Королівство Монера - це широка група організмів, що складається з усіх прокаріотичних (неядерних) організмів. Монерани - крихітні, всюдисущі одноклітинні організми, які колонізували кожен куточок Землі. На підставі величезної чисельності вони є безумовно найбільш успішними організмами на планеті.
Деякі вчені вважають статус Монери належним королівством застарілим, оскільки вони схоже, не становлять монофілетичну групу - тобто вони охоплюють кілька гілок на дереві життя. Тим не менше, корисно розглядати прокаріоти як сутність через їх багато подібності. Monerans є синонімом загальної категорії "бактерії".
Королівство Монера: Не королівство?
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Ще в 1977 році мікробіолог Карл Вуз стверджував, що прокаріоти не вкладаються в єдине царство. Подальші дослідження підтвердили, що в Монері існує стародавній розкол, який розділив королівство на дві групи: археї та еубактерії.
Це часто вважають окремими царствами, хоча мікробіолог Томас Кавалер-Сміт з Оксфорда Університет зберігає єдину групу прокаріотів (він називає їх імперією Прокаріот), розділену на дві підцарства. Евбактерії - це «типові» бактерії, до складу яких входить багато людських збудників, таких як Yersinia pestis, бубонна чума. Археяни часто є екстремофілами, живучи в деяких найбільш негостих місцях на Землі, таких як вулканій Термоплазма, який мешкає в сірчаних гарячих джерелах.
Монерани повсюдні
•••Кіт Брофскі / Фотодіск / Getty Images
Прокаріоти містяться в кожній екологічній ніші на Землі. Мікробіолог Вільям Вітман підрахував, що у світі існує 5 × 10 ^ 30 (п’ять, за якими тридцять нулів) клітин монерана. Вони живуть скрізь, від верхніх шарів атмосфери до дна моря і глибоко в земній корі.
У сукупності загальна бактеріальна маса еквівалентна всім іншим організмам на землі разом. Більше того, середня людина містить у десять разів більше клітин прокаріотів, ніж клітини людини! Звичайно, ці доброякісні бактеріальні клітини досить малі і складають лише близько двох відсотків від загальної маси тіла.
Роль у хворобі
•••Кім Стіл / Фотодіск / Getty Images
Коли популяція бактерій в організмі людини розмножується швидше, ніж їх знищує, результатом є бактеріальна інфекція. Симптоми різних інфекцій різняться залежно від локалізації, тяжкості та способу розмноження бактерій. Наприклад, бактерії Streptococcus pneumoniae можуть викликати або інфекцію синусів, або пневмонію, залежно від того, де відбувається зараження.
Лікарі часто призначають антибіотики для усунення бактеріальних інфекцій. Через різницю між біологією клітин людини та клітин Монерана можна приймати всередину сполуки, токсичні для бактерії, але не для господаря. Антибіотики зупиняють здатність бактерій ділитися або здійснювати життєво важливі клітинні процеси. Коли бактерія розвивається, щоб протистояти токсичній дії антибіотика, кажуть, що вона розвинула стійкість до антибіотиків.
Будова клітин прокаріотів
Монерани відрізняються відсутністю клітинного ядра. Однак вони можуть мати інші внутрішні та зовнішні структури. Майже всі бактерії мають жорстку клітинну стінку, складену зшитими молекулами цукру, яка служить для захисту організмів від навколишнього середовища.
Бактеріальна хромосома (звана нуклеоїдом) містить бактеріальну ДНК і часто вкорінюється до точки в клітинній мембрані. Численні менші петлі ДНК, які називаються плазмідами, також можуть бути знайдені всередині клітини. Великі молекули, які називаються рибосомами, відповідають за взяття транскрибованих копій коду ДНК і перетворення їх у клітинні білки.
Багато монерани здатні до руху. Як правило, це досягається спеціалізованою структурою, що називається джгутиком, яка діє як свого роду молекулярний пропелер. Інші монерани мають альтернативні способи рухливості, такі як паразит Лістерія, який фальсифікує механізм клітини-хазяїна, щоб рухати його на зростаючому віялі білкових волокон.
Горизонтальний перенос генів
•••Чад Бейкер / Фотодіск / Getty Images
Монерани не просто передають свої гени з покоління в покоління, як практично всі інші організми. Вони також можуть передавати гени між собою, а іноді навіть забирати випадкові сегменти ДНК, що плавають у навколишньому середовищі. Це є головною силою мікробної еволюції, оскільки вона дозволяє клітинам монерана отримувати корисні мутації від клітин, які пов'язані лише віддалено.
Монерани та атмосфера
Клітини прокаріотів, які називаються ціанобактеріями, мали вирішальне значення у формуванні ранньої атмосфери. Рання Земля майже не містила кисню. Багато бактерій приймають вуглекислий газ і виділяють кисень. Саме це спричинило початковий ріст вмісту кисню в атмосфері приблизно 2,45 мільярда років тому. Сьогодні як фотосинтетичні еукаріоти (наприклад, рослини), так і прокаріоти відповідають за підтримку балансу між вуглекислим газом та киснем.