Трёхдоменная система

Трёхдоменная система — биологическая классификация, предложенная в 1977 году Карлом Вёзе. Она разделяет клеточные формы жизни на три домена: археи, бактерии и эукариоты. В частности, особенное внимание в ней уделяется разделению прокариот на две группы, первоначально названные Эубактерии (сейчас Бактерии) и Архебактерии (сейчас Археи). Вёзе утверждал, основываясь на различиях в генах 16s рРНК, что эти две группы и эукариоты отделились от общего предка с плохо развитым генетическим аппаратом, которого часто называют прогенотом. Чтобы показать это отделение, Вёзе присвоил каждой группе статус домена и разделил их на несколько царств. Сначала Вёзе использовал термин «царство» для филогенетических групп самого высокого порядка, но сейчас (с 1990 года) для этого применяют термин «домен».

Филогенетическое древо, построенное на основании анализа рРНК, показывает разделение бактерий, архей и эукариот

В апреле 2016 года в журнале Nature Microbiology группой учёных была опубликована дополненная и отредактированная версия «древа жизни». В ней большая часть ветвей принадлежит бактериям, многие из которых живут в грязи и луговых почвах. Также эта работа ещё раз подтвердила, что эукариоты и археи тесно связаны.

Новая версия филогенетического дерева по данным Nature Microbiology за 2016 год.

Классификация

Трёхдоменная система добавляет новый уровень классификации над царствами, принятыми в системе 5 или 6 царств. Классификация признаёт фундаментальное различие между двумя группами прокариот, считая архей более близкими эукариотам, чем бактериям. В настоящее время система выделяет следующие царства в каждом домене:

Домен Археи. От эубактерий отличаются по особенностям РНК и биохимии. Они обладают уникальной древней эволюционной историей, поэтому их считают одними из древнейших организмов на Земле. Часто их также именуют архебактерии. Нередко их характеризуют как обитателей экстремальных сред.

• Царство Архебактерии. Примеры:
  • Метаногены — в процессе метаболизма преобразуют водород и углекислый газ в метан
  • Галофилы — прекрасно живут в солёных средах
  • Термоацидофилы — процветают в сильнокислых местах и при высоких температурах (до 120 °С)

Домен Бактерии. Прокариоты, не имеют ядерной мембраны. К ним относят большинство известных патогенных прокариот (см. для исключений), изучены значительно подробнее архей.

• Царство Эубактерии (Eubacteria). Примеры:
  • Цианобактерии (Cyanobacteria) — фотосинтезирующие бактерии
  • Спирохеты (Spirochaetales) — грамотрицательные бактерии, включающие возбудителей сифилиса и болезни Лайма
  • Фирмикуты (Firmicutes) — грамположительные бактерии, к которым относят и Bifidobacterium animalis, обитающую в толстом кишечнике человека

Домен Эукариоты. Есть ядерная мембрана, появляются различные мембранные органеллы.

• Царство Грибы (Fungi). Примеры:
  • Сахаромицеты (Saccharomycotina) — в том числе настоящие дрожжи
  • Базидиомицеты (Basidiomycota) — в том числе шляпочные грибы

• Царство Растения (Plantae). Примеры:
  • Моховидные (Bryophyta) — в том числе кукушкин лён, сфагнум
  • Цветковые (Angiospermae)

• Царство Животные (Animalia). Примеры:
  • Членистоногие (Arthropoda) — насекомые, паукообразные, ракообразные
  • Хордовые (Chordata) — в том числе позвоночные; к этому типу относится человек

• Царство Протисты (Protista) (вероятно, является парафилетическим и требует разделения на другие таксоны). Примеры:
  • Инфузории (Ciliophora), в том числе инфузория-туфелька
  • Саркомастигофоры (Sarcomastigophora), в том числе амёба протей

Представители каждого из трёх доменов имеют свои особенности, благодаря которым они занимают определённые экологические ниши и выполняют конкретные функции. Многие бактерии являются, наряду с грибами, редуцентами, то есть разлагают органические останки, а также вызывают различные заболевания. Археи приспособились к различным суровым местообитаниям, как то: высокая температура, повышенная кислотность или содержание серы и т. п. Кроме того, они используют огромное количество всевозможных источников энергии. Эукариотические клетки более сложно организованы и пластичны, что позволило им объединяться в высокоорганизованные клеточные ансамбли. Это стало началом многоклеточных организмов. Действительно, разнообразие органелл клеток эукариот возникло, возможно, в результате слияния клеток, выполняющих разные функции.