ერთუჯრედიანი ორგანიზმების ჩამონათვალი

უჯრედი ყველაზე პატარა ცოცხალი ორგანიზმია, რომელიც შეიცავს ცხოვრების ყველა მახასიათებელს და ყველაზე მეტად სიცოცხლე პლანეტაზე იწყება როგორც ერთუჯრედიანი ორგანიზმი. ამჟამად ერთუჯრედიანი ორგანიზმების ორი ტიპი არსებობს: პროკარიოტები და ეუკარიოტებიმათ, ვისაც ცალკე განსაზღვრული ბირთვი აქვს და მათ, ვისაც უჯრედული მემბრანა აქვს დაცული. მეცნიერები მიიჩნევენ, რომ პროკარიოტები სიცოცხლის უძველესი ფორმაა, პირველად ისინი დაახლოებით 3.8 მილიონი წლის განმავლობაში გამოჩნდნენ, ხოლო ეუკარიოტებმა დაახლოებით 2.7 მილიარდი წლის წინ გამოჩნდა. ერთუჯრედიანი ორგანიზმების ტაქსონომია ხვდება ცხოვრების სამი ძირითადი დარგებიდან ერთში: ევკარიოტები, ბაქტერიები და არქეები.

TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)

ბიოლოგები ახდენენ ყველა ცოცხალი ორგანიზმის კლასიფიკაციას ცხოვრების სამ დარგში, დაწყებული ერთუჯრედიანიდან მრავალუჯრედული ორგანიზმებით: არქეები, ბაქტერიები და ეუკარიოტები.

ყველა ერთუჯრედიანი და მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები იზიარებენ ამ საფუძვლებს:

1. პლაზმური მემბრანა, რომელიც იცავს და გამოყოფს ცოცხალ უჯრედს გარე გარემოდან, ხოლო ამის საშუალებას ჯერ კიდევ იძლევა მოლეკულების ნაკადი მის ზედაპირზე, უჯრედის სპეციფიკური რეცეპტორების გარდა, რომლებსაც შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ უჯრედზე ივენთი.
2. შიდა უბანი, სადაც დნმ მდებარეობს.
3. ბაქტერიების გარდა, ყველა ცოცხალი უჯრედი შეიცავს გარსისგან გამოყოფილ განყოფილებებს, ნაწილაკებსა და ძაფებს, რომლებიც თითქმის თხევადი მსგავსი ნივთიერებით არის დაბანა.
   

1969 წლამდე ბიოლოგებმა უჯრედული ცხოვრება ორ სამეფოდ დაყვეს: მცენარეებად და ცხოველებად. 1969 წლიდან 1990 წლამდე, მეცნიერები შეთანხმდნენ ხუთი სამეფოს კლასიფიკაციის სისტემაზე, რომელიც მოიცავდა მონერებს (ბაქტერიებს), პროტისტებს, მცენარეებს, სოკოებს და ცხოველებს. მაგრამ კარლ ვუესმა (1928-2012), ადრე ილინოისის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგიის განყოფილების პროფესორმა, შესთავაზა ახალი სტრუქტურა ერთუჯრედიანი ორგანიზმების და მრავალუჯრედიანი ობიექტების კლასიფიკაცია 1990 წელს უნდა შედგებოდეს სამი დომენისაგან, არქეა, ბაქტერია და ეუკარიოტი, ქვეკლასიფიცირებული ექვსი სამეფო. ახლა მეცნიერთა უმეტესობა იყენებს ამ ტაქსონომიას ან კლასიფიკაციის სისტემას.

არქეები ვითარდება უკიდურეს გარემოში, მანამდე სიცოცხლისთვის არამდგრადი იყო: ღრმა ზღვის ჰიდროთერმული ხვრელები, ცხელი წყაროები, მკვდარი ზღვა, მარილის აორთქლების გუბურები და მჟავე ტბები. დოქტორ ვუესეს წინადადებამდე, მეცნიერებმა პირველად განსაზღვრეს არქეა, როგორც არქეაბაქტერიები - უძველესი ერთუჯრედიანი ბაქტერიები - რადგან ისინი პროკარიოტულ ბაქტერიებს ჰგავდნენ, ერთუჯრედიან ორგანიზმებს, რომელთაც არ აქვთ ცალკე გარსით შეკრული ბირთვი ან ორგანელები. დოქტორ ვუესის, მისი კოლეგების და სხვა მეცნიერების მიერ ჩატარებულმა შემდგომმა კვლევებმა მათ დააფიქრეს, რომ ეს იყო უძველესი ბაქტერიები უფრო მჭიდრო კავშირში იყო ეუკარიოტებთან, რადგან ისინი ბიოქიმიური თვისებებია გამოფენა. მეცნიერებმა და მკვლევარებმა ასევე აღმოაჩინეს ადამიანის საჭმლის მომნელებელ ტრაქტსა და კანში მცხოვრები არქეები.

