Back to chapter

1.5:

شجرة الحياة , البكتريا ,البكتريا القديمة , وحقيقات النوى

JoVE Core
Biologia Molecular
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Biologia Molecular
The Tree of Life – Bacteria, Archaea, Eukaryotes

Idiomas

COMPARTILHAR

تشارلز داروين إشتهر بمقارنة العلاقات التطورية بين الأنواع المختلفة بفروع شجرة كلهم منشؤهم من أصل مشترك. تاريخيا, موقع الكائن الحي على الشجرةِكان محددا ببساطة بناءًعلى الخصائص أو الطراز الظاهري الملحوظ, مثل وجود الأوراق أو العمود الفقري أو العينين. يمكن للأنواع المنقرضة أن توضع على الشجرة بطريقة مماثلة باستخدام سمات الطرز الظاهرية المحفوظة في سجل الأحافير.بعد وقت قصير من نشر داروين عن منشأ الأنواع, اقترح هيكل ثلاث ممالك للحياة في عام 1866،النباتات, الحيوانات،والمتقلبات،التي لم تكن أساسها نباتات ولا حيوانات تستند على الطرز الظاهرية الملحوظة. وفي نهاية المطاف التمييزىبين النباتات والحيوانات تبين أنه أقل أهمية على ما سبق اقتراحه. وهكذا في عام 1937 تطورت شجرة الحياة لتحتوى إمبراطوريتين كبيرتين حقيقيات النوى مع غشاء يحيط بأنوية و بدائيات النوى بدون.هذا النموذج الفكري،مع ذلك أدى إلى بعض الصعوبة عندما جاء إلى وضع بدائيات النوى على الشجرة. ميكروبات على شكل قضيب من الناحية الظاهرية صعبة التمييز عن الآخر. التطورات في التحليل الوراثى, لا سيما تسلسل آر آر إن إيه 16 إس سيطيح قريبًا بهذه الشجرة عندما تكون الكائنات الحية مصنّفة معاًبشكل تقليدى فقد وجد فى بدائيات النوى أصول تطورية متباينة وراثية لذلك شجرة الحياة تطورت مرة أخرى في عام 1990.وكانت بدائيات النوى مقسمة إلى نطاقات, معطية لنا ثلاث نطاقات من شجرة الحياة الحديثة البكتيريا،العتائق،وحقيقيات النوى. أول هذه النطاقات نطاق البكتريا يتكون من كائنات حية بدائيات النوى أحادية الخلية تفتقر إلى نواة محاطة بغشاء. النطاق التالي العتائق أيضا تكون مكونة من كائنات بدائيات النوى أحادية الخلية تتميز عن البكتيريا بواسطة تاريخ تطوري فريد من نوعه.وأخيراًتتألف حقيقات النوى من كائنات أحادية ومتعددة الخلايا تتميز بنواة محاطة بغشاء. يتضمن هذا النطاق الفطريات النباتات الحيوانات. شجرة تطور الحياة تشبه إلى حد كبير الشجرة الفعلية وهو تعبير مجازي حي.والتصنيف لعديد من الكائنات الحية, حتى التمييز بين العتائق والبكتيريا, غالبًا ما يكون محل نزاع وقد يتغير في بعض الأحيان.

1.5:

شجرة الحياة , البكتريا ,البكتريا القديمة , وحقيقات النوى

تصف #8220;شجرة الحياة” تطور الحياة والعلاقات التطورية بين الكائنات الحية. إن جذر الشجرة هو الأصل المشترك لجميع الحياة على الأرض. وكل الأنواع الأخرى تشع من هذه النقطة، أشبه إلى حد كبير بفروع الشجرة. تمثل الأطراف العديدة لهذه الفروع على شجرة الحياة كل أنواع تعيش أو موجودة. ويمكن العثور على الأنواع المنقرضة، وهي أنواع لم تعد موجودة، في اتجاه مركز الشجرة. وفي الوقت الحالي، يتم تنظيم هذه الكائنات الحية، سواء القائمة أو المنقرضة، في ثلاث نطاقات: البكتيريا، العتائق، وحقيقي النوى. ولكن التمييز بين هذه نطاقات العمل وتصنيف الكائنات الحية يتم مناقشته بشكل مستمر، مما يؤدي إلى شجرة حياة ‘حية’ تتغير مع اكتشاف المزيد من المعلومات.

تاريخ شجرة الحياة

فقد تطورت شجرة الحياة ذاتها، تماماً كما تطورت الكائنات الحية التي تحتوي عليها. بعد نشر تشارلز داروين عن منشأ الأنواع في عام 1859، اقترح إرنست هيكل ثلاث “ممالك” للحياة: النباتات والحيوانات والطلائعيات ــ التي كانت ببساطة كائنات حية لم تكن نباتية ولا حيوانية. وكانت الفوارق بين هذه الممالك قائمة بالكامل على أنماط ظاهرية يسهل ملاحظتها.

في عام 1937 ، قَسَّم إدوارد شاتون شجرة الحياة إلى ‘امبراطوريتين’ واسعتين: حقيقيات النوى وأوتار بدائيات النوى. والأمر ببساطة أن النوى الحقيقية كانت تمتلك نوى مقيدة بالغشاء، ولم تكن بدائيات النوى. وأثناء فترة 1970’ وجد وويز أن مجموعة تحت تصنيف البكتريا، والتي يطلق عليها اسم العتائق، تختلف عن البكتيريا على أكثر من نحو: غياب الببتيدوغليكان في حوائط الخلايا، والاختلافات في الإنزيمات، والاختلافات في تسلسل جين الحمض الريبي النووي الريبي rRNA 16S. اقترحت كل هذه الاختلافات أن العتائق نشأت من خط من النسب منفصلة عن البكتيريا.

ثلاث نطاقات للحياة

وتتألف شجرة الحياة الحديثة من ثلاث ‘فروع’: البكتيريا، العتائق، وحقيقيات النوى. تتكون بكتيريا نطاق من كائنات بدائيات النوى أحادية الخلية تفتقر إلى نواة ملتبسة بغشاء. فالبكتريا قادرة على أخذ العديد من الأشكال، من الكاكسي الكروي إلى العصيات المشكّلة بقضيب. ويوجدون أعضاء هذا نطاق في كل مكان تقريباً على الأرض، بما في ذلك على جسم الإنسان وفي جسده.

كما أن العتائق، مثل البكتيريا، هي كائنات حية أحادية الخلية، ومتعددات الخلية. العتائق، بالنمط الظاهري، يصعب جدّاً أن يتم تمييزها عن الجراثيم. وعلى المستوى الجزيئي، تشبه العتائق حقيقيات النوى من حيث آلياتها المستخدمة من التضاعف والتوصفة والترجمة. ومع ذلك، تشبه العتائق البكتيريا من حيث الأيض وتحويل الطاقة. العتائق موجودة في أغلب الأحيان في أكثر الأوساط الغير ملائمة: الأحماض، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي، وأعمق أجزاء المحيط، والينابيع الحمضية الساخنة.

Leitura Sugerida

  1. Woese CR, Kandler O, Wheelis ML. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proc Natl Acad Sci U S A. 1990;87(12):4576–4579. doi:10.1073/pnas.87.12.4576
  2. Dunn, Casey W., et al. "Broad phylogenomic sampling improves resolution of the animal tree of life." Nature 452.7188 (2008): 745.
  3. Mayr E. Two empires or three? Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(17):9720–9723. doi:10.1073/pnas.95.17.9720