Üherakuliste organismide loetelu

Rakk on väikseim elusorganism, mis sisaldab kõiki elu tunnuseid, ja enamasti algab kogu elu planeedil ühe raku organismina. Praegu eksisteerib kahte tüüpi üherakulisi organisme: prokarüootid ja eukarüootid, ilma eraldi määratletud tuumata ja rakumembraaniga kaitstud tuumaga. Teadlased leiavad, et prokarüootid on vanim eluvorm, mis esmakordselt ilmus umbes 3,8 miljonit aastat, samas kui eukarüootid ilmnesid umbes 2,7 miljardit aastat tagasi. Üherakuliste organismide taksonoomia jaguneb ühte kolmest peamisest eluvaldkonnast: eukarüootid, bakterid ja arheed.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Bioloogid liigitavad kõik elusorganismid kolme eluvaldkonda, alustades ühe- ja mitmerakulistest organismidest: arheed, bakterid ja eukarüoodid.

Kõigil üherakulistel ja mitmerakulistel organismidel on järgmised põhitõed:

1. Plasma membraan, mis kaitseb ja eraldab elusrakku väliskeskkonnast, lubades samal ajal molekulide voog kogu selle pinnal, lisaks rakusisesed spetsiifilised retseptorid, mis võivad rakku mõjutada sündmused.
instagram story viewer
2. Sisemine ala, kus asub DNA.
3. Välja arvatud bakterid, sisaldavad kõik elusrakud membraaniga eraldatud kambreid, osakesi ja ahelaid, mida suplevad peaaegu vedelasarnases aines.
   

Enne 1969. aastat klassifitseerisid bioloogid rakuelu kahte kuningriiki: taimed ja loomad. Pärast 1969–1990 leppisid teadlased kokku viie kuningriigi klassifitseerimissüsteemis, kuhu kuulusid monerad (bakterid), protistid, taimed, seened ja loomad. Kuid dr Carl Woese (1928-2012), endine Illinoisi ülikooli mikrobioloogia osakonna professor, pakkus välja uue struktuuri üksikrakuliste organismide ja paljurakuliste üksuste klassifikatsioon 1990. aastal koosnema kolmest domeenist, arheedest, bakteritest ja eukarüootidest, liigitatuna kuus kuningriiki. Enamik teadlasi kasutab seda taksonoomiat või klassifitseerimissüsteemi.

Arheiad arenevad ekstreemsetes keskkondades, mida varem peeti elu jaoks jätkusuutmatuks: süvamere hüdrotermilised ventilatsiooniavad, kuumaveeallikad, Surnumeri, soolaurustustiigid ja happelised järved. Enne dr Woese ettepanekut identifitseerisid teadlased arheesid esmalt arheebakteritena - iidsed üherakulised bakterid kuna nad nägid välja nagu prokarüootsed bakterid, üherakulised organismid, millel puudub eraldi membraaniga seotud tuum või organellid. Dr Woese, tema kolleegide ja teiste teadlaste edasised uuringud viisid nad mõistma, et need on iidsed bakterid olid eukarüootidega tihedamalt seotud nende biokeemiliste omaduste tõttu näitus. Teadlased ja teadlased on avastanud ka inimese seedetraktis ja nahas elavad arheed.

Arhed jagavad nii prokarüootide kui ka eukarüootide omadusi, mistõttu need esinevad fülogeneetilise elupuu bakterite ja eukarüootide vahel eraldi harul. Kui teadlased avastasid, et arheebakterid ei olnud tegelikult iidsed bakterid, nimetasid nad need uuesti arheedideks. Arheia üksikute rakkude organismid määratlevad järgmised omadused:

• Nad on prokarüootsed rakud, kuid sarnanevad geneetiliselt pigem eukarüootidele.
• Rakumembraanid koosnevad hargnenud süsivesinikahelatest, erinevalt bakteritest ja eukarjadest, mis on eetrisidemete abil ühendatud glütserooliga.
• Arheiarakkude seintel puuduvad peptidoglükaanid, suhkrutest ja aminohapetest koosnevad polümeerid, mis moodustavad enamiku bakterite rakuseintest välja võrgukihi.
• Kuigi arheed ei reageeri mõnele antibiootikumile, millele bakterid reageerivad, reageerivad nad mõnele eukarüootide häirivale antibiootikumile.
• Arheed sisaldavad arkaale omast ribosomaalset ribonukleiinhapet (rRNA), mis on valgu jaoks hädavajalik süntees, mida identifitseeritakse molekulaarsete alade järgi, erinevalt bakterites leiduvast rRNA-st ja eukarya.
  

Arheede peamised klassifikatsioonid hõlmavad järgmist crenarchaeota, euriarhaeota ja korarchaeota, samuti kavandatud alajaotised nanoarheota ja pakutud thaumarchaeota. Individuaalsed klassifikatsioonid näitavad keskkonnatüüpe, kus teadlased ja teadlased neid üherakulisi organisme leiavad. Crenarchaeota elab äärmise happesuse ja temperatuuriga keskkonnas ning oksüdeerib ammoniaaki; euriaarheota hulka kuuluvad organismid, mis oksüdeerivad metaani ja armastavad soola süvamere keskkondades, teised toota jääkainena metaani ja arheede kategooriat korarchaeota, mis elavad ka kõrgel temperatuuril keskkondades.

