細胞は生命のすべての特徴を含む最小の生物であり、地球上のほとんどすべての生命は単細胞生物として始まります。 現在、2種類の単細胞生物が存在します。 原核生物 そして 真核生物、別個に定義された核を持たないもの、および細胞膜によって保護された核を有するもの。 科学者たちは、原核生物が最も古い生命体であり、最初に出現したのは約380万年であるのに対し、真核生物は約27億年前に出現したと考えています。 単細胞生物の分類法は、真核生物、細菌、古細菌の3つの主要な生命領域の1つに分類されます。
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
生物学者は、すべての生物を、古細菌、細菌、真核生物という単一細胞から多細胞生物までの3つの生命領域に分類します。
すべてのセルの特性
すべての単細胞および多細胞生物は、これらの基本を共有しています。
- 生細胞を外部環境から保護および分離すると同時に、 細胞に影響を与える可能性のある細胞内の特定の受容体に加えて、その表面を横切る分子の流れ イベント。
- DNAを収容する内部領域。
- バクテリアを除いて、すべての生細胞は、ほぼ液体のような物質に浸された膜で分離されたコンパートメント、粒子、およびストランドを含んでいます。
最初の分類:生命の3つの領域
1969年以前は、生物学者は細胞の生命を植物と動物の2つの王国に分類していました。 1969年から1990年以降、科学者たちは、モネラ界(細菌)、原生生物、植物、菌類、動物を含む5つの王国の分類システムに合意しました。 しかし、元イリノイ大学微生物学部の教授であったカール・ウーズ博士(1928-2012)は、 1990年の単細胞生物と多細胞実体の分類は、古細菌、細菌、真核生物の3つのドメインで構成され、次のように分類されます。 6つの王国。 現在、ほとんどの科学者はこの分類法または分類システムを使用しています。
古細菌:極限環境で繁栄する単細胞生物
古細菌は、深海の熱水噴出孔、温泉、死海、塩田、酸性湖など、以前は生命に耐えられないと考えられていた極限環境で繁栄します。 ウーズ博士の提案に先立って、科学者たちは最初に古細菌を古細菌(古代の単細胞細菌)として特定しました。 それらは原核生物のバクテリアのように見えたので、別個の膜結合核を欠く単細胞生物または オルガネラ。 ウーズ博士、彼の同僚、および他の科学者によるさらなる研究により、彼らはこれらが 古代のバクテリアは、それらの生化学的特徴のために真核生物とより密接に関連していました 示す。 科学者や研究者はまた、人間の消化管や皮膚に生息する古細菌を発見しました。
古細菌の領域と王国
古細菌は原核生物と真核生物の両方の特徴を共有しているため、系統樹の細菌と真核生物の間の別の枝に存在します。 科学者が古細菌が実際には古代の細菌ではないことを発見したとき、彼らはそれらを古細菌と改名しました。 次の機能は、古細菌の単細胞生物を定義します。
- それらは原核細胞ですが、遺伝的には真核生物に似ています。
- 細胞膜は、バクテリアや真核生物とは異なり、エーテル結合によってグリセロールに接続された分岐炭化水素鎖で構成されています。
- 古細菌の細胞壁にはペプチドグリカン、ほとんどの細菌の細胞壁の外側に水かきのある層を形成する糖とアミノ酸からなるポリマーがありません。
- 古細菌は細菌が反応するいくつかの抗生物質には反応しませんが、真核生物を苦しめるいくつかの抗生物質には反応します。
- 古細菌には、タンパク質に必須の古細菌に特有のリボソームリボ核酸(rRNA)が含まれています バクテリアに見られるrRNAとは著しく異なる分子領域によって識別される合成 真核生物。
古細菌の主な分類は次のとおりです。 クレン古細菌, ユーリ古細菌 そして コル古細菌、および提案された細分化 ナノ古細菌 そして提案された タウム古細菌。 個々の分類は、研究者や科学者がこれらの単細胞生物を見つける環境の種類を示しています。 クレン古細菌は極端な酸性と温度の環境に住んでいて、アンモニアを酸化します。 ユーリ古細菌には、深海環境でメタンを酸化して塩を愛する生物が含まれます。 メタンを廃棄物として生成し、古細菌の一種であるコル古細菌も高温に生息します。 環境。
