Το Kingdom Monera είναι μια ευρεία ομάδα οργανισμών που αποτελείται από όλους τους προκαρυωτικούς (μη πυρηνικούς) οργανισμούς. Οι Monerans είναι μικροσκοπικοί, πανταχού παρόνι μονοκύτταροι οργανισμοί που έχουν αποικίσει κάθε γωνιά της Γης. Βάσει των τεράστιων αριθμών, είναι μακράν οι πιο επιτυχημένοι οργανισμοί στον πλανήτη.
Η κατάσταση της Monera ως κατάλληλου βασιλείου θεωρείται ξεπερασμένη από ορισμένους επιστήμονες επειδή αυτοί δεν φαίνεται να αποτελούν μια μονοφυτική ομάδα - δηλαδή, εκτείνονται σε πολλά κλαδιά στο δέντρο του ΖΩΗ. Ωστόσο, είναι χρήσιμο να θεωρούμε τους προκαρυώτες ως οντότητα λόγω των πολλών ομοιότητάς τους. Οι Monerans είναι συνώνυμοι με την κουβέρτα "βακτήρια".
Kingdom Monera: Όχι βασίλειο;
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Ήδη από το 1977, ο μικροβιολόγος Carl Woese ισχυρίστηκε ότι οι προκαρυωτικοί δεν ταιριάζουν σε ένα βασίλειο. Μεταγενέστερη έρευνα επιβεβαίωσε ότι υπάρχει ένα αρχαίο χάσμα στη Monera, χωρίζοντας το βασίλειο σε δύο ομάδες: αρχαίους και ευβακτήρια.
Αυτά συχνά θεωρούνται ξεχωριστά βασίλεια, αν και ο μικροβιολόγος Thomas Cavalier-Smith της Οξφόρδης Το πανεπιστήμιο διατηρεί την ενιαία ομάδα προκαρυωτών (τους αποκαλεί αυτοκρατορία Προκαρυώτα) χωρισμένη σε δύο υπο-βασίλεια. Τα ευβακτήρια είναι "τυπικά" βακτήρια που περιλαμβάνουν πολλά ανθρώπινα παθογόνα όπως το Yersinia pestis, η πανώλη των φυτικών. Οι Αρχαίοι είναι συχνά ακροφύσιοι, που ζουν σε μερικά από τα πιο αφιλόξενα μέρη της Γης, όπως το ηφαίστειο Thermoplasma, το οποίο ζει σε θειικές πηγές.
Οι Monerans είναι πανταχού παρόντες
•••Keith Brofsky / Photodisc / Getty Images
Τα προκαρυωτικά βρίσκονται σε κάθε οικολογική θέση στη Γη. Ο μικροβιολόγος William Whitman εκτιμά ότι υπάρχουν 5 × 10 ^ 30 (πέντε ακολουθούμενα από τριάντα μηδενικά) στον κόσμο. Ζουν παντού από την ανώτερη ατμόσφαιρα έως τον βυθό της θάλασσας και βαθιά μέσα στον φλοιό της Γης.
Συνολικά, η συνολική βακτηριακή μάζα είναι ισοδύναμη με όλους τους άλλους οργανισμούς στη γη σε συνδυασμό. Επιπλέον, ο μέσος άνθρωπος περιέχει δέκα φορές περισσότερα προκαρυωτικά κύτταρα από τα ανθρώπινα κύτταρα! Φυσικά, αυτά τα καλοήθη βακτηριακά κύτταρα είναι αρκετά μικρά και αποτελούν μόνο το 2% της συνολικής σας μάζας σώματος.
Ρόλος στην ασθένεια
•••Kim Steele / Photodisc / Getty Images
Όταν ένας πληθυσμός βακτηρίων στο ανθρώπινο σώμα αντιγράφεται γρηγορότερα από ό, τι σκοτώνονται, το αποτέλεσμα είναι μια βακτηριακή λοίμωξη. Τα συμπτώματα διαφορετικών λοιμώξεων ποικίλλουν λόγω της θέσης, της σοβαρότητας και της μεθόδου της ανάπτυξης βακτηρίων. Για παράδειγμα, τα βακτήρια Streptococcus pneumoniae μπορεί να προκαλέσουν είτε λοίμωξη κόλπων είτε πνευμονία, ανάλογα με το πού συμβαίνει η λοίμωξη.
