生物分类(真核、细菌、古菌)三域六界系统 传统五界分类知识更新换代
如果您知道生物可以按照等级分为界、门、纲、目、科、属、种,而“界”是生物分类的最高等级,那么你的生物分类知识需要更新了。生物分类的最高等级是“域(domain)”。如果你了解,所有生物可分为五界,即所谓的“五界分类系统”:
l 原核生物界(Monera)
l 原生生物界(Protista)
l 植物界(Plantae)
l 真菌界(Fungi)
l 动物界(Animalia)
那么,你的生物学知识也需要更新了。五界分类系统是美国科学院院士、植物生态学家年惠特克(R.H.Whittaker)于1969提出。记得笔者在上大学时,五界分类系统便是生物学老师顺带给我们提过、但没有详细讲解的生物分类系统。
现代生物分类学将生物分为三域六界。
美国微生物学家、生物物理学家、伊利罗伊大学香槟分校(Universityof Illinois at Urbana–Champaign;UIUC)的教授卡尔·沃斯(Carl Woese),在1977年发现古细菌不同于细菌之前,科学家们相信只有两种类型的生活:真核生物和细菌。生物的三域分类系统由卡尔·沃斯于1990年提出。
有意思的是,提出五界分类系统的惠特克和提出三域六界系统的沃斯都与美国伊利罗伊大学有渊源;前者从那里取得博士学位,后者是那里的教授,虽然他们之间没有师徒关系。从侧面你也许能理解,为什么伊利罗伊大学(特别是UIUC分校)是美国最好的公立大学之一。
三域六界系统
随着科学家对生物的了解越来越多,分类系统也在发生变化。基因测序为研究人员提供了一种分析生物之间关系的全新方法。
当前的“三域系统”主要根据核糖体RNA(rRNA)结构的差异对生物进行分类。 核糖体RNA是核糖体的分子构建基块。
在这个系统下,生物被分为三域和六界。三域是指:
l 古细菌域(Archaea Domain):包括一界
l 细菌域(Bacteria Domain):包括一界
l 真核生物域(Eukarya Domain):包括四界
六界是指:
l 古细菌界(Archaebacteria Kingdom)
l 真细菌界(Eubacteria Kingdom)
l 原生生物界(Protista Kingdom)
l 真菌界(Fungi Kingdom)
l 植物界(Plantae Kingdom)
l 动物界(Animalia Kingdom)
古细菌域(Archaea Domain)
古细菌域包含单细胞生物。古细菌具有与细菌和真核生物相似的基因。由于它们在外观上与细菌非常相似,因此最初被误认为是细菌。
像细菌一样,古细菌是原核生物,没有膜结合核。它们还缺乏内部细胞器,许多古细菌与细菌大小相同,形状相似。古细菌通过二元裂变繁殖,具有一个圆形染色体,并像细菌一样利用鞭毛在周围环境中移动。
古细菌在细胞壁组成上不同于细菌,在膜组成和rRNA类型上也不同于细菌和真核生物。这些差异足够大,足以保证古细菌在分类学上自成一域。
古细菌是生活在某些最极端环境条件下的极端生物。这包括在热液喷口,酸性泉水和北极冰层下。古细菌分为三个主要门:泉古菌门Crenarchaeota,广古菌门Euryarchaeota和初古菌门Korarchaeota。
泉古菌门包括许多是嗜热菌和嗜热嗜酸菌的生物。这些古细菌在极端温度极端环境(嗜高温嗜热菌)和极端高温酸性环境(嗜热嗜酸菌)的环境中壮成长。
被称为产甲烷菌的古生菌属于广古菌门。它们产生甲烷作为新陈代谢的副产物,因此需要无氧环境。
对初古菌门的古细菌,目前了解很少,因为在温泉,热液喷口和黑曜石池等地方生活的物种很少。
细菌域(Bacteria Domain)
细菌归类于细菌域。人们普遍担心这些生物,因为其中一些具有致病性并能够引起疾病。
但是,细菌是生命必不可少的,因为某些细菌是人类微生物群的一部分。这些细菌具有重要的功能,例如使我们能够从饮食中正确消化和吸收营养。皮肤上存在的细菌可防止病原微生物的侵入,并有助于激活免疫系统。
由于细菌是主要分解者,因此对于全球生态系统中养分的循环利用非常重要。
细菌具有独特的细胞壁组成和rRNA类型。它们分为五个门:
l 变形菌门Proteobacteria:此细菌门包含最多的细菌群,包括大肠杆菌、沙门氏菌、幽门螺杆菌和弧菌。
l 蓝细菌门Cyanobacteria:这些细菌具有光合作用的能力。由于它们的颜色,它们也被称为蓝绿色藻类。
l 厚壁菌门Firmicutes:这些革兰氏阳性细菌包括梭状芽胞杆菌、芽孢杆菌和支原体(无细胞壁的细菌)。
l 衣原体门Chlamydiae:这些寄生细菌在其宿主细胞内繁殖,包括沙眼衣原体(引起衣原体性病)和肺炎衣原体(引起肺炎)。
l 螺旋菌门Spirochetes:这些开瓶器状细菌表现出独特的扭曲运动。例子包括伯氏疏螺旋体(引起莱姆病)和苍白螺旋体(引起梅毒)。
真核生物域(Eukarya Domain)
真核生物域包括具有膜结合核的真核生物。真核生物具有不同于细菌和古细菌的rRNA。真核生物域进一步分为四界:原生生物界Protista、真菌界Fungi、植物界Plantae、动物界Animalia。实例包括藻类、变形虫、真菌(包括蘑菇)、霉菌、酵母、蕨类、苔藓、开花植物、海绵、昆虫和哺乳动物。
植物和真菌包含的细胞壁与细菌的成分不同。真核细胞通常对抗菌抗生素具有抗性。
分类系统比较
跟1969年的五界系统比较,1990年到现在的三域六界系统将五界系统中的原核生物界(Monera)分成了两域两界:古细菌域(古细菌界)和细菌域(细菌界)。
随着时间的推移,随着新发现的出现,用于对生物进行分类的系统也在发生变化。最早的系统仅识别两界(植物和动物)。当前的三域系统是我们现在拥有的最好的分类系统,但是随着获得新的信息,以后会提出不同的生物分类系统,比如英国动物学家托马斯·卡瓦里尔·史密斯(Thomas Cavalier-Smith)近年将原生生物界分为色藻界(Chromista)和原生动物界(Protozoa),因而有七界系统。