არქეები იზიარებენ როგორც პროკარიოტებს, ასევე ეუკარიოტებს, რის გამოც ისინი არსებობენ სიცოცხლის ფილოგენეტიკურ ხეში ბაქტერიებსა და ევკარიოტებს შორის ცალკე ტოტზე. როდესაც მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ არქეაბაქტერიები სინამდვილეში უძველესი ბაქტერიები არ იყვნენ, მათ არქეები დაარქვეს. შემდეგი მახასიათებლები განსაზღვრავს არქეას ერთუჯრედიან ორგანიზმებს:

• ისინი პროკარიოტული უჯრედებია, მაგრამ გენეტიკურად უფრო ჰგვანან ეუკარიოტებს.
• უჯრედული მემბრანა შედგება განშტოებული ნახშირწყალბადური ჯაჭვებისგან, ბაქტერიებისა და ეუკარიასგან განსხვავებით, გლიცერინთან დაკავშირებული ეთერის კავშირებით.
• არქეის უჯრედების კედლებს არ აქვთ პეპტიდოგლიკანები, პოლიმერები, რომლებიც შედგება შაქრებისა და ამინომჟავებისგან, რომლებიც ქმნიან ქსელურ შრეს უჯრედის კედლების უმეტეს ბაქტერიებში.
• მიუხედავად იმისა, რომ არქეები არ რეაგირებენ ზოგიერთ ანტიბიოტიკზე, რომელზეც ბაქტერიები რეაგირებენ, ისინი რეაგირებენ ზოგიერთ ანტიბიოტიკზე, რომლებიც ევკარიოტებს აწუხებთ.
• არქეები შეიცავს არქეას სპეციფიკურ რიბოსომულ რიბონუკლეინის მჟავას (rRNA), რომელიც აუცილებელია ცილებისთვის სინთეზი, რომელიც გამოვლენილია მოლეკულური არეებით შესამჩნევად განსხვავებით rRNA– სგან, რომელიც გვხვდება ბაქტერიებში და ეუკარია.
  

არქეის ძირითადი კლასიფიკაცია მოიცავს კრენარქეოტა, ევრიარქეოტა და კორარხეოტა, ასევე შემოთავაზებული ქვედანაყოფები ნანარქეოტა და შემოთავაზებული თაუმარქეოტა. ინდივიდუალური კლასიფიკაცია მიუთითებს იმ ტიპის გარემოს, რომელშიც მკვლევარები და მეცნიერები პოულობენ ამ ერთუჯრედიან ორგანიზმებს. კრენარქეოტა ცხოვრობს უკიდურესი მჟავიანობისა და ტემპერატურის გარემოში და ჟანგავს ამიაკს; ეურიარქეოტა მოიცავს ორგანიზმებს, რომლებიც ჟანგავს მეთანს და უყვართ მარილი ღრმა ზღვის გარემოში, სხვა ეურიარქეოტები, რომლებიც აწარმოებენ მეთანს, როგორც ნარჩენ პროდუქტს და კორაჰეკოტას, არქეების კატეგორიას, რომლებიც ასევე ცხოვრობენ მაღალ ტემპერატურაზე გარემო.

ნანარქეოტა განსხვავდება სხვა არქეებისგან იმით, რომ ისინი ცხოვრობენ სხვა არქეული ორგანიზმის თავზე იგნიკოკი. კორარხეოტისა და ნანარქეოტის ქვეტიპები მოიცავს მეთანოგენები, ორგანიზმები, რომლებიც აწარმოებენ მეთანის გაზს, როგორც საჭმლის მომნელებელი ან ენერგიის წარმოების პროცესების ქვეპროდუქტი; ჰალოფილები ან მარილის მოყვარული არქეა; თერმოფილები, ორგანიზმები, რომლებიც ხარობენ უკიდურესად მაღალ ტემპერატურაზე; და ფსიქროფილები, არქეების ორგანიზმები, რომლებიც ცხოვრობენ უკიდურესად ცივ ტემპში.

ბაქტერიები ცხოვრობენ და ხარობენ ყველგან პლანეტაზე: მთების მწვერვალზე, მსოფლიოს ღრმა ოკეანეების ძირას, ადამიანისა და ცხოველების საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის შიგნით და ჩრდილოეთისა და სამხრეთის გაყინულ ქანებსა და ყინულებშიც კი ბოძები. ბაქტერიები შეიძლება მრავალი წლის განმავლობაში შორს გავრცელდეს, რადგან მათ შეუძლიათ ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში მიძინებულიყვნენ.

