قائمة الكائنات وحيدة الخلية

الخلية هي أصغر كائن حي يحتوي على جميع سمات الحياة ، ومعظم الحياة على الكوكب تبدأ ككائن وحيد الخلية. يوجد حاليًا نوعان من الكائنات وحيدة الخلية: بدائيات النوى و حقيقيات النواة، أولئك الذين ليس لديهم نواة محددة بشكل منفصل وأولئك الذين لديهم نواة محمية بغشاء خلوي. يفترض العلماء أن بدائيات النوى هي أقدم أشكال الحياة ، حيث ظهرت لأول مرة منذ حوالي 3.8 مليون سنة ، بينما ظهرت حقيقيات النوى منذ حوالي 2.7 مليار سنة. يقع تصنيف الكائنات أحادية الخلية في أحد مجالات الحياة الرئيسية الثلاثة: حقيقيات النوى والبكتيريا والعتائق.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

يصنف علماء الأحياء جميع الكائنات الحية في مجالات الحياة الثلاثة بدءًا من الخلية الواحدة إلى الكائنات متعددة الخلايا: العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى.

تشترك جميع الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا في الأساسيات التالية:

1. غشاء بلازما يحمي ويفصل الخلية الحية عن البيئة الخارجية مع استمرار السماح بذلك تدفق الجزيئات عبر سطحه ، بالإضافة إلى مستقبلات محددة داخل الخلية يمكن أن تؤثر على الخلية الأحداث.
2. منطقة داخلية تحتوي على الحمض النووي.
3. باستثناء البكتيريا ، تحتوي جميع الخلايا الحية على حجرات مفصولة عن طريق الأغشية وجزيئات وخيوط مغطاة بمادة شبه سائلة.
   
   

قبل عام 1969 ، صنف علماء الأحياء الحياة الخلوية إلى مملكتين: النباتات والحيوانات. بعد عام 1969 إلى عام 1990 ، اتفق العلماء على نظام تصنيف للممالك الخمس التي تضم المونيرا (البكتيريا) ، والطلائعيات ، والنباتات ، والفطريات والحيوانات. لكن الدكتور كارل ووز (1928-2012) ، أستاذ سابق في قسم علم الأحياء الدقيقة بجامعة إلينوي ، اقترح هيكلًا جديدًا لـ تصنيف الكائنات وحيدة الخلية والكيانات متعددة الخلايا في عام 1990 لتتألف من ثلاثة مجالات ، العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى ، مصنفة إلى ست ممالك. يستخدم معظم العلماء الآن هذا التصنيف أو نظام التصنيف.

تزدهر الأركيا في البيئات القاسية ، التي كان يُعتقد سابقًا أنها غير مستدامة للحياة: الفتحات الحرارية المائية في أعماق البحار ، والينابيع الساخنة ، والبحر الميت ، وبرك تبخر الملح والبحيرات الحمضية. قبل اقتراح الدكتور ووز ، حدد العلماء لأول مرة العتائق على أنها بكتيريا أثرية - بكتيريا خلية مفردة قديمة - لأنها بدت وكأنها بكتيريا بدائية النواة ، كائنات وحيدة الخلية تفتقر إلى نواة منفصلة مرتبطة بالغشاء أو العضيات. أدت المزيد من الدراسات التي أجراها الدكتور ووز وزملاؤه وعلماء آخرون إلى إدراك هذه الحقيقة كانت البكتيريا القديمة أكثر ارتباطًا بحقيقيات النوى بسبب الخصائص البيوكيميائية التي كانت عليها عرض. اكتشف العلماء والباحثون أيضًا عتائق تعيش في الجهاز الهضمي والجلد البشري.

تشترك العتائق في خصائص كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى ، وهذا هو سبب وجودها في فرع منفصل بين البكتيريا وحقيقيات النوى في شجرة تطور الحياة. عندما اكتشف العلماء أن البكتيريا القديمة لم تكن في الواقع بكتيريا قديمة ، أعادوا تسميتها بالبكتيريا العتيقة. تحدد الميزات التالية الكائنات الحية ذات الخلية المفردة البدائية:

• إنها خلايا بدائية النواة ، ولكنها تشبه جينيًا حقيقيات النوى.
• تتكون الأغشية الخلوية من سلاسل هيدروكربونية متفرعة ، على عكس البكتيريا وحقيقيات النوى ، متصلة بالجلسرين عن طريق روابط الأثير.
• لا تحتوي جدران الخلايا العتيقة على ببتيدوغليكان ، وهي بوليمرات مكونة من السكريات والأحماض الأمينية التي تشكل طبقة مكشوفة خارج جدران الخلايا لمعظم البكتيريا.
• بينما لا تستجيب العتائق لبعض المضادات الحيوية التي تتفاعل معها البكتيريا ، فإنها تتفاعل مع بعض المضادات الحيوية التي تزعج حقيقيات النوى.
• تحتوي العتائق على حمض الريبوسوم الريبي النووي (الرنا الريباسي) الخاص بالعتائق ، الضروري للبروتين التوليف ، التي تم تحديدها بواسطة المناطق الجزيئية على عكس تلك الموجودة في الرنا الريباسي الموجود في البكتيريا و حقيقيات النوى.
  

تشمل التصنيفات الرئيسية للعتيقات crenarchaeota, euryarchaeota و korarchaeota، بالإضافة إلى التقسيمات الفرعية المقترحة لـ nanoarchaeota والمقترح ثوماركيوتا. تشير التصنيفات الفردية إلى أنواع البيئات التي يجد فيها الباحثون والعلماء هذه الكائنات وحيدة الخلية. تعيش Crenarchaeota في بيئات شديدة الحموضة ودرجة الحرارة ، وتؤكسد الأمونيا ؛ تشمل euryarchaeota الكائنات الحية التي تؤكسد الميثان وتحب الملح في بيئات أعماق البحار ، وغيرها من آثار euryarchaeota التي ينتج الميثان كمنتج نفايات و korarchaeota ، وهي فئة من الأركيا تعيش أيضًا في درجات حرارة عالية البيئات.

تختلف الآثار النانوية عن الأركيا الأخرى في أنها تعيش فوق كائن قديم آخر يسمى إجنيكوس. تشمل الأنواع الفرعية من korarchaeota و nanoarchaeota الميثانوجينات، الكائنات الحية التي تنتج غاز الميثان كمنتج ثانوي للعمليات الهضمية أو إنتاج الطاقة ؛ الهالوفيل أو العتائق المحبة للملح ؛ عشاق الحرارة ، الكائنات الحية التي تعيش في درجات حرارة عالية للغاية ؛ و نفسية كائنات قديمة تعيش في درجات حرارة شديدة البرودة.

تعيش البكتيريا وتزدهر في كل مكان على هذا الكوكب: فوق الجبال ، في قاع المحيطات العميقة في العالم ، داخل الجهاز الهضمي لكل من الإنسان والحيوان ، وحتى في الصخور المتجمدة والجليد في الشمال والجنوب أعمدة. يمكن أن تنتشر البكتيريا على نطاق واسع على مدى سنوات لأنها يمكن أن تظل كامنة لفترات طويلة.

توجد البكتيريا ككائنات حية رائدة على هذا الكوكب ، حيث كانت موجودة هنا لثلاثة أرباع تاريخ تطور الكوكب على الأقل. وهي معروفة بقدرتها على التكيف مع معظم الموائل على هذا الكوكب. بينما تسبب بعض البكتيريا أمراضًا خبيثة في الحيوانات والنباتات والبشر ، تعمل معظم البكتيريا كعوامل "مفيدة" للبيئة مع عمليات التمثيل الغذائي التي تحافظ على أشكال حياة أعلى.

تعمل أشكال أخرى من البكتيريا جنبًا إلى جنب مع النباتات واللافقاريات (كائنات ليس لها عمود فقري) في علاقات تكافلية تؤدي وظائف مهمة. بدون هذه الكائنات وحيدة الخلية ، ستستغرق النباتات والحيوانات الميتة وقتًا أطول لتتحلل وتتوقف خصوبة التربة. يستخدم الباحثون والعلماء بعض البكتيريا في المواد الكيميائية والأدوية والمضادات الحيوية وحتى في تحضير الأطعمة مثل مخلل الملفوف والزبادي والكفير والمخللات. ككائنات بسيطة وحيدة الخلية ، تتمتع خلايا البكتيريا بخصائص مميزة:

• مثل العتائق ، يعرف العلماء البكتيريا على أنها خلايا بدائية النواة ، بدون نواة محددة أو منفصلة.
• تتكون الأغشية من سلاسل أحماض دهنية غير متفرعة متصلة بالجلسرين عن طريق روابط استر مثل حقيقيات النوى.
• تحتوي الجدران الخلوية البكتيرية على ببتيدوغليكان.
• تؤثر المضادات الحيوية التقليدية المضادة للبكتيريا على البكتيريا ، لكنها تقاوم المضادات الحيوية التي تؤثر على حقيقيات النوى.
• أن يكون الرنا الريباسي خاصًا بالبكتيريا بسبب وجود مناطق جزيئية مختلفة عن الرنا الريباسي الموجود في العتائق وحقيقيات النوى.
  

