3 DOMAIN DALAM BIOLOGI (KLASIFIKASI WOESE) - BIOLOGI - 2024

The tiga domain biologi atau sistem tiga-domain adalah klasifikasi yang diusulkan oleh ahli biologi Carl Woese pada akhir tahun 1970, yang dibagi makhluk organik ke dalam Bakteri, Archaea dan Eukaryota domain.

Klasifikasi ke dalam "domain" ini lebih unggul daripada sistem pembagian tradisional menjadi lima atau enam kerajaan, yang paling kita kenal. Pembagian domain yang mendasar adalah membagi prokariota menjadi dua domain, di mana archaea lebih terkait dengan eukariota, daripada kelompok prokariota lainnya - bakteri.

Sumber: Rock 'n Roll, dari Wikimedia Commons

Susunan filogenetik ini diterima secara luas oleh kebanyakan ahli biologi. Namun, dengan perkembangan bioinformatika dan alat statistik, beberapa penulis telah mengusulkan hubungan baru antara makhluk hidup, yang bertentangan dengan klasifikasi Woese.

Sejarah klasifikasi

Pembagian menjadi dua kerajaan: Animalia dan Plantae

Sebelum publikasi karya Woese dan rekan-rekannya, ahli biologi menggunakan klasifikasi "tradisional", menggunakan dikotomi sederhana dan intuitif yang memisahkan tumbuhan dari hewan - secara formal Animalia dan Plantae.

Dalam divisi ini, semua bakteri, jamur, dan protista fotosintesis dianggap sebagai "tumbuhan", sedangkan protozoa dikelompokkan bersama dengan hewan.

Dengan kemajuan ilmu pengetahuan, perkembangan metodologi modern, dan analisis yang lebih menyeluruh terhadap makhluk hidup, menjadi jelas bahwa pembagian menjadi tumbuhan dan hewan tidak sesuai dengan sejarah evolusi yang sebenarnya dari semua ini. Faktanya, itu adalah penyederhanaan hubungan yang "kasar" dan tidak konsisten di antara mereka.

Divisi menjadi tiga kerajaan:

Untuk memperbaiki situasi ini, ahli biologi evolusi dan ahli burung terkenal Ernst Haeckel menambahkan kerajaan baru ke dalam daftar: Kerajaan Protista.

Klasifikasi ini mencapai pembagian bentuk yang lebih jelas yang jelas tidak boleh dikelompokkan. Namun, klasifikasi tersebut tetap bermasalah.

Divisi menjadi lima kerajaan

Pada tahun 1969, ahli ekologi Amerika Robert Harding Whittaker mengusulkan skema pembagian menjadi lima kerajaan: Animalia, Plantae, Fungi, Monera dan Prostista.

Sistem ini terutama didasarkan pada jenis sel yang menyusun organisme. Anggota Monera adalah makhluk uniseluler dan prokariotik, sedangkan protista juga uniseluler, tetapi eukariotik.

Tiga kerajaan yang tersisa - Animalia, Plantae, dan Fungi - diklasifikasikan berdasarkan cara perolehan nutrisi mereka. Tumbuhan memiliki kemampuan fotosintesis, jamur mengeluarkan enzim ke lingkungan, diikuti dengan penyerapan nutrisi, dan hewan mengonsumsi makanannya, dengan pencernaan internal atau eksternal.

Pembagian organisme menjadi lima kerajaan diterima secara luas oleh para ahli sistematik saat itu, karena mereka menganggap bahwa klasifikasi tersebut semakin disesuaikan dengan hubungan evolusi nyata makhluk hidup.

Pembagian menjadi tiga domain

Pada 1970-an, profesor Carl Woese dari University of Illinois mulai menemukan bukti untuk kelompok organisme bersel tunggal yang sangat mencolok dan tidak diketahui. Mereka hidup di lingkungan dengan kondisi suhu, salinitas, dan pH yang ekstrim, di mana kehidupan dianggap tidak dapat dipertahankan.

