Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Kenmerken van alle cellen
- De eerste classificatie: de drie domeinen van het leven
- Archaea: eencellige organismen die gedijen in extreme omgevingen
- Het domein en het koninkrijk van Archaea
- Bacteriën: eencellige organismen die gedijen in meerdere omgevingen
- Bacteriën bevatten geen afzonderlijke kern
- Het domein en het koninkrijk van bacteriën
- Eukaryotes gedijen overal
- De koninkrijken onder Eukaryotes
- Het grootste eencellige organisme
- Het kleinste eencellige organisme
- Een eukaryote met één cel die de regels overtreedt
De cel is het kleinste levende organisme dat alle kenmerken van het leven bevat, en bijna al het leven op de planeet begint als een eencellig organisme. Er bestaan momenteel twee soorten eencellige organismen: prokaryoten en eukaryoten, die zonder een afzonderlijk gedefinieerde kern en die met een kern beschermd door een celmembraan. Wetenschappers stellen dat prokaryoten de oudste levensvorm zijn, die eerst ongeveer 3,8 miljoen jaar voorkwam, terwijl eukaryoten ongeveer 2,7 miljard jaar geleden opdoken. De taxonomie van eencellige organismen valt in een van de drie belangrijkste levensdomeinen: eukaryoten, bacteriën en archaea.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Biologen classificeren alle levende organismen in de drie domeinen van het leven, beginnend met eencellige tot meercellige organismen: archaea, bacteriën en eukaryoten.
Kenmerken van alle cellen
Alle eencellige en meercellige organismen delen deze basisprincipes:
De eerste classificatie: de drie domeinen van het leven
Vóór 1969 classificeerden biologen cellulair leven in twee koninkrijken: planten en dieren. Na 1969 tot 1990 kwamen wetenschappers een systeem overeen van classificatie van vijf koninkrijken, waaronder monera (bacteriën), protisten, planten, schimmels en dieren. Maar Dr. Carl Woese (1928-2012), voorheen professor aan de afdeling Microbiologie van de Universiteit van Illinois, stelde in 1990 een nieuwe structuur voor de classificatie van eencellige organismen en meercellige entiteiten voor, bestaande uit drie domeinen, archaea, bacteriën en eukaryoten, onderverdeeld in zes koninkrijken. De meeste wetenschappers gebruiken nu deze taxonomie of dit classificatiesysteem.
Archaea: eencellige organismen die gedijen in extreme omgevingen
Archaea gedijt in extreme omgevingen, die voorheen als niet-levensvatbaar werden beschouwd: diepzee hydrothermische ventilatieopeningen, hete bronnen, de Dode Zee, zoutverdampingsvijvers en zure meren. Voorafgaand aan het voorstel van Dr. Woeses, identificeerden wetenschappers eerst archaea als archaebacteriën - oude eencellige bacteriën - omdat ze eruit zagen als prokaryotische bacteriën, eencellige organismen die een afzonderlijke membraangebonden kern of organellen missen. Verdere studies door Dr. Woese, zijn collega's en andere wetenschappers brachten hen tot het besef dat deze oude bacteriën nauwer verbonden waren met eukaryoten vanwege de biochemische kenmerken die ze vertonen. Wetenschappers en onderzoekers hebben ook archaea ontdekt die leven in het menselijke spijsverteringskanaal en de huid.
Het domein en het koninkrijk van Archaea
Archaea delen kenmerken van zowel prokaryoten als eukaryoten, daarom bestaan ze op een afzonderlijke tak tussen bacteriën en eukaryoten in de fylogenetische boom van het leven. Toen wetenschappers ontdekten dat archaebacteriën eigenlijk geen oude bacteriën waren, hebben ze deze omgedoopt tot archaea. De volgende kenmerken definiëren archaea eencellige organismen:
De belangrijkste classificaties van archaea omvatten Crenarchaeota, Euryarchaeota en korarchaeota, evenals de voorgestelde onderverdelingen van nanoarchaeota en de voorgestelde thaumarchaeota. Individuele classificaties geven de soorten omgevingen aan waarin onderzoekers en wetenschappers deze eencellige organismen vinden. Crenarchaeota leeft in omgevingen met een extreme zuurgraad en temperatuur en oxideert ammoniak; euryarchaeota omvat organismen die methaan oxideren en van zout houden in diepzee-omgevingen, andere euryarchaeota die methaan produceren als afvalproduct en korarchaeota, een categorie van archaea die ook in omgevingen met hoge temperaturen leven.
