Царство (биология)

Ца́рство (лат. regnum) — иерархическая ступень научной классификации биологических видов. Таксономический ранг самого высокого уровня среди основных.

Биотадоменцарствотипклассотрядсемействородвид
Иерархия биологической систематики восьми основных таксономических рангов. Домен содержит одно или более царств. Промежуточные категории не показаны

Исторически различают четыре царства живых организмов: Животные, Растения, Грибы и Бактерии. С 1977 года добавлены царства Протисты и Археи, в 1998 году царство Протисты разделено на царства Простейшие и Хромисты, хотя не все макросистематики поддерживают это разделение.

Все царства объединяют в три надцарства, или домена: Бактерии, Археи, Эукариоты. К домену бактерий относят царство бактерий, к домену архей — царство архей, к домену эукариот — все остальные царства организмов, состоящих из клеток.

Учёные не определились, следует ли считать вирусы живыми организмами. Если считать их таковыми, то начиная с 2019 года, когда таксоны вирусов такого ранга впервые были описаны, их количество превышает число царств клеточных организмов. На 2021 год описано 10 царств вирусов[1]. В отличие от клеточных организмов, царства вирусов объединяют не в домены, а в реалмы[en], всего описано 6 реалмов[1].

Биота 
Домен Бактерии

Царство Бактерии

Домен Археи

Царство Археи

 Домен Эукариоты 

Царство Простейшие

Царство Хромисты

Царство Растения

Царство Грибы

Царство Животные

 Вирусы 

 

     
Вирусы 
Реалм Adnaviria

Царство Zilligvirae

Реалм Duplodnaviria

Царство Heunggongvirae

Реалм Monodnaviria

Царство Loebvirae

Царство Sangervirae

Царство Shotokuvirae

Царство Trapavirae

Реалм Riboviria

Царство Orthornavirae

Царство Pararnavirae

Реалм Ribozyviria

 

Реалм Varidnaviria

Царство Bamfordvirae

Царство Helvetiavirae

ИсторияПравить

Ещё в древности люди делили все живые организмы на животных и растения. Аристотель классифицировал животных в своей работе «История животных», а его ученик Теофраст написал параллельную работу о растениях «История растений»[2].

Карл Линней заложил основы современной биноминальной номенклатуры. Он делил все живые организмы на два царства: царство животных (лат. Regnum Animale) и царство растений (лат. Regnum Vegetabile); при этом он выделял параллельно с ними также царство минералов (лат. Regnum Lapideum).

В 1674 году Антони Ван Левенгук отослал в Лондон копию своих исследований одноклеточных организмов. До этого эти организмы не были известны. Их распределили по царствам животных и растений. В 1866 году, основываясь на ранних исследованиях Ричарда Оуэна и Джона Хогга, Эрнст Геккель выделил третье царство живых организмов, которое назвал царством протистов[3].

Благодаря развитию микроскопов и появлению электронного микроскопа учёным удалось обнаружить существенные различия между одноклеточными организмами: одни из них (эукариоты) имели ядро, а другие (прокариоты) нет. В 1938 году Герберт Копеланд предложил классификацию живых организмов с четырьмя царствами. В четвёртое царство — монера — он поместил бактерии и синезелёные водоросли, которые не имели ядра.

Вскоре различие прокариот и эукариот стало очевидным, и в 1960 году Станиер и ван Ниел, основываясь на идее Эдуарда Шаттона, создали новый таксономический ранг — надцарство[4].

Учёные понимали, насколько грибы, входившие в царство растений, отличаются от других растений. Эрнст Геккель предлагал переместить грибы из царства растений в царство протистов, однако вскоре передумал и сам опроверг свою идею. Роберт Уиттекер предлагал выделить грибы как отдельное царство. В 1969 году он предложил новую систему классификации с пятью царствами, которая пользуется популярностью и сейчас. Она основывается на различиях организмов в питании — представители царства растений многоклеточные автотрофы, животные — многоклеточные гетеротрофы, грибы — многоклеточные сапротрофы. Царства протистов и бактерий включают в себя одноклеточные и простейшие организмы. Все пять царств разделены на надцарства эукариот и прокариот, в зависимости от того, имеют ли клетки этих организмов ядро.