Jika dilihat sekilas, organisme ini tergolong bakteri, dan disebut archaebacteria. Namun, pengamatan yang lebih dalam dan lebih rinci pada archaebacteria memperjelas bahwa perbedaan dengan bakteri begitu mencolok sehingga mereka tidak dapat diklasifikasikan dalam kelompok yang sama. Faktanya, kemiripan itu hanya dangkal.

Dengan cara ini, bukti molekuler memungkinkan kelompok peneliti ini untuk membuat sistem klasifikasi dari tiga domain: Bakteri, Archaea dan Eukaryota.

Mengusulkan hubungan silsilah baru antara organisme menandai peristiwa yang sangat penting dalam biologi modern. Penemuan penting ini membawa Woese memenangkan National Medal of Science pada tahun 2000.

Tiga domain kehidupan

Pohon kehidupan yang dikemukakan oleh Carl Woese menetapkan kemungkinan hubungan silsilah antara makhluk hidup, menunjukkan adanya tiga domain kehidupan.

Hipotesis ini diajukan berkat analisis RNA ribosom 16S - disingkat 16S rRNA.

Penanda ini adalah komponen dari subunit 30S dari ribosom prokariotik. Mengikuti pekerjaan Woese, ini telah banyak digunakan untuk inferensi filogenetik. Saat ini sangat berguna untuk menetapkan klasifikasi dan identifikasi bakteri.

Di bawah ini kami akan menjelaskan karakteristik paling menonjol dari masing-masing anggota yang membentuk tiga domain kehidupan:

Domain Archaea

Archaea

Archaea adalah organisme yang dicirikan terutama oleh lingkungan tempat tinggal dengan kondisi suhu, keasaman, pH yang ekstrim, antara lain.

Dengan cara ini, mereka telah ditemukan di perairan dengan konsentrasi garam yang sangat tinggi, lingkungan asam dan mata air panas. Selain itu, beberapa archaea juga mendiami wilayah dengan kondisi "rata-rata", seperti tanah atau saluran pencernaan beberapa hewan.

Dari sudut pandang seluler dan struktural, archaea dicirikan oleh: mereka tidak memiliki membran inti, lipid membran dihubungkan oleh ikatan eter, mereka menghadirkan dinding sel - tetapi ini tidak terdiri dari peptidoglikan, dan struktur gennya adalah mirip dengan eukariota pada kromosom melingkar.

Reproduksi prokariota ini aseksual, dan transfer gen horizontal telah dibuktikan.

Klasifikasi archaea

Mereka diklasifikasikan sebagai metanogenik, halofilik dan termoasidofilik. Kelompok pertama menggunakan karbon dioksida, hidrogen, dan nitrogen untuk menghasilkan energi, menghasilkan gas metana sebagai produk limbah. Lengkungan pertama yang diurutkan termasuk dalam grup ini.

Kelompok kedua, halofil adalah "pecinta garam". Untuk perkembangannya, lingkungan perlu memiliki konsentrasi garam sekitar 10 kali lebih besar dari pada lautan. Beberapa spesies dapat mentolerir konsentrasi hingga 30 kali lebih tinggi. Mikroorganisme ini ditemukan di Laut Mati dan di kolam yang menguap.

Akhirnya, termoasidofil mampu menahan suhu ekstrim: lebih dari 60 derajat (beberapa dapat mentolerir lebih dari 100 derajat) dan kurang dari titik beku air.

Perlu diklarifikasi bahwa ini adalah kondisi optimal untuk kehidupan mikroorganisme ini - jika kita memaparkannya pada suhu kamar, sangat mungkin mereka akan mati.

Domain Bakteri

Bakteri Mycobacterium tuberculosis

Domain bakteri terdiri dari sekelompok besar mikroorganisme prokariotik. Secara umum, kita biasanya mengaitkannya dengan penyakit. Tidak ada yang lebih jauh dari kenyataan selain kesalahpahaman ini.

Meskipun benar bahwa bakteri tertentu menyebabkan penyakit mematikan, banyak di antaranya yang bermanfaat atau hidup di dalam tubuh kita dengan menjalin hubungan komensal, yang merupakan bagian dari flora normal kita.

Bakteri tidak memiliki membran inti, mereka kekurangan organel, membran selnya terdiri dari lipid dengan ikatan tipe ester, dan dindingnya terdiri dari peptidoglikan.