Nanoarchaeota verschillen van andere archaea in die zin dat ze bovenop een ander archaean organisme leven Ignicoccus. Subtypen van korarchaeota en nanoarchaeota zijn onder meer methanogens, organismen die methaangas produceren als bijproduct van de spijsverterings- of energiebereidingsprocessen; halophiles of zoutminnende archaea; thermophiles, organismen die gedijen in extreem hoge temperaturen; en psychrofielen, archaea-organismen die in extreem koude temperaturen leven.
Bacteriën: eencellige organismen die gedijen in meerdere omgevingen
Bacteriën leven en gedijen overal op de planeet: bovenop bergen, op de bodem van de diepste oceanen van de wereld, in de spijsverteringskanalen van zowel mens als dier, en zelfs in de bevroren rotsen en ijs van de Noord- en Zuidpool. Bacteriën kunnen zich in de loop van de jaren verspreiden, omdat ze langdurig inactief kunnen blijven.
Bacteriën bevatten geen afzonderlijke kern
Bacteriën bestaan als de toonaangevende levende wezens op de planeet, die hier al minstens driekwart van de evoluerende geschiedenis van de planeten zijn geweest. Ze staan bekend om hun vermogen om zich aan te passen aan de meeste habitats op de planeet. Hoewel sommige bacteriën virulente ziekten veroorzaken bij dieren, planten en mensen, werken de meeste bacteriën als "heilzame" agentia van het milieu met metabolische processen die hogere levensvormen ondersteunen.
Andere vormen van bacteriën werken samen met planten en ongewervelde dieren (wezens zonder ruggengraat) in symbiotische relaties die belangrijke functies vervullen. Zonder deze eencellige organismen zouden dode planten en dieren meer tijd nodig hebben om te rotten en zou de bodem niet langer vruchtbaar zijn. Onderzoekers en wetenschappers gebruiken sommige bacteriën in chemicaliën, medicijnen, antibiotica en zelfs bij de bereiding van voedingsmiddelen zoals zuurkool, yoghurt en kefir en augurken. Als eenvoudige eencellige organismen hebben bacteriecellen onderscheidende kenmerken:
Het domein en het koninkrijk van bacteriën
Wetenschappers classificeren de meeste bacteriën in drie groepen, gebaseerd op hoe ze reageren op zuurstof in gasvorm. aerobic bacteriën gedijen in zuurstofomgevingen en hebben zuurstof nodig om te leven. anaërobe bacteriën houden niet van gasvormige zuurstof; een voorbeeld van deze bacteriën zijn die in sedimenten die diep onder water leven of die bacteriële voedselvergiftiging veroorzaken. Ten slotte, facultatieve anaërobe zijn bacteriën die de voorkeur geven aan de aanwezigheid van zuurstof in hun groeiende omgevingen maar zonder kunnen leven.
Maar onderzoekers classificeren bacteriën ook door de manier waarop ze energie verkrijgen: as heterotrophs en autotrophs. Autotrofen, zoals planten aangedreven door lichtenergie (fotoautotroof genoemd), maken hun eigen voedselbron door koolstofdioxide te fixeren, of door chemoautotrofe middelen, met behulp van stikstof-, zwavel- of andere elementoxidatieprocessen. Heterotrofen halen hun energie uit de omgeving door organische verbindingen af te breken, zoals saprobische bacteriën die in rottende materie leven, evenals bacteriën die afhankelijk zijn van gisting of ademhaling voor energie.
Een andere manier waarop wetenschappers bacteriën groeperen is door hun vorm: bolvormig, staafvormig en spiraal. Andere vormen van bacteriën omvatten draadvormig, omhuld, vierkant, gesteeld, stervormig, spoelvormig, lobvormig, trichoomvormend (haarvormend) en pleomorfische bacteriën met de mogelijkheid om van vorm of grootte te veranderen op basis van de omgeving.