ბაქტერიები არსებობენ როგორც პლანეტის წამყვანი ცოცხალი არსებები, რომლებიც აქ იყვნენ პლანეტის განვითარების ისტორიის სულ მცირე სამი მეოთხედი. ისინი ცნობილია პლანეტის ჰაბიტატების უმეტესობასთან ადაპტაციის უნარით. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ბაქტერია იწვევს ვირუსულ დაავადებებს ცხოველებში, მცენარეებსა და ადამიანებში, ბაქტერიების უმეტესობა მუშაობს გარემოს "სასარგებლო" აგენტად მეტაბოლური პროცესებით, რომლებიც სიცოცხლის მაღალ ფორმებს ინარჩუნებს.

ბაქტერიების სხვა ფორმები მოქმედებს მცენარეებთან და უხერხემლო ცხოველებთან (ხერხემლის გარეშე არსებები) სიმბიოზურ ურთიერთობებში, რომლებიც ასრულებენ მნიშვნელოვან ფუნქციებს. ამ ერთუჯრედიანი ორგანიზმების გარეშე მკვდარი მცენარეები და ცხოველები უფრო დიდხანს იშლებოდა და ნიადაგი ნაყოფიერდება. მკვლევარები და მეცნიერები იყენებენ ზოგიერთ ბაქტერიას ქიმიკატებში, წამლებში, ანტიბიოტიკებში და საკვების მოსამზადებლად, როგორიცაა მჟავე მწარე, იოგურტი და კეფირი და მწნილი. როგორც უბრალო ერთუჯრედიან ორგანიზმებს, ბაქტერიების უჯრედებს აქვთ გამორჩეული მახასიათებლები:

• არქეის მსგავსად, მეცნიერები განსაზღვრავენ ბაქტერიებს, როგორც პროკარიოტულ უჯრედებს, განსაზღვრული ან ცალკეული ბირთვის გარეშე.
• მემბრანები შედგება განუყოფელი ცხიმოვანი მჟავების ჯაჭვებისგან, რომლებიც გლიცერინთან არის დაკავშირებული ესტერული კავშირებით, როგორიცაა ეუკარია.
• ბაქტერიების უჯრედული კედლები შეიცავს პეპტიდოგლიკანს.
• ტრადიციული ანტიბაქტერიული ანტიბიოტიკები გავლენას ახდენენ ბაქტერიებზე, მაგრამ ისინი ეწინააღმდეგებიან ანტიბიოტიკებს, რომლებიც ახდენს გავლენას ევკარიას.
• აქვს rRNA სპეციფიკური ბაქტერიებისთვის, რადგან არსებობს მოლეკულური რეგიონები, რომლებიც განსხვავდება rRNA– სგან, რომლებიც ნაპოვნია არქეასა და ევკარიაში.
  

მეცნიერები ბაქტერიების უმეტესობას სამ ჯგუფად დაყოფენ, იმის მიხედვით, თუ როგორ რეაგირებენ ისინი გაზის სახით ჟანგბადზე. აერობული ბაქტერიები ყვავის ჟანგბადის გარემოში და სიცოცხლეს საჭიროებს ჟანგბადს. ანაერობული ბაქტერიებს არ მოსწონთ გაზური ჟანგბადი; ამ ბაქტერიების მაგალითი იქნება ის, ვინც ცხოვრობს წყალქვეშ ღრმა ნალექებში ან ის, ვინც იწვევს ბაქტერიულ საკვებზე მოწამვლას. დაბოლოს, ფაკულტატური ანაერობები არიან ბაქტერიები, რომლებიც თავიანთ მზარდ გარემოში ჟანგბადის არსებობას ამჯობინებენ, მაგრამ მის გარეშე ცხოვრება შეუძლიათ.