ナノ古細菌は、他の古細菌とは異なり、 イグニコックス. コル古細菌とナノ古細菌のサブタイプには次のものがあります。 メタン生成菌、消化またはエネルギー生成プロセスの副産物としてメタンガスを生成する生物。 好塩菌 または塩を愛する古細菌; 好熱菌、 非常に高温で繁殖する生物; そして 好冷菌、 極寒に生息する古細菌。
細菌:複数の環境で繁殖する単細胞生物
バクテリアは地球上のいたるところに生息し、繁殖します。山の頂上、世界で最も深い海の底、 人間と動物の両方の消化管の内部、そして北と南の凍った岩と氷の中でさえ ポール。 バクテリアは長期間休眠状態になる可能性があるため、何年にもわたって広範囲に広がる可能性があります。
バクテリアは別の核を含んでいません
バクテリアは地球上で主要な生き物として存在し、地球の進化の歴史の少なくとも4分の3の間ここにいます。 彼らは地球上のほとんどの生息地に適応する能力で知られています。 一部のバクテリアは動物、植物、人間に毒性のある病気を引き起こしますが、ほとんどのバクテリアは、より高い生命体を維持する代謝プロセスを備えた環境の「有益な」エージェントとして機能します。
他の形態のバクテリアは、重要な機能を実行する共生関係で、植物や無脊椎動物(背骨のない生き物)と連携して機能します。 これらの単細胞生物がなければ、死んだ植物や動物は腐敗するのに時間がかかり、土壌は肥沃でなくなります。 研究者や科学者は、化学物質、薬物、抗生物質、さらにはザワークラウト、ヨーグルト、ケフィア、ピクルスなどの食品の調製にいくつかの細菌を使用しています。 単純な単細胞生物として、細菌細胞には独特の特徴があります。
- 古細菌のように、科学者はバクテリアを原核細胞として定義し、核は定義されていません。
- 膜は、真核生物のようなエステル結合によってグリセロールに接続された非分岐脂肪酸鎖で構成されています。
- 細菌の細胞壁にはペプチドグリカンが含まれています。
- 従来の抗菌抗生物質は細菌に影響を及ぼしますが、真核生物に影響を与える抗生物質には耐性があります。
- 古細菌や真核生物に見られるrRNAとは異なる分子領域が存在するため、細菌に特異的なrRNAを持っています。
バクテリアの領域と王国
科学者は、ほとんどのバクテリアを、ガス状の酸素にどのように反応するかに基づいて3つのグループに分類します。 有酸素 バクテリアは酸素環境で繁殖し、生きるために酸素を必要とします。 嫌気性 バクテリアはガス状酸素が好きではありません。 これらのバクテリアの例は、深海の堆積物に住んでいるバクテリアやバクテリアに基づく食中毒を引き起こしているバクテリアです。 最後に、 通性嫌気性菌 成長する環境で酸素の存在を好むが、酸素がなくても生きることができるバクテリアです。
しかし、研究者はまた、エネルギーを得る方法によって細菌を分類します。 従属栄養生物 そして 独立栄養生物. 独立栄養生物は、光エネルギーを燃料とする植物(光独立栄養生物と呼ばれる)のように、 二酸化炭素の固定、または化学合成独立栄養手段による、窒素、硫黄、またはその他の元素の酸化の使用 プロセス。 従属栄養生物は、腐敗性のような有機化合物を分解することにより、環境からエネルギーを奪います 腐敗物質に生息するバクテリア、および発酵や呼吸に依存するバクテリア エネルギー。
科学者がバクテリアをグループ化するもう1つの方法は、その形状によるものです。 球形、棒状 そして 螺旋. バクテリアの他の形には 糸状、鞘状、正方形、茎状、星型、紡錘形、葉状、毛状突起形成 (育毛)と 多形性 環境に応じて形や大きさを変える能力を持つバクテリア。
さらなる分類には以下が含まれます マイコプラズマ、 抗生物質は細胞壁を欠いているため、抗生物質の影響を受ける病気の原因となる細菌。 シアノバクテリア、藍藻のような光合成独立栄養細菌; グラム陽性菌、グラム染色テストで紫色を発するのは、テストが厚い細胞壁を着色するためです。 そして グラム陰性菌 外壁は薄いが強いため、グラム染色試験ではピンク色になります。 グラム陽性菌は、グラム陰性菌よりも抗生物質によく反応します。 厚く、浸透性がありますが、グラム陰性菌では、その細胞壁は薄いですが、防弾のように機能します ベスト。