Οι γιατροί συχνά συνταγογραφούν αντιβιοτικά για την εξάλειψη βακτηριακών λοιμώξεων. Λόγω των διαφορών μεταξύ της βιολογίας των ανθρώπινων και των μονέρων κυττάρων, είναι δυνατή η πρόσληψη ενώσεων που είναι τοξικές στο βακτήριο αλλά όχι στον ξενιστή. Τα αντιβιοτικά σταματούν την ικανότητα των βακτηρίων να διαιρούν ή να εκτελούν ζωτικές κυτταρικές διαδικασίες. Όταν ένα βακτήριο εξελίσσεται για να αντισταθεί στις τοξικές επιδράσεις του αντιβιοτικού, λέγεται ότι έχει αναπτύξει αντοχή στα αντιβιοτικά.
Δομή κυττάρων προκαρυωτικών
Οι Monerans είναι αξιοσημείωτοι για την έλλειψη κυτταρικού πυρήνα. Ωστόσο, μπορεί να έχουν άλλες εσωτερικές και εξωτερικές δομές. Σχεδόν όλα τα βακτήρια έχουν ένα άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμα αποτελούμενο από διασυνδεδεμένα μόρια σακχάρου που χρησιμεύουν για την προστασία των οργανισμών από το περιβάλλον τους.
Το βακτηριακό χρωμόσωμα (που ονομάζεται νουκλεοειδές) περιέχει το βακτηριακό DNA και συχνά ριζώνεται σε ένα σημείο της κυτταρικής μεμβράνης. Πολλοί μικρότεροι βρόχοι DNA που ονομάζονται πλασμίδια μπορούν επίσης να βρεθούν μέσα στο κύτταρο. Μεγάλα μόρια που ονομάζονται ριβοσώματα είναι υπεύθυνα για τη λήψη αντιγραμμένων αντιγράφων του κώδικα DNA και τη μετατροπή τους σε κυτταρικές πρωτεΐνες.
Πολλά monerans είναι σε θέση να κινούνται. Αυτό επιτυγχάνεται γενικά από μια εξειδικευμένη δομή που ονομάζεται μαστίγιο, η οποία δρα ως ένα είδος μοριακής προπέλας. Άλλα monerans έχουν εναλλακτικά μέσα κινητικότητας, όπως το παράσιτο Listeria, το οποίο ελέγχει τα μηχανήματα ενός κυττάρου ξενιστή για να το ωθήσει σε έναν αυξανόμενο ανεμιστήρα πρωτεϊνών ινών.
Οριζόντια μεταφορά γονιδίων
•••Chad Baker / Photodisc / Getty Images
Οι Monerans δεν μεταβιβάζουν απλά τα γονίδια τους από γενιά σε γενιά όπως σχεδόν όλοι οι άλλοι οργανισμοί. Μπορούν επίσης να μεταφέρουν γονίδια μεταξύ τους και μερικές φορές ακόμη και να καταλαμβάνουν τυχαία τμήματα DNA που επιπλέουν στο περιβάλλον. Αυτή είναι μια μεγάλη δύναμη της μικροβιακής εξέλιξης, διότι επιτρέπει στα μονερικά κύτταρα να αποκτήσουν ευεργετικές μεταλλάξεις από κύτταρα που σχετίζονται μόνο μακρινά.
Monerans και η ατμόσφαιρα
Τα προκαρυωτικά κύτταρα που ονομάζονται κυανοβακτήρια ήταν ζωτικής σημασίας για τη διαμόρφωση της πρώιμης ατμόσφαιρας. Η πρώιμη Γη δεν περιείχε σχεδόν καθόλου οξυγόνο. Πολλά βακτήρια λαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνουν οξυγόνο. Αυτό προκάλεσε την αρχική αύξηση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο της ατμόσφαιρας πριν από περίπου 2,45 δισεκατομμύρια χρόνια. Σήμερα, τόσο τα φωτοσυνθετικά ευκαρυωτικά (όπως τα φυτά) όσο και τα προκαρυωτικά είναι υπεύθυνα για τη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ διοξειδίου του άνθρακα και οξυγόνου.