Kingdom Monera is een brede groep organismen die bestaat uit alle prokaryotische (niet-kernhoudende) organismen. Monerans zijn kleine, alomtegenwoordige eencellige organismen die alle uithoeken van de aarde hebben gekoloniseerd. Op basis van enorme aantallen zijn ze verreweg de meest succesvolle organismen op aarde.
De status van Monera als een echt koninkrijk wordt door sommige wetenschappers als achterhaald beschouwd omdat ze lijken geen monofyletische groep te vormen - dat wil zeggen, ze overspannen meerdere takken aan de boom van leven. Niettemin is het nuttig om prokaryoten als een entiteit te beschouwen vanwege hun vele overeenkomsten. Monerans zijn synoniem met de algemene categorie 'bacteriën'.
Koninkrijk Monera: geen koninkrijk?
•••Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
Al in 1977 beweerde microbioloog Carl Woese dat prokaryoten niet in één koninkrijk passen. Daaropvolgend onderzoek heeft bevestigd dat er een oude kloof is binnen Monera, die het koninkrijk in twee groepen splitst: archaeans en eubacteriën.
Deze worden vaak als afzonderlijke koninkrijken beschouwd, hoewel microbioloog Thomas Cavalier-Smith uit Oxford Universiteit behoudt de enkele groep prokaryoten (hij noemt ze rijk Prokaryota) verdeeld in twee sub-koninkrijken. Eubacteriën zijn "typische" bacteriën die veel menselijke pathogenen bevatten, zoals Yersinia pestis, de builenpest. Archeeërs zijn vaak extremofielen en leven op enkele van de meest onherbergzame plekken op aarde, zoals Thermoplasma Volcanium, dat leeft in zwavelhoudende warmwaterbronnen.
Monerans zijn alomtegenwoordig
•••Keith Brofsky/Photodisc/Getty Images
Prokaryoten zijn te vinden in elke ecologische niche op aarde. Microbioloog William Whitman schat dat er 5 × 10^30 (vijf gevolgd door dertig nullen) monerancellen in de wereld zijn. Ze leven overal, van de bovenste atmosfeer tot de bodem van de zee en diep in de aardkorst.
Alles bij elkaar genomen is de totale bacteriële massa gelijk aan alle andere organismen op aarde samen. Bovendien bevat de gemiddelde mens tien keer meer prokaryotische cellen dan menselijke cellen! Natuurlijk zijn deze goedaardige bacteriële cellen vrij klein en vormen ze slechts ongeveer twee procent van je totale lichaamsmassa.
Rol bij ziekte
•••Kim Steele/Photodisc/Getty Images
Wanneer een populatie bacteriën in het menselijk lichaam zich sneller vermenigvuldigt dan dat ze worden gedood, is het resultaat een bacteriële infectie. De symptomen van verschillende infecties variëren afhankelijk van de locatie, ernst en methode van bacteriegroei. De bacterie Streptococcus pneumoniae kan bijvoorbeeld een sinusinfectie of longontsteking veroorzaken, afhankelijk van waar de infectie plaatsvindt.
Artsen schrijven vaak antibiotica voor om bacteriële infecties te elimineren. Vanwege de verschillen tussen de biologie van menselijke en moneran-cellen, is het mogelijk om verbindingen op te nemen die giftig zijn voor de bacterie, maar niet voor de gastheer. Antibiotica stoppen het vermogen van bacteriën om vitale celprocessen te delen of uit te voeren. Wanneer een bacterie evolueert om de toxische effecten van het antibioticum te weerstaan, zou deze resistentie tegen antibiotica hebben ontwikkeld.
Prokaryote celstructuur
Monerans vallen op door hun gebrek aan een celkern. Ze kunnen echter andere interne en externe structuren hebben. Bijna alle bacteriën hebben een stijve celwand die bestaat uit verknoopte suikermoleculen die dienen om de organismen te beschermen tegen hun omgeving.
Het bacteriële chromosoom (een nucleoïde genoemd) bevat het bacteriële DNA en is vaak geworteld in een punt in het celmembraan. Talloze kleinere DNA-lussen, plasmiden genaamd, kunnen ook in de cel worden gevonden. Grote moleculen die ribosomen worden genoemd, zijn verantwoordelijk voor het nemen van getranscribeerde kopieën van de DNA-code en het veranderen ervan in celeiwitten.
Veel monerans zijn in staat tot beweging. Dit wordt over het algemeen bereikt door een gespecialiseerde structuur, een flagellum genaamd, die fungeert als een soort moleculaire propeller. Andere monerans hebben alternatieve beweeglijkheid, zoals de Listeria-parasiet, die de machinerie van een gastheercel optuigt om het voort te stuwen op een groeiende waaier van eiwitvezels.
Horizontale genoverdracht
•••Chad Baker/Photodisc/Getty Images
Monerans geven hun genen niet zomaar van generatie op generatie door, zoals vrijwel alle andere organismen. Ze kunnen ook genen tussen elkaar overdragen en soms zelfs willekeurige stukjes DNA opnemen die in de omgeving drijven. Dit is een belangrijke kracht van microbiële evolutie omdat het moneran-cellen gunstige mutaties laat verwerven van cellen die slechts in de verte verwant zijn.
Monerans en de atmosfeer
Prokaryotische cellen, cyanobacteriën genaamd, waren cruciaal bij het vormgeven van de vroege atmosfeer. De vroege aarde bevatte bijna geen zuurstof. Veel bacteriën nemen kooldioxide op en geven zuurstof af. Dit is de oorzaak van de aanvankelijke stijging van het zuurstofgehalte in de atmosfeer, ongeveer 2,45 miljard jaar geleden. Tegenwoordig zijn zowel fotosynthetische eukaryoten (zoals planten) als prokaryoten verantwoordelijk voor het handhaven van het evenwicht tussen koolstofdioxide en zuurstof.