მაგრამ მკვლევარები ასევე ახდენენ ბაქტერიების კლასიფიკაციას ენერგიის მიღების გზით: როგორც ჰეტეროტროფები და ავტოტროფები. ავტოტროფები, ისევე როგორც მცენარეები, რომლებიც იკვებება სინათლის ენერგიით (ე.წ. ფოტოატოტროფიული), ქმნიან საკვების საკუთარ წყაროს ნახშირორჟანგის დაფიქსირება ან ქიმიოტროტროპული საშუალებებით აზოტის, გოგირდის ან სხვა ელემენტის დაჟანგვის გამოყენებით პროცესები. ჰეტეროტროფები ენერგიას იღებენ გარემოდან ორგანული ნაერთების დაშლით, როგორიცაა საპრობიკი დაშლილ ნივთიერებებში მცხოვრები ბაქტერიები, აგრეთვე ბაქტერიები, რომლებიც დუღილს ან სუნთქვას ეყრდნობიან ენერგია

მეცნიერებს ბაქტერიების ჯგუფის კიდევ ერთი გზა აქვთ მათი ფორმების მიხედვით: სფერული, ჯოხის ფორმის და სპირალი. ბაქტერიების სხვა ფორმებია ძაფისებრი, გარსით, კვადრატული, ღეროვანი, ვარსკვლავის ფორმის, ღეროს ფორმის, ლობირებადი, ტრიქომის ფორმირება (თმის ფორმირება) და პლეომორფული ბაქტერიები გარემოდან გამომდინარე მისი ფორმის ან ზომის შეცვლის შესაძლებლობით.

შემდგომი კლასიფიკაცია მოიცავს მიკოპლაზმა, ანტიბიოტიკებით დაავადებული დაავადების გამომწვევი ბაქტერიები, რადგან მათ არ აქვთ უჯრედის კედელი; ციანობაქტერიები, ფოტოავტოტროფული ბაქტერიები, როგორიცაა ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები; გრამდადებითი ბაქტერიები, რომლებიც გრამ-ლაქის ტესტში იასამნისფერს ასხივებენ, რადგან ტესტი მათ სქელ უჯრედის კედლებს აფერადებს; და გრამუარყოფითი ბაქტერიები რომ ვარდისფერი ხდება გრამ ლაქების ტესტში თხელი, მაგრამ ძლიერი გარე კედლების გამო. გრამდადებითი ბაქტერიები უკეთესად რეაგირებენ ანტიბიოტიკებზე, ვიდრე გრამუარყოფითი ბაქტერიები, რადგან ჯერ კიდევ კედლის კედელია სქელი, იგი შეღწევადია, ხოლო გრამუარყოფით ბაქტერიებში მისი უჯრედული კედლები თხელია, მაგრამ უფრო მეტად ტყვიაგაუმტარივით მოქმედებს ჟილეტი

მიუხედავად იმისა, რომ ეუკარიოტები სოკოებში, მცენარეთა და ცხოველთა სამეფოებში მრავაუჯრედიან ორგანიზმებს შეიცავს, ცხოვრების ეს მთავარი სფერო ასევე მოიცავს უჯრედულ ორგანიზმებს. ერთუჯრედიან ეუკარიოტებს აქვთ ფიჭური კედლები, რომელთაც შეუძლიათ შეცვალონ ფორმა, პროკარიოტებთან შედარებით, რომლებსაც აქვთ ხისტი უჯრედული კედლები. მეცნიერთა უმეტესობა მიიჩნევს, რომ ეუკარიოტები წარმოიშვა პროკარიოტებისგან, რადგან ორივე იყენებს RNA– ს და დნმ – ს, როგორც გენეტიკურ მასალას; ორივე ისარგებლებს 20 ამინომჟავით; და ორივეს აქვს ლიპიდური (ორგანულ გამხსნელებში ხსნადი) ორშრიანი უჯრედის მემბრანა და იყენებს D შაქრებს და L- ამინომჟავებს. ეუკარიოტების სპეციფიკური მახასიათებლებია:

• ეუკარიოტებს აქვთ გამორჩეული, ცალკეული ბირთვი, რომელიც გარსით არის დაცული.
• მემბრანები, ისევე როგორც ბაქტერიები, შედგება ცხიმოვანი მჟავების განუყოფელი ჯაჭვებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია გლიცერინთან ესტერების კავშირები (რაც უჯრედის კედლებს უფრო მგრძნობიარე ხდის გარე გარემოსთან შედარებით არქეა).
• უჯრედული კედლები - ეუკარიოტებში, რომლებსაც აქვთ ისინი - არ შეიცავს პეპტიდოგლიკანს.
• ანტიბაქტერიული ანტიბიოტიკები ზოგადად არ მოქმედებს ეუკარიოტის უჯრედებზე, მაგრამ ისინი რეაგირებენ ან რეაგირებენ ანტიბიოტიკებზე, რომლებიც, ჩვეულებრივ, მოქმედებს ეუკარიოტულ უჯრედებზე.
• ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ rRNA– ს მქონე მოლეკულური რეგიონი, განსხვავებული rNA– სგან, რომელიც არსებობს არქეებში და ბაქტერიებში.