Verdere classificaties omvatten mycoplasma, ziekteverwekkende bacteriën die worden getroffen door antibiotica omdat ze geen celwand hebben; cyanobacteriën, fotoautotrofe bacteriën zoals blauwgroene algen; grampositieve bacteriën, die paars uitzenden in de gram-vlektest omdat de test hun dikke celwanden kleurt; en gramnegatieve bacteriën die roze worden in de gramvlektest vanwege hun dunne, maar sterke buitenmuren. Grampositieve bacteriën reageren beter op antibiotica dan gramnegatieve bacteriën, want hoewel de vormmuur dik is, is het doordringbaar, terwijl in gramnegatieve bacteriën de celwanden dun zijn, maar meer als een kogelvrij vest werken.
Eukaryotes gedijen overal
Hoewel eukaryoten veel meercellige organismen in de schimmels, planten- en dierenrijken omvatten, omvat dit belangrijke levensdomein ook eencellige organismen. Eencellige eukaryoten hebben celwanden die van vorm kunnen veranderen in vergelijking met prokaryoten met stijve celwanden. De meeste wetenschappers beweren dat eukaryoten zijn voortgekomen uit prokaryoten omdat beide RNA en DNA als genetisch materiaal gebruiken; ze maken allebei gebruik van 20 aminozuren; en beide hebben een lipide (oplosbaar in organische oplosmiddelen) bi-layer celmembraan en gebruiken D-suikers en L-aminozuren. Specifieke kenmerken van eukaryoten zijn onder meer:
De koninkrijken onder Eukaryotes
Het eukaryotische domein bevat vier koninkrijken of subcategorieën: protists, fungus, planten en dieren. Hiervan bevatten protisten alleen eencellige organismen, terwijl het schimmelkoninkrijk beide bevat. Het koninkrijk Protista omvat levende organismen zoals algen, euglenoïden, protozoa en slijmschimmels. Het schimmelsrijk omvat zowel eencellige als meercellige organismen. Eencellige organismen in het schimmelsrijk omvatten gisten en chytridsof gefossiliseerde schimmels. De meeste organismen in het planten- en dierenrijk zijn meercellig.
Het grootste eencellige organisme
Hoewel de meeste eencellige entiteiten op de planeet meestal een microscoop vereisen, kun je wateralgen observeren, Caulerpa taxifolia, met het blote oog. Gedefinieerd als een soort zeewier afkomstig uit de Indische Oceaan en Hawaii, is deze moordenaar algen elders een invasieve soort. Dit levende organisme in het plantenrijk kan 6 tot 12 centimeter lang worden en heeft veerachtige afgeplatte takken, die uit een hardloper ontstaan, in donkere tot lichtgroene tinten.
Het kleinste eencellige organisme
Gelegen in de heuvels boven de campus van de Universiteit van Californië in Berkeley, bevindt zich het Lawrence Berkeley National Laboratory, gezamenlijk beheerd door het Amerikaanse ministerie van Energie en het systeem van de Universiteit van Californië. Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van de onderzoekers van Berkeley Labs, ontdekte in 2015 wat het kleinste eencellige organisme is dat is vastgelegd in een afbeelding die is genomen met een krachtige microscoop.
Dit eencellige organisme, een prokaryotische bacterie, is zo klein dat 150.000 van deze eencellige bacteriën op de punt van een haar van je hoofd zouden kunnen zitten. De onderzoekers blijven deze veronderstelde veel voorkomende organismen bestuderen, omdat ze veel van de functies missen die nodig zijn om met andere organismen te functioneren. De cellen lijken DNA, een klein aantal ribosomen en draadachtige aanhangsels te hebben, maar vertrouwen meer dan waarschijnlijk op andere bacteriën om te leven.
Een eukaryote met één cel die de regels overtreedt
Wetenschappers van de Charles University in Praag ontdekten het enige bekende eukaryote organisme dat geen specifiek soort mitochondriën bevat, en ze vonden het in de darm van een huisdierchinchilla. Als de krachtcentrale van cellen doen mitochondria verschillende dingen. In de aanwezigheid van zuurstof kunnen mitochondriën moleculen opladen en kritische eiwitten produceren. Maar dit organisme, een familielid van de giardia-bacterie, gebruikt een systeem zoals dat typisch in bacteriën wordt gevonden - laterale genoverdracht - om eiwitten te synthetiseren. Aangezien bacteriën voornamelijk als prokaryotische cellen bestaan, is het vinden van een bacteriegerelateerde eukaryotische cel een uitzondering op de regel.