Domena Definicja
W biologii, domena odnosi się do największej ze wszystkich grup w klasyfikacji życia. Istnieją obecnie 3 uzgodnione grupy na tym poziomie, domena Archaea, domena Bacteria i domena Eukarya. Każda domena zawiera zbiór organizmów o podobnych właściwościach i historii ewolucji, tak jak je zorganizowali naukowcy. Należy zauważyć, że chociaż system trzech domen jest powszechnie akceptowany i nauczany, został on zakwestionowany przez wielu naukowców. Domniemane związki pomiędzy trzema domenami są omówione poniżej.
Domena w drzewie życia
W najbardziej powszechnie akceptowanym temacie organizacji życia, domena jest pierwszym poddziałem, jak widać na poniższym obrazku.
Domena jest następnie dalej dzielona na królestwa. W domenie Eukarya, na przykład, są cztery królestwa: Animalia, Plantae, Fungi i Protista. Każde z tych królestw jest następnie podzielone na mniejsze grupy, aż do pojedynczych gatunków.
Trzy domeny
Archaea
Archea to domena organizmów podobnych do bakterii, ale mają one odrębną biochemię, która odróżnia je od bakterii. Podczas gdy nadal mają DNA podobne do bakterii i nie mają organelli, mają też kilka różnic, które zaliczają je do zupełnie innej dziedziny. Ich ściany komórkowe i RNA, które wytwarzają, różnią się znacznie od tego, które można znaleźć w domenie Bacteria.
Organizmy znajdujące się w domenie Archaea są często ekstremofilami. Organizmy te rozwijają się w środowiskach, które inne organizmy uważają za wrogie. Może to być środowisko o wysokim zasoleniu, wysokiej lub niskiej temperaturze, a nawet takie, w którym występują substancje chemiczne toksyczne dla innych organizmów. Podczas gdy organizmy w domenie Archaea były często uważane za daleko spokrewnione z bakteriami z powodu ich dziwnych skłonności, inni naukowcy wysunęli hipotezę, że są one bliżej spokrewnione z organizmami w domenie Eukarya.
Bakterie
Organy w domenie Bakterie są również prokariotami, nie posiadającymi wyróżnionych organelli ani jądra związanego z błoną. Domena Bacteria jest również prawdopodobnie największą domeną, zawierającą być może miliony nieznanych i niezarejestrowanych okazów. Te małe, jednokomórkowe organizmy żyją prawie wszędzie i są wielkości większości organelli eukariotycznych. Zawierają one swoje DNA w małym pierścieniu i wykonują wszystkie funkcje życiowe w swojej pojedynczej przestrzeni cytoplazmatycznej. Jak widać na poniższym skaningowym mikrografie elektronowym, bakterie te mogą być całkiem małe. Każda bakteria na poniższym obrazku ma około 1 mikrometr długości.
Choć istnieją miliony, jeśli nie miliardy gatunków bakterii, istnieje garstka, które są istotne dla ludzi. Na przykład, wiele z organizmów żyjących w jelitach, pomagających w trawieniu pokarmu, pochodzi z tej dziedziny. Potrzebujemy wielu bakterii dla witamin i składników odżywczych, które produkują. Istnieje jednak kilka gatunków, takich jak bakterie, które powodują cholerę lub zapalenie opon mózgowych, które są bardzo szkodliwe dla ludzkiego zdrowia. Nawet dżuma, która zabiła ogromne ilości ludzkiej populacji na przestrzeni dziejów, została spowodowana przez organizmy z tej dziedziny.
Eukarya
Domena Eukarya reprezentuje, cóż, wszystko inne. Organizmy w tej domenie są eukariotyczne, co oznacza, że mają jądro związane błoną i organelle. Oddzielając różne zadania życiowe w tych związanych z błoną komorach, eukariota są w stanie zwiększyć swoją wydajność i gościć inny zestaw reakcji chemicznych. Na przykład, mitochondria są organellami przenoszącymi energię, które umożliwiają organizmom z tej dziedziny oddychanie tlenowe. Dzięki temu mogą one znacznie wydajniej przetwarzać glukozę, niezbędny do życia cukier. W związku z tym organizmy z domeny Eukarya rozrosły się do dużej liczby form.
Do eukariotów zalicza się wszystko, co ma organelle i jądro. Oznacza to, że mikroskopijna ameba i największe zwierzę na planecie, wieloryb błękitny, należą do tej dziedziny. Rośliny i grzyby również dzielą tę domenę. To może dać skalę dla jak zmienna domena może być. Chociaż jest to łatwe do wykazania w tej dziedzinie, ponieważ różnice są w dużej mierze fizjologiczne, każda domena ma tyle zmienności w nim. Pozostałe domeny, Bakterie i Archaea, zawierają głównie zmienność biochemiczną, jako że ich zmienność fizjologiczna jest ograniczona przez bycie jednokomórkowymi.
Zależności między trzema grupami domen
Naukowcy stale debatują i reorganizują drzewo życia, w oparciu o nowe dowody. W ostatnich dziesięcioleciach pojawiło się kilka różnych teorii na temat dokładnego związku między każdą domeną. Dwie bardzo akceptowane teorie można zobaczyć na poniższym obrazku.
W latach 90-tych Carl Woese i współpracownicy opisali system trzech domen, który jest widoczny na górnym obrazku. Na podstawie informacji genetycznych i fizjologicznych badacze doszli do wniosku, że prawdopodobnie istnieją trzy główne grupy życia, przy czym Archaea są bliżej spokrewnione z Eukarya niż z Bacteria. Można to przeciwstawić hipotezie Eocyte, która zakłada, że Eukarya powstały jako pododdział Archaea, zacierając granice między grupami. Ta hipoteza jest również poparta dowodami genetycznymi, więc nie jest jasne, która hipoteza jest poprawna.
Nieuwzględnione w systemie trzech domen
Żadne z powyższych podejść nie uwzględnia wirusów ani prionów w schemacie klasyfikacji życia. Wielu naukowców nie uważa ich za żywe, ponieważ wirusy porywają maszynerię komórki, aby się replikować, podczas gdy priony są błędnie złożonymi białkami, które w jakiś sposób powodują nieprawidłowe składanie się innych białek. Obie te genetycznie uwarunkowane cząsteczki posiadają środki do reprodukcji, dlatego wielu naukowców uważa je za „żywe” dla celów klasyfikacji. Zaproponowano kilka alternatywnych teorii włączających te grupy do systemu domen, często tworząc nowe domeny dla każdej z nich.