolo o il tratto digestivo di alcuni animali.

Dal punto di vista cellulare e strutturale, gli archi sono caratterizzati perché non hanno una membrana nucleare, i lipidi delle membrane sono uniti da collegamenti etere dei geni è simile agli eucarioti nei cromosomi circolari.

La riproduzione di questi procarioti è asessuale e il trasferimento genico orizzontale è stato evidenziato.

Classificazione degli archi

Sono classificati come metanogeni, alfili e termacidofili. Il primo gruppo utilizza anidride carbonica, idrogeno e azoto per ottenere energia, producendo gas metano come prodotto di scarto. La prima archea ad essere sequenziata appartiene a questo gruppo.

Il secondo gruppo, gli alfili, sono "amanti del sale". Per il suo sviluppo, è necessario che l'ambiente abbia una concentrazione salina circa 10 volte maggiore di quella dell'oceano. Alcune specie possono tollerare concentrazioni fino a 30 volte maggiore. Questi microrganismi si trovano nel Mar Morto e negli stagni evaporati.

Infine, i termacidofili sono in grado di resistere a temperature estreme: maggiore di 60 ° (alcuni possono tollerare più di 100 °) e inferiore al punto di congelamento dell'acqua.

È necessario chiarire che queste sono le condizioni ottimali per la vita di questi microrganismi, se li esponiamo a temperatura ambiente, è probabile che moriranno.

Dominio batterio

Questo dominio comprende un vasto gruppo di microrganismi procariotici. In generale, di solito li associamo alle malattie, ma è sbagliato.

È vero che alcuni batteri causano malattie fatali, ma molti di essi sono benefici o vivono nel nostro corpo stabilendo relazioni di commento, facendo parte della nostra flora normale.

I batteri non hanno una membrana nucleare, mancano degli organelli, la loro membrana cellulare è composta da lipidi con collegamenti di tipo collegamento e la parete è composta da peptidoglicano.

Si riproducono in modo asessuato e gli eventi di trasferimento genico orizzontale sono stati evidenziati.

Classificazione dei batteri

Sebbene la classificazione dei batteri sia complessa, discuteremo le divisioni fondamentali del dominio: cianobatteri ed eubatteri.

I cianobatteri sono batteri fotosintetici verdi che producono ossigeno. Secondo il record fossile, sono apparsi circa 3.2 miliardi di anni e sono stati responsabili di drastici cambiamenti da un ambiente anaerobico a un ambiente aerobico (ricco di ossigeno).

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Gli eubatteri, nel frattempo, sono veri batteri. Questi sono presentati in varie morfologie (cocco, bacilli, vibri, elicoidali, tra gli altri) e attuali strutture modificate per la mobilità, come ciglia e flagelli.

Dominio Eukarya

Gli eucarioti sono organismi che si distinguono principalmente dalla presenza di un nucleo ben definito, delimitato da una membrana biologica complessa.

Rispetto agli altri domini, la membrana ha una varietà di strutture e lipidi presentano collegamenti di tipo estere. Hanno veri organelli, delimitati dalle membrane, la struttura del genoma è simile agli archi ed è organizzata in cromosomi lineari.

La riproduzione del gruppo è straordinariamente varia, esibendo modalità sessuali e asessuali e molti membri del gruppo sono in grado di riprodurre in due modi: non si escludono a vicenda.

Classificazione degli eucarioti

Include quattro regni con forme molto varie ed eterogenee: protisti, funghi, piante e animali.

I protisti sono eucarioti unicellulari, come Euglena e Paremecios. Gli organismi che comunemente conosciamo come funghi sono i membri del regno dei funghi. Ci sono forme uni e multicellulari. Sono elementi chiave negli ecosistemi per degradare la materia organica morta.

Le piante sono costituite principalmente da organismi fotosintetici con parete cellulare formata dalla cellulosa. La sua caratteristica più notevole è la presenza di clorofilla. Include felci, muschi, ginnosperme e angiosperme.

Gli animali comprendono un gruppo di esseri organici multicellulari eterotrofici, principalmente con il movimento e la capacità di spostamento. Sono divisi in due grandi gruppi: invertebrati e invertebrati.

Gli invertebrati sono formati da porifers, cnidari, nematodi, molluschi, artropodi, equinodermi e altri piccoli gruppi. I vertebrati sono pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi.

Gli animali hanno gestito praticamente tutti gli ambienti, compresi oceani e ambienti aerei, esibendo un complesso gioco di adattamenti in ciascuno.

Riferimenti

1. Forterre, p. L'albero universale della vita: un aggiornamento. Frontiers in microbiologia.
2. Koonin, e.V. La visione di Carl Woese sull'evoluzione cellulare e i domini della vita. Biologia dell'RNA.