Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.3: Різноманітність життя

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    8383

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Той факт, що біологія, як наука, має такий широкий спектр, пов'язаний з величезною різноманітністю життя на землі. Джерелом цього різноманіття є еволюція, процес поступової зміни, під час якої у старих видів виникають нові види. Еволюційні біологи вивчають еволюцію живих істот у всьому, від мікроскопічного світу до екосистем.

    Еволюцію різних форм життя на Землі можна узагальнити в філогенетичному дереві (рис.\(\PageIndex{1}\)). Філогенетичне дерево - це діаграма, що показує еволюційні відносини між біологічними видами, засновані на подібності та відмінності в генетичних або фізичних ознаках або обох. Філогенетичне дерево складається з гілок (ліній) і вузлів (місць, де дві лінії розходяться). Внутрішні вузли представляють предків і є точками еволюції, коли, виходячи з наукових доказів, вважається, що предок розійшовся, утворюючи два нових види. Довжина кожної гілки пропорційна часу, що минув з моменту розколу.

    Це філогенетичне дерево показує, що три області життя, бактерії, архей і еукарія, всі виникли від спільного предка.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Це філогенетичне дерево було побудовано мікробіологом Карлом Восе, використовуючи дані, отримані в результаті секвенування генів рибосомальної РНК. Дерево показує поділ живих організмів на три області: Бактерії, Архея та Еукарія. Бактерії та археї - прокаріоти, одноклітинні організми, які не мають внутрішньоклітинних органел. (кредит: Ерік Габа; Інститут астробіології НАСА)

    Хоча це найпоширеніший спосіб, який використовується для групування організмів, запропоновано інші поділи.

    • Деякі вчені вважають, що організми слід розділити на дві групи: Прокаріота (або Монера) і Еукаріота. У цьому способі Архея зазвичай включається в Прокаріота. Ця точка зору стала менш популярною завдяки науковим досягненням, зокрема генетичному аналізу різних організмів.
    • Ще дві групи поділу груп Архея з еукаріотами. Це часто називають «гіпотезою еоцитів». Ця гіпотеза стала більш популярною, оскільки геноми більш архейних організмів секвенуються.
    Зліва - філогенетичне дерево, що ілюструє тридоменну систему. Праворуч - філогенетичне дерево, що ілюструє гіпотезу Еоцитів.
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Відносини між Археєю (червоним кольором) та еукаріотами (зеленими) можуть бути ближче, ніж ви думаєте. Кредит малюнка: Crion, Вікімедіа. https://commons.wikimedia.org/wiki/F...hypothesis.png

    Віруси

    Жодна з трьох систем в даний час не включає неклітинну життя. Станом на 2011 рік йдеться про нуклеоцитоплазматичні великі ДНК-віруси, можливо, є четвертою гілкою/сферою життя, думка, яку підтримували дослідники в 2012 році.

    Стефан Лукета в 2012 році запропонував п'ятидоменну систему, додавши Пріонобіоту (ацелюлярну і без нуклеїнової кислоти) і Virusobiota (ацелюлярну, але з нуклеїновою кислотою) до традиційних трьох доменів.

    Еволюційний зв'язок: Карл Вьесе та філогенетичне дерево

    У минулому біологи групували живі організми в п'ять царств: тварини, рослини, гриби, протисти та бактерії. Організаційна схема була заснована головним чином на фізичних особливостях, на відміну від фізіології, біохімії або молекулярної біології, всі вони використовуються сучасною систематикою. Новаторська робота американського мікробіолога Карла Восе на початку 1970-х років показала, однак, що життя на Землі розвивалося за трьома лініями, які тепер називаються доменами - бактеріями, архей та Еукарією. Перші два - це прокаріотичні клітини з мікробами, які не мають замкнутих мембран ядер і органел. Третій домен містить еукаріоти і включає одноклітинні мікроорганізми разом з чотирма оригінальними царствами (за винятком бактерій). Woese визначив Archaea як новий домен, і це призвело до нового таксономічного дерева (рис.\(\PageIndex{1}\)). Багато організмів, що належать до області археї, живуть в екстремальних умовах і називаються екстремофілами. Для побудови свого дерева Вьесе використовував генетичні зв'язки, а не подібності, засновані на морфології (формі).

    Дерево Вьесе було побудовано на основі порівняльного секвенування генів, які повсюдно розподілені, присутні в кожному організмі та збережені (це означає, що ці гени залишилися по суті незмінними протягом еволюції). Підхід Woese був революційним, оскільки порівняння фізичних особливостей недостатньо для диференціації між прокаріотами, які здаються досить схожими, незважаючи на їх величезну біохімічну різноманітність та генетичну мінливість (рис.\(\PageIndex{3}\)). Порівняння гомологічних послідовностей ДНК та РНК надало Вьесу чутливий пристрій, який виявив велику мінливість прокаріотів, і який виправдав поділ прокаріотів на дві області: бактерії та архей.

    Фото зображують: А: бактеріальні клітини. Б: природний гарячий вентиляційний отвір. C: соняшник. Д: лев.
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): Ці зображення представляють різні області. (а) бактерії на цій мікрофотографії належать до доменних бактерій, тоді як (б) екстремофіли (не видимі), що живуть у цьому гарячому вентиляційному отворі, належать до доменної археї. Обидва (c) соняшник і (d) лев є частиною домену Еукарія. (кредит а: модифікація роботи Дрю Марш; кредит b: модифікація роботи Стіва Юрветсон; кредит c: модифікація роботи Майкла Аррігі; кредит d: модифікація роботи Лешека Лещинського)

    Запит\(\PageIndex{1}\)

    Activity

    Запит\(\PageIndex{2}\)

    Activity

    Посилання

    Якщо не зазначено інше, зображення на цій сторінці ліцензуються відповідно до CC-BY 4.0 OpenStax.

    Текст адаптований з:

    OpenStax, Концепції біології. OpenStax CNX. 25 травня 2017 р. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10...pts-of-Biology

    Гіпотеза еоцитів, Вікіпедія. 25 травня 2017 року. https://en.wikipedia.org/wiki/Eocyte_hypothesis

    Домен (біологія), Вікіпедія. 25 травня 2017 року. https://en.wikipedia.org/wiki/Domain_(biology)