Nanoarchaeota erineb teistest arheidest selle poolest, et nad elavad teise arheoloogilise organismi, nimega Ignicoccus. Korarchaeota ja nanoarchaeota alamtüübid hõlmavad järgmist metanogeenid, organismid, mis toodavad metaangaasi seedimise või energiatootmise kõrvalproduktina; halofiilid või soola armastav arheia; termofiilid, organismid, mis arenevad ülimalt kõrgel temperatuuril; ja psührofiilid, arhea organismid, kes elavad äärmiselt külmades tempides.

Bakterid elavad ja arenevad kõikjal planeedil: mägede otsas, maailma sügavaima ookeani põhjas, nii inimeste kui loomade seedetraktis ning isegi põhja ja lõuna külmunud kivimites ning jääs postid. Bakterid võivad aastate jooksul levida kaugele ja laialdaselt, kuna need võivad pikema aja vältel uinuda.

Bakterid eksisteerivad planeedi juhtivate elusolenditena, olles siin olnud vähemalt kolmveerand planeedi arenevast ajaloost. Nad on tuntud oma võime poolest kohaneda enamiku planeedi elupaikadega. Kui mõned bakterid põhjustavad loomadel, taimedel ja inimestel virulentseid haigusi, siis enamik baktereid töötab keskkonna "kasulike" ainetena, mille ainevahetusprotsessid säilitavad kõrgemaid eluvorme.

Muud bakterivormid töötavad koos taimede ja selgrootutega (selgroota olendid) sümbiootilistes suhetes, mis täidavad olulisi funktsioone. Ilma nende üherakuliste organismideta kuluks surnud taimedel ja loomadel lagunemine kauem ning muld lakkaks viljakusest. Teadlased ja teadlased kasutavad mõningaid baktereid kemikaalides, ravimites, antibiootikumides ja isegi selliste toiduainete valmistamisel nagu hapukapsas, jogurt ja keefir ning hapukurk. Lihtsate üherakuliste organismidena on bakterirakkudel iseloomulikud omadused:

• Sarnaselt arheedega määratlevad teadlased bakterid prokarüootseteks rakkudeks, ilma kindla või eraldi tuumata.
• Membraanid koosnevad hargnemata rasvhapete ahelatest, mis on ühendatud glütserooliga estersidemetega nagu eukarja.
• Bakterite rakuseinad sisaldavad peptidoglükaani.
• Traditsioonilised antibakteriaalsed antibiootikumid mõjutavad baktereid, kuid nad peavad vastu eukariat mõjutavatele antibiootikumidele.
• Kas bakteritel on spetsiifiline rRNA, kuna leidub molekulaarpiirkondi, mis erinevad arheedest ja eukariatest leitud rRNA-st.
  

Teadlased liigitavad enamuse bakteritest kolme rühma, lähtudes sellest, kuidas nad reageerivad hapnikule gaasilises vormis. Aeroobne bakterid arenevad hapnikukeskkonnas ja vajavad elamiseks hapnikku. Anaeroobne bakteritele ei meeldi gaasiline hapnik; nende bakterite näiteks on need, kes elavad sügavates veealustes setetes, või need, kes põhjustavad bakteripõhist toidumürgitust. Lõpuks fakultatiivsed anaeroobid on bakterid, kes eelistavad hapniku olemasolu oma kasvukeskkonnas, kuid võivad ilma selleta elada.

Kuid teadlased klassifitseerivad baktereid ka energia saamise viisi järgi: nagu heterotroofid ja autotroofid. Autotroofid, nagu valgusenergiaga toidetud taimed (nn fotoautotroofsed), teevad ise oma toiduallika süsinikdioksiidi fikseerimine või kemoautotroofsete vahendite abil lämmastiku, väävli või muude elementide oksüdeerimine protsessid. Heterotroofid võtavad oma energia keskkonnast, lagundades orgaanilisi ühendeid, nagu saproobsed lagunevas aines elavad bakterid, samuti kääritamisel või hingamisel põhinevad bakterid energia.

Teine viis, kuidas teadlased baktereid rühmitavad, on nende kuju: sfääriline, vardakujuline ja spiraal. Muude bakterite kuju hulka kuuluvad niitjad, ümbrisega, ruudukujulised, varrega, tähekujulised, spindlikujulised, lobed, trihoomi moodustavad (juuste moodustamine) ja pleomorfne bakterid, millel on võime muuta oma kuju või suurust vastavalt keskkonnale.