يصنف العلماء معظم البكتيريا إلى ثلاث مجموعات ، بناءً على كيفية استجابتها للأكسجين في شكل غاز. الهوائية تزدهر البكتيريا في بيئات الأكسجين وتتطلب الأكسجين لتعيش. اللاهوائية لا تحب البكتيريا الأكسجين الغازي. مثال على هذه البكتيريا هو تلك التي تعيش في الرواسب العميقة تحت الماء أو تلك التي تسبب التسمم الغذائي البكتيري. أخيرا، اللاهوائية الاختيارية هي بكتيريا تفضل وجود الأكسجين في بيئات نموها ولكن يمكنها العيش بدونه.

لكن الباحثين يصنفون البكتيريا أيضًا من خلال طريقة حصولهم على الطاقة: مثل غيرية التغذية و التغذية الذاتية. ذاتية التغذية ، مثل النباتات التي تغذيها الطاقة الضوئية (تسمى ضوئيًا) ، تجعل مصدر الغذاء الخاص بها عن طريق تثبيت ثاني أكسيد الكربون ، أو بوسائل التغذية الكيميائية ، باستخدام النيتروجين أو الكبريت أو أي عنصر أكسدة آخر العمليات. تأخذ الكائنات غيرية التغذية طاقتها من البيئة عن طريق تكسير المركبات العضوية ، مثل سابروبيك البكتيريا التي تعيش في المواد المتحللة ، وكذلك البكتيريا التي تعتمد على التخمير أو التنفس طاقة.

طريقة أخرى لتجميع العلماء للبكتيريا هي من خلال أشكالها: كروية على شكل قضيب و حلزوني. تشمل الأشكال الأخرى للبكتيريا خيطي ، مغمد ، مربع ، مطارد ، على شكل نجمة ، على شكل مغزل ، مفصص ، تشكيل ثلاثي الألوان (تشكيل الشعر) و متعدد الأشكال بكتيريا لها القدرة على تغيير شكلها أو حجمها حسب البيئة.

تشمل التصنيفات الأخرى الميكوبلازما ، تتأثر البكتيريا المسببة للأمراض بالمضادات الحيوية لأنها تفتقر إلى جدار خلوي ؛ البكتيريا الزرقاء، البكتيريا ذات التغذية الضوئية مثل الطحالب الخضراء المزرقة ؛ البكتيريا موجبة الجرام، والتي ينبعث منها اللون الأرجواني في اختبار صبغة الجرام لأن الاختبار يلون جدران الخلايا السميكة ؛ و البكتيريا سالبة الجرام التي تتحول إلى اللون الوردي في اختبار صبغة الجرام بسبب جدرانها الخارجية الرقيقة والقوية. تستجيب البكتيريا موجبة الجرام للمضادات الحيوية بشكل أفضل من البكتيريا سالبة الجرام لأن جدار الأول يكون كذلك سميكة ، فهي قابلة للاختراق ، بينما في البكتيريا سالبة الجرام ، تكون جدرانها الخلوية رقيقة ، ولكنها تعمل مثل الرصاص سترة.

بينما تشمل حقيقيات النوى العديد من الكائنات متعددة الخلايا في ممالك الفطريات والنباتات والحيوانات ، فإن مجال الحياة الرئيسي هذا يشمل أيضًا الكائنات الحية أحادية الخلية. حقيقيات النوى أحادية الخلية لها جدران خلوية يمكنها تغيير شكلها مقارنة بدائيات النوى التي لها جدران خلوية صلبة. يفترض معظم العلماء أن حقيقيات النوى تطورت من بدائيات النوى لأن كلاهما يستخدم RNA و DNA كمواد وراثية. كلاهما يستفيد من 20 من الأحماض الأمينية ؛ وكلاهما له غشاء خلوي ثنائي الطبقة (قابل للذوبان في المذيبات العضوية) ويستخدم سكريات D وأحماض أمينية. تشمل الخصائص المحددة لحقيقيات النوى ما يلي:

• حقيقيات النوى لها نواة مميزة منفصلة يحميها غشاء.
• تتكون الأغشية ، مثلها مثل تلك الموجودة في البكتيريا ، من سلاسل أحماض دهنية غير متفرعة مرتبطة بالجلسرين روابط استر (مما يجعل جدران الخلايا أكثر حساسية للبيئة الخارجية مقارنة بـ العتيقة).
• لا تحتوي الجدران الخلوية - في حقيقيات النوى - على أي ببتيدوغليكان.
• لا تؤثر المضادات الحيوية المضادة للبكتيريا بشكل عام على خلايا حقيقيات النوى ، ولكنها تتفاعل أو تستجيب للمضادات الحيوية التي تؤثر عادةً على الخلايا حقيقية النواة.
• تحتوي الخلايا حقيقية النواة على منطقة جزيئية بها الرنا الريباسي تختلف عن الرنا الريباسي الموجود في العتائق والبكتيريا.

يحتوي مجال حقيقيات النوى على أربع ممالك أو فئات فرعية: الخلية, الفطريات, النباتات و الحيوانات. من بين هؤلاء ، تحتوي الطلائعيات على كائنات وحيدة الخلية فقط بينما تحتوي مملكة الفطريات على كليهما. تضم مملكة Protista كائنات حية مثل الطحالب ، يوجلينويدس, البروتوزوان و قوالب الوحل. تضم مملكة الفطريات كائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. تشمل الكائنات ذات الخلية الواحدة في مملكة الفطريات الخمائر و الكيتريد، أو الفطريات المتحجرة. معظم الكائنات الحية داخل الممالك النباتية والحيوانية متعددة الخلايا.

على الرغم من أن معظم كيانات الخلية المفردة على هذا الكوكب تتطلب عادة مجهرًا ، إلا أنه يمكنك مراقبة الطحالب المائية ، Caulerpa taxifoliaبالعين المجردة. تُعرّف هذه الطحالب القاتلة بأنها نوع من الأعشاب البحرية الأصلية في المحيط الهندي وهاواي ، وهي من الأنواع الغازية في أماكن أخرى. يمكن أن ينمو هذا الكائن الحي في المملكة النباتية من 6 إلى 12 بوصة وله فروع مسطحة تشبه الريش ، والتي تنشأ من عداء ، بألوان داكنة إلى خضراء فاتحة.

يقع فندق لورانس بيركلي في التلال فوق حرم جامعة كاليفورنيا بيركلي المختبر الوطني ، تدار بشكل مشترك من قبل وزارة الطاقة الأمريكية وجامعة كاليفورنيا النظام. اكتشف فريق دولي من العلماء ، بقيادة باحثي بيركلي لاب ، في عام 2015 ما قد يكون أصغر كائن حي وحيد الخلية تم التقاطه في صورة مأخوذة من كائن عالي القدرة مجهر.

هذا الكائن وحيد الخلية ، وهو بكتيريا بدائية النواة ، صغير جدًا لدرجة أن 150.000 من هذه البكتيريا أحادية الخلية يمكن أن تجلس على طرف شعرة من رأسك. يواصل الباحثون دراسة هذه الكائنات التي يُعتقد أنها شائعة ، لأنها تفتقر إلى العديد من الميزات الضرورية للعمل مع الكائنات الحية الأخرى. يبدو أن الخلايا تحتوي على حمض نووي ، وعدد صغير من الريبوسومات وملحقات تشبه الخيوط ، ولكنها تعتمد على الأرجح على البكتيريا الأخرى للعيش.

اكتشف العلماء في جامعة تشارلز في براغ الكائن الوحيد المعروف حقيقيات النوى الذي لا يحتوي على نوع معين من الميتوكوندريا ، ووجدوه في أمعاء شنشيلة أليف. بصفتها قوة الخلية ، تقوم الميتوكوندريا بالعديد من الأشياء. في وجود الأكسجين ، يمكن للميتوكوندريا شحن الجزيئات وتصنيع البروتينات الهامة. لكن هذا الكائن الحي ، وهو قريب من بكتيريا الجيارديا ، يستخدم نظامًا مثل تلك الموجودة عادة في البكتيريا - نقل الجينات الجانبي - لتخليق البروتينات. نظرًا لأن البكتيريا موجودة في المقام الأول كخلايا بدائية النواة ، فإن العثور على خلية حقيقية النواة مرتبطة بالبكتيريا يعد استثناءً للقاعدة.