Дальнейшее развитие макросистематики связано с филогенетикой. В 1977 году Карлом Вёзе и Джорджем Эдвардом Фоксом при сравнительном анализе 16S рРНК в надцарстве прокариот в качестве отдельной группы на филогенетическом древе выделены археи, тогда называемые архебактериями (Archaebacteria), сразу в ранге царства или подцарства (Urkingdoms в оригинале). Вёзе настаивал, что эта группа прокариот есть фундаментально отличная разновидность жизни.

Чтобы подчеркнуть это отличие, впоследствии две группы прокариот были названы археями и бактериями. В трёхдоменной системе Карла Вёзе обе эти группы и эукариоты были возведены в ранг домена. Этот термин был предложен Вёзе в 1990 году[5] для обозначения самого верхнего ранга в классификации организмов, включающей одно или несколько царств.

Благодаря филогенетическим исследованиям, классификация эукариот на основе кладистики в последние десятилетия XX века и в начале XXI стремительно развивается. Работы нескольких независимых групп макросистематиков уточняют исследования прошлых лет, но зачастую противоречат друг другу, поэтому единственной устоявшейся системы классификации эукариот на 2021 года ещё не создано. Общая черта кладистических исследований начала XXI века: признание полифилетичности царства протистов и как таковой отказ от ранговой системы: несоблюдение строгой иерархии рангов — род организмов могут включить сразу в таксон уровня царства; а также необязательность присвоения ранга вновь описываемому макротаксону и даже отсутствие формального описания у некоторых из них — клада считается «описанной», если известны в какой таксон она входит и какие таксоны относятся к ней, например CRuMs[en].

Таксономическая классификация вирусов вызывает наибольшие сложности. В отличие от клеточной жизни, вирусы не обязательно имеют общего предка, поэтому определять глубокие эволюционные связи между ними крайне трудно. Лишь в последние годы, такие методы как метагеномика, позволили начать проводить такие исследования. Таксономические ранги царств вирусов впервые были описаны в 2019 году, систематики-вирусологи взяли за основу используемую ранее безранговую классификацию по Балтимору, к 2021 году описано 10 царств вирусов. Макросистематика вирусов ещё не завершена, положение одного класса (Naldaviricetes) и 19 семейств вирусов и вирусоподобных организмов на данный момент не определено, они не входят ни в одно из описанных царств[1].

Исторические варианты систематики царствПравить

Линней
1735
Геккель
1866
Шаттон
1925
Коупленд
1938
Уиттекер
1969
Вёзе
1977
Вёзе
1990
Кавалье-Смит
1993
Кавалье-Смит
1998
Руджеро
2015
(нет) (нет) 2 домена 2 домена 2 домена 2 домена 3 домена 3 домена 2 домена 2 домена
3 царства 3 царства (нет) 4 царства 5 царств 6 царств (нет) 8 царств 6 царств 7 царств
Минералы Протисты Прокариоты Дробянки Дробянки Эубактерии Бактерии Эубактерии Бактерии Бактерии
Архебактерии Археи Архебактерии Археи
Эукариоты Протисты Протисты Протисты Эукариоты Archezoa[en] Простейшие Простейшие
Простейшие
Хромисты Хромисты Хромисты
Растения Растения Растения Растения Растения Растения Растения Растения
Грибы Грибы Грибы Грибы Грибы
Животные Животные Животные Животные Животные Животные Животные Животные


ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 Таксономия вирусов (англ.) на сайте Международного комитета по таксономии вирусов (ICTV)(Проверено 14 мая 2021).
  2. Сингер, Чарльз Дж. (1931), A short history of biology, a general introduction to the study of living things, Оксфорд: Clarendon Press, OCLC 1197036 
  3. Скамарделла, Джозеф М. (1999), Not plants or animals: a brief history of the origin of Kingdoms Protozoa, Protista and Protoctista, International Microbiology Т. 2 (4): 207—216, PMID 10943416 
  4. Станиер, Р. У. & Ван Ниел, C. B. (1962), The concept of a bacterium, Archiv Für Mikrobiologie Т. 42: 17—35, PMID 13916221, DOI 10.1007/BF00425185 
  5. Woese C. R., Kandler O., Wheelis M. L. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1990. — Vol. 87, no. 12. — P. 4576—4579. — doi:10.1073/pnas.87.12.4576. — Bibcode1990PNAS...87.4576W. — PMID 2112744.

ЛитератураПравить