Царство Монера - это широкая группа организмов, состоящая из всех прокариотических (неядерных) организмов. Монераны - это крошечные, вездесущие одноклеточные организмы, которые колонизировали каждый уголок Земли. Судя по количеству, они, безусловно, самые успешные организмы на планете.
Статус Монеры как подлинного королевства некоторыми учеными считается устаревшим, потому что они не представляют собой монофилетическую группу - то есть они охватывают несколько ветвей на дереве жизнь. Тем не менее, прокариот полезно рассматривать как единое целое из-за их большого сходства. Monerans синонимичны одеялом категории «бактерии».
Королевство Монера: не королевство?
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Еще в 1977 году микробиолог Карл Вёзе утверждал, что прокариоты не вписываются в единое царство. Последующие исследования подтвердили, что в Монере существует древнее разделение, разделяющее королевство на две группы: архей и эубактерий.
Их часто считают отдельными царствами, хотя микробиолог Томас Кавалье-Смит из Оксфорда В университете сохраняется единая группа прокариот (он называет их империей Прокариот), разделенная на две суб-королевства. Эубактерии - это «типичные» бактерии, которые включают множество патогенов человека, таких как Yersinia pestis, бубонная чума. Археи часто являются экстремофилами, живущими в некоторых из самых негостеприимных мест на Земле, таких как вулканический термоплазма, обитающий в серных горячих источниках.
Монеранцы повсеместны
•••Кейт Брофски / Фотодиск / Getty Images
Прокариоты встречаются во всех экологических нишах на Земле. По оценке микробиолога Уильяма Уитмана, в мире насчитывается 5 × 10 ^ 30 (пять с тридцатью нулями) монеранских клеток. Они живут повсюду, от верхних слоев атмосферы до дна моря и глубоко под земной корой.
Взятые вместе, общая бактериальная масса эквивалентна массе всех других организмов на Земле, вместе взятых. Более того, средний человек содержит в десять раз больше прокариотических клеток, чем человеческих клеток! Конечно, эти доброкачественные бактериальные клетки довольно малы и составляют всего около двух процентов от общей массы вашего тела.
Роль в болезни
•••Ким Стил / Фотодиск / Getty Images
Когда популяция бактерий в организме человека размножается быстрее, чем погибает, результатом становится бактериальная инфекция. Симптомы различных инфекций различаются в зависимости от местоположения, тяжести и способа роста бактерий. Например, бактерии Streptococcus pneumoniae могут вызывать инфекцию носовых пазух или пневмонию, в зависимости от того, где происходит инфекция.
Врачи часто назначают антибиотики для устранения бактериальных инфекций. Из-за различий между биологией человеческих и человеческих клеток можно проглотить соединения, которые токсичны для бактерий, но не для хозяина. Антибиотики останавливают способность бактерий делиться или выполнять жизненно важные клеточные процессы. Когда бактерия эволюционирует, чтобы противостоять токсическим эффектам антибиотика, считается, что у нее развилась устойчивость к антибиотикам.
Структура клеток прокариот
Монераны отличаются отсутствием клеточного ядра. Однако они могут иметь другие внутренние и внешние конструкции. Почти все бактерии имеют жесткую клеточную стенку, состоящую из сшитых молекул сахара, которые служат для защиты организмов от окружающей их среды.
Бактериальная хромосома (называемая нуклеоидом) содержит бактериальную ДНК и часто укоренена в какой-то точке клеточной мембраны. Внутри клетки также могут быть обнаружены многочисленные меньшие петли ДНК, называемые плазмидами. Большие молекулы, называемые рибосомами, отвечают за получение транскрибированных копий кода ДНК и превращение их в клеточные белки.
Многие монеранцы способны двигаться. Обычно это достигается с помощью специальной структуры, называемой жгутиком, которая действует как своего рода молекулярный пропеллер. У других монеранов есть альтернативные средства передвижения, такие как паразит Listeria, который настраивает механизмы клетки-хозяина, чтобы заставить ее двигаться по растущему поклоннику белковых волокон.
Горизонтальный перенос генов
•••Чад Бейкер / Фотодиск / Getty Images
Монераны не просто передают свои гены из поколения в поколение, как это делают практически все другие организмы. Они также могут передавать гены друг другу и иногда даже занимать случайные сегменты ДНК, плавающие в окружающей среде. Это основная сила микробной эволюции, потому что она позволяет монетарным клеткам приобретать полезные мутации от клеток, которые только отдаленно связаны.
Монеранцы и атмосфера
Прокариотические клетки, называемые цианобактериями, сыграли решающую роль в формировании ранней атмосферы. Ранняя Земля почти не содержала кислорода. Многие бактерии поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Это то, что вызвало первоначальный рост содержания кислорода в атмосфере около 2,45 миллиарда лет назад. Сегодня как фотосинтезирующие эукариоты (например, растения), так и прокариоты несут ответственность за поддержание баланса между углекислым газом и кислородом.