真核生物はどこでも繁栄する
真核生物には真菌、植物、動物界の多くの多細胞生物が含まれますが、この主要な生命領域には単細胞生物も含まれます。 単細胞の真核生物は、硬い細胞壁を持つ原核生物と比較して、その形状を変えることができる細胞壁を持っています。 ほとんどの科学者は、真核生物は原核生物から進化したと考えています。なぜなら、両方とも遺伝物質としてRNAとDNAを使用しているからです。 それらは両方とも20アミノ酸を利用します。 どちらも脂質(有機溶媒に溶解)の二層細胞膜を持ち、D糖とL-アミノ酸を使用しています。 真核生物の特定の特徴は次のとおりです。
- 真核生物は、膜によって保護された独特の別個の核を持っています。
- 細菌の膜と同様に、膜は、によってグリセロールに接続された分岐していない脂肪酸鎖で構成されています エステル結合(これにより、細胞壁は外部環境に対してより敏感になります) 古細菌)。
- 細胞壁-それらを持っている真核生物では-ペプチドグリカンを含んでいません。
- 抗菌性抗生物質は一般に真核細胞に影響を与えませんが、通常は真核細胞に影響を与える抗生物質に反応または反応します。
- 真核細胞は、古細菌や細菌に存在するrRNAとは異なるrRNAを持つ分子領域を持っています。
真核生物の下の王国
真核生物のドメインには、次の4つの王国またはサブカテゴリが含まれています。 原生生物, 菌類, 植物 そして 動物. これらのうち、原生生物は単細胞生物のみを含み、真菌界は両方を含みます。 原生生物の王国には、次のような生物が含まれています 藻類、ユーグレナ藻, 原生動物 そして 粘菌. 真菌界には、単細胞生物と多細胞生物の両方が含まれます。 真菌界の単細胞生物には以下が含まれます 酵母 そして ツボカビ、または化石菌。 植物界と動物界のほとんどの生物は多細胞生物です。
最大の単細胞生物
地球上のほとんどの単一細胞実体は通常顕微鏡を必要としますが、水生藻類を観察することができます。 Caulerpataxifolia、肉眼で。 インド洋とハワイに自生する海藻の一種として定義されているこのキラー藻類は、他の場所では侵入種です。 植物界のこの生物は、長さが6〜12インチに成長し、暗い緑色から明るい緑色の色合いで、ランナーから生じる羽のような平らな枝を持っています。
最小の単細胞生物
カリフォルニア大学バークレー校のキャンパスの上の丘に腰掛けて、ローレンスバークレーがあります。 米国エネルギー省とカリフォルニア大学が共同で管理する国立研究所 システム。 バークレーラボの研究者が率いる科学者の国際チームは、2015年に何を発見しました ハイパワーから撮影した画像でキャプチャされた最小の単細胞生物である可能性があります 顕微鏡。
この単細胞生物である原核生物は非常に小さいため、これらの単細胞細菌のうち150,000個が頭から髪の毛の先端に付着する可能性があります。 研究者たちは、他の生物と機能するために必要な機能の多くを欠いているため、これらの一般的な生物と考えられている生物の研究を続けています。 細胞はDNA、少数のリボソーム、糸のような付属物を持っているように見えますが、生きるために他のバクテリアに依存している可能性が高いです。
ルールを破る単細胞真核生物
プラハのカレル大学の科学者たちは、特定の種類のミトコンドリアを含まない唯一の既知の真核生物を発見し、ペットのチンチラの腸で発見しました。 細胞の原動力として、ミトコンドリアはいくつかのことをします。 酸素の存在下で、ミトコンドリアは分子を充電し、重要なタンパク質を製造することができます。 しかし、ジアルジア菌の近縁種であるこの生物は、細菌に通常見られるようなシステム(遺伝子の水平伝播)を使用してタンパク質を合成します。 細菌は主に原核細胞として存在するため、細菌に関連する真核細胞を見つけることは規則の例外です。