Täiendavad klassifikatsioonid hõlmavad järgmist mükoplasmad, antibiootikumidest mõjutatud haigusi põhjustavad bakterid, kuna neil puudub rakusein; tsüanobakterid, fotoautotroofsed bakterid nagu sinivetikad; grampositiivsed bakterid, mis grammi-plekitesti korral eraldavad lillat värvi, kuna test värvib nende paksud rakuseinad; ja gramnegatiivsed bakterid mis muutuvad oma õhukeste, kuid tugevate välisseinte tõttu grammiplekitestis roosaks. Grampositiivsed bakterid reageerivad antibiootikumidele paremini kui gramnegatiivsed bakterid, sest kui nende endi sein on paks, on see läbitungiv, samas kui gramnegatiivsete bakterite korral on selle rakuseinad õhukesed, kuid toimivad pigem kuulikindlalt vest.

Kui eukarüootid hõlmavad seentes, taime- ja loomariigis paljusid mitmerakulisi organisme, hõlmab see peamine eluvaldkond ka üherakulisi organisme. Üherakulistel eukarüootidel on rakuseinad, mis võivad oma kuju muuta võrreldes jäikade rakuseintega prokarüootidega. Enamik teadlasi leiab, et eukarüootid arenesid prokarüootidest, kuna mõlemad kasutavad geneetilise materjalina RNA-d ja DNA-d; mõlemad kasutavad ära 20 aminohapet; ja mõlemal on lipiid (orgaanilistes lahustites lahustuv) kahekihiline rakumembraan ning kasutatakse D-suhkruid ja L-aminohappeid. Eukarüootide eripära on:

• Eukarüootidel on eristuv, eraldi tuum, mida kaitseb membraan.
• Membraanid, nagu ka bakterid, koosnevad hargnemata rasvhapete ahelatest, mis on glütserooliga ühendatud estersidemed (mis muudab rakuseinad väliskeskkonna suhtes tundlikumaks kui arheed).
• Rakuseinad - nendes eukarüootides - ei sisalda ühtegi peptidoglükaani.
• Antibakteriaalsed antibiootikumid üldiselt ei mõjuta eukarüootrakke, kuid reageerivad antibiootikumidele või reageerivad neile, mis tavaliselt mõjutavad eukarüootseid rakke.
• Eukarüootsetel rakkudel on arheides ja bakterites esinevast rRNA-st erinev rRNA molekulaarne piirkond.

Eukarüootne domeen sisaldab nelja kuningriiki või alamkategooriat: protistid, seened, taimed ja loomad. Neist protistid sisaldavad ainult üherakulisi organisme, seente kuningriik aga mõlemat. Protista kuningriiki kuuluvad sellised elusorganismid nagu vetikad, euglenoidid, algloomad ja lima vormid. Seeneriik hõlmab nii üherakulisi kui ka mitmerakulisi organisme. Seeneriigi üksikute rakkude organismide hulka kuuluvad: pärmid ja tsütriididvõi kivistunud seened. Enamik taime- ja loomariigis asuvaid organisme on paljurakulised.

Ehkki enamik planeedi üksikrakulistest üksustest vajab tavaliselt mikroskoopi, saate jälgida vetikat, Caulerpa taxifolia, palja silmaga. Määratletud India ookeanil ja Hawaiil pärinevate vetikate tüübina, on see tapjavetikas mujal invasiivne liik. See taimeriigi elusorganism võib kasvada 6–12 tolli pikkuseks ja sulgedeta lamendatud oksad, mis tekivad jooksjalt, tumedates kuni helerohelistes toonides.

California ülikooli Berkeley ülikoolilinnaku kohal küngastel istub Lawrence Berkeley Riiklik labor, mida juhivad ühiselt USA energeetikaministeerium ja California ülikool süsteemi. Rahvusvaheline teadlaste meeskond Berkeley Labi teadlaste juhtimisel avastas 2015. aastal, mis võib olla väikseim üherakuline organism, mis on püütud suure võimsusega pildilt mikroskoop.

See üherakuline organism, prokarüootne bakter, on nii väike, et 150 000 neist eraldatud rakulistest bakteritest võiks teie peast juukseotsa istuda. Teadlased jätkavad nende arvatavasti levinud organismide uurimist, kuna neil puuduvad paljud funktsioonid, mis on vajalikud teiste organismidega toimimiseks. Rakkudel näib olevat DNA-d, vähesel hulgal ribosoome ja niiditaolisi liiteid, kuid enam kui tõenäoliselt tuginevad nad teiste bakterite elamiseks.

Praha Karli ülikooli teadlased avastasid ainsa teadaoleva eukarüootorganismi, mis ei sisalda teatud tüüpi mitokondreid, ja leidsid selle lemmiklooma tšintšilja soolestikust. Raku jõujaamana teevad mitokondrid mitut asja. Hapniku juuresolekul võivad mitokondrid laadida molekule ja toota kriitilisi valke. Kuid see organism, giardia bakterite sugulane, kasutab valkude sünteesimiseks sellist süsteemi nagu bakterites tavaliselt esinev - külgne geeniülekanne. Kuna bakterid esinevad peamiselt prokarüootsete rakkudena, on bakteritega seotud eukarüootsete rakkude leidmine reegel erand.