Mereka bereproduksi secara aseksual, dan peristiwa transfer gen horizontal telah dibuktikan.

Klasifikasi bakteri

Meskipun klasifikasi bakteri sangat kompleks, di sini kita akan membahas divisi fundamental dari domain, cyanobacteria dan eubacteria.

Anggota cyanobacteria adalah bakteri fotosintetik biru-hijau yang menghasilkan oksigen. Menurut catatan fosil, mereka muncul sekitar 3,2 miliar tahun yang lalu dan bertanggung jawab atas perubahan drastis dari lingkungan anaerobik menjadi lingkungan aerobik (kaya oksigen).

Eubacteria, pada bagian mereka, adalah bakteri sejati. Ini muncul dalam berbagai morfologi (cocci, basil, vibrios, heliks, dan lainnya) dan memiliki struktur yang dimodifikasi untuk mobilitasnya, seperti silia dan flagela.

Domain Eukarya

Representasi sel manusia eukariotik. Anda bisa melihat intinya

Eukariota adalah organisme yang dibedakan terutama oleh keberadaan inti yang terdefinisi dengan baik, dibatasi oleh membran biologis yang kompleks.

Dibandingkan dengan domain lainnya, membran memiliki berbagai struktur dan lipid menunjukkan ikatan seperti ester. Mereka menghadirkan organel sejati, dibatasi oleh membran, struktur genom mirip dengan archaea, dan tersusun dalam kromosom linier.

Reproduksi kelompok sangat bervariasi, menunjukkan modalitas seksual dan aseksual, dan banyak anggota kelompok mampu bereproduksi dengan kedua cara - mereka tidak eksklusif satu sama lain.

Klasifikasi eukariota

Ini mencakup empat kerajaan dengan bentuk yang sangat bervariasi dan heterogen: protista, jamur, pantas dan hewan.

Protista adalah eukariota bersel tunggal, seperti euglena dan paremecia. Organisme yang biasa kita kenal sebagai jamur adalah anggota dari kerajaan Fungi. Ada bentuk uni dan multiseluler. Mereka adalah elemen kunci dalam ekosistem untuk mendegradasi bahan organik mati.

Tumbuhan terdiri dari organisme fotosintetik dengan dinding sel yang terutama terbuat dari selulosa. Ciri yang paling mencolok adalah adanya pigmen fotosintesis: klorofil.

Ini termasuk pakis, lumut, pakis, gymnospermae dan angiospermae.

Hewan terdiri dari sekelompok makhluk organik multiseluler heterotrof, mayoritas dengan kapasitas untuk bergerak dan berpindah. Mereka dibagi menjadi dua kelompok besar: invertebrata dan invertebrata.

Invertebrata terdiri dari porifera, cnidaria, nematoda, moluska, artropoda, echinodermata, dan kelompok kecil lainnya. Demikian pula vertebrata adalah ikan, amfibi, reptilia, burung, dan mamalia.

Hewan telah berhasil menjajah hampir semua lingkungan, termasuk lautan dan lingkungan udara, menunjukkan seperangkat adaptasi yang kompleks untuk masing-masing lingkungan.

Referensi

1. Forterre P. (2015). Pohon kehidupan universal: pembaruan. Frontiers dalam mikrobiologi, 6, 717.
2. Koonin EV (2014). Visi Carl Woese tentang evolusi seluler dan domain kehidupan. Biologi RNA, 11 (3), 197-204.
3. Margulis, L., & Chapman, MJ (2009). Kerajaan dan domain: panduan bergambar filum kehidupan di Bumi. Pers Akademik.
4. Sapp, J. (2009). Fondasi baru evolusi: di pohon kehidupan. Oxford University Press.
5. Sapp, J., & Fox, GE (2013). Pencarian tunggal untuk pohon kehidupan universal. Tinjauan mikrobiologi dan biologi molekuler: MMBR, 77 (4), 541-50.
6. Staley JT (2017). Teori Sel Domain mendukung evolusi independen dari hipotesis Eukarya, Bakteri dan Archaea serta Kesamaan Kompartemen Nuklir. Biologi terbuka, 7 (6), 170041.