ეუკარიოტული დომენი შეიცავს ოთხ სამეფოს ან ქვეკატეგორიას: პროტისტები, სოკოები, მცენარეები და ცხოველები. მათგან, პროტისტები შეიცავს მხოლოდ ერთუჯრედიან ორგანიზმებს, სოკოების სამეფო კი ორივეს შეიცავს. პროტისტას სამეფო მოიცავს ცოცხალ ორგანიზმებს, როგორიცაა წყალმცენარეები, ეგლენოიდები, პროტოზოვები და slime ფორმები. სოკოების სამეფო მოიცავს როგორც ერთუჯრედიან, ისე მრავალუჯრედიან ორგანიზმებს. სოკოების სამეფოს ერთუჯრედიანი ორგანიზმები მოიცავს საფუარი და ქითრიდები, ან გაქვავებული სოკოები. მცენარეთა და ცხოველთა სამეფოს ორგანიზმების უმეტესობა მრავალუჯრედიანია.

მიუხედავად იმისა, რომ პლანეტაზე უმეტესად ერთუჯრედიანი სუბიექტების უმეტესობა მიკროსკოპს საჭიროებს, თქვენ შეგიძლიათ დააკვირდეთ წყლის წყალმცენარეებს, კაულერპა ტაქსიფოლია, შეუიარაღებელი თვალით. ინდოეთის ოკეანესა და ჰავაის მკვიდრი ზღვის მცენარეების ტიპად განსაზღვრული, ამ მკვლელი წყალმცენარეები სხვაგან ინვაზიური სახეობაა. მცენარეთა სამეფოს ეს ცოცხალი ორგანიზმი შეიძლება 6 – დან 12 დიუმამდე გაიზარდოს და აქვს ბუმბულის მსგავსი გაბრტყელებული ტოტები, რომლებიც წარმოიქმნება მორბენალიდან, მუქი და ღია მწვანე ელფერით.

კალიფორნიის უნივერსიტეტის ბერკლის კამპუსის ზემოთ მდებარე მთებში იჯდა ლოურენს ბერკლი ეროვნული ლაბორატორია, რომელსაც ერთობლივად მართავენ აშშ ენერგეტიკის დეპარტამენტი და კალიფორნიის უნივერსიტეტი სისტემა მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა, ბერკლის ლაბორატორიის მკვლევარების ხელმძღვანელობით, 2015 წელს აღმოაჩინეს რა შეიძლება იყოს ყველაზე პატარა ერთუჯრედიანი ორგანიზმი, რომელიც აღბეჭდილია მაღალი ენერგიის მქონე სურათიდან მიკროსკოპი.

ეს ერთუჯრედიანი ორგანიზმი, პროკარიოტული ბაქტერია, იმდენად მცირეა, რომ ამ ერთუჯრედიანი ბაქტერიიდან 150,000 შეიძლება ჩამოჯდეს თმის წვერზე. მკვლევარები აგრძელებენ ამ სავარაუდო საერთო ორგანიზმების შესწავლას, რადგან მათ არ აქვთ მრავალი მახასიათებელი, რაც აუცილებელია სხვა ორგანიზმებთან მუშაობისთვის. უჯრედებს, როგორც ჩანს, აქვთ დნმ, რიბოსომების მცირე რაოდენობა და ძაფის მსგავსი დანამატები, მაგრამ, სავარაუდოდ, სხვა ბაქტერიებს ეყრდნობიან ცხოვრებას.

პრაღის ჩარლზის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ერთადერთი ცნობილი ეუკარიოტული ორგანიზმი, რომელიც არ შეიცავს სპეციფიკურ სახის მიტოქონდრიებს და მათ ეს შინაური ცხოველის ჩინჩილას ნაწლავში აღმოაჩინეს. როგორც უჯრედის ელექტროსადგური, მიტოქონდრია რამდენიმე საქმეს აკეთებს. ჟანგბადის თანდასწრებით, მიტოქონდრიას შეუძლია დააკისროს მოლეკულები და წარმოქმნას კრიტიკული ცილები. მაგრამ ეს ორგანიზმი, giardia ბაქტერიების ნათესავი, იყენებს სისტემას, მაგალითად, ბაქტერიებში ჩვეულებრივ გვხვდება - გვერდითი გენის გადაცემა - ცილების სინთეზირებისთვის. რადგან ბაქტერიები ძირითადად პროკარიოტული უჯრედების სახით არსებობს, ბაქტერიასთან დაკავშირებული ეუკარიოტული უჯრედის პოვნა გამონაკლისია ამ წესისა.