רשימת אורגניזמים תאיים

תוֹכֶן

• TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
• מאפייני כל התאים
• הסיווג הראשון: שלושת תחומי החיים
• ארכאאה: אורגניזמים חד-תאיים המשגשגים בסביבות קיצוניות
• התחום והממלכה של ארכאאה
• חיידקים: אורגניזמים חד-תאיים המשגשגים בסביבות מרובות
• חיידקים אינם מכילים גרעין נפרד
• התחום וממלכת החיידקים
• האוקריוטות משגשגות בכל מקום
• הממלכות מתחת לאוקריוטות
• האורגניזם החד-תאי הגדול ביותר
• האורגניזם החד-תאיים הקטן ביותר
• אוקריוט תא בודד המפר את הכללים

התא הוא האורגניזם החי הקטן ביותר המכיל את כל תכונות החיים, ורוב כל החיים בכוכב הלכת מתחילים כאורגניזם חד-תאי. קיימים כיום שני סוגים של אורגניזמים חד-תאיים: פרוקריוטות ו אאוקריוטות, אלה ללא גרעין מוגדר בנפרד וכאלה עם גרעין המוגן על ידי קרום תא. מדענים טוענים כי פרוקריוטות הם צורת החיים העתיקה ביותר, שהופיעה לראשונה כ -3.8 מיליון שנה, בעוד שהאוקריוטות הופיעו לפני כ -2.7 מיליארד שנה. הטקסונומיה של אורגניזמים חד-תאיים נופלת באחד משלושת תחומי החיים העיקריים: אאוקריוטות, חיידקים וארכאאה.

TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)

הביולוגים מסווגים את כל האורגניזמים החיים לשלושת תחומי החיים החל מאורגניזמים חד-תאיים עד תאים: ארכאאה, חיידקים ואוקריוטים.

מאפייני כל התאים

כל היצורים החד-תאיים והתא-תאיים חולקים את היסודות האלה:

הסיווג הראשון: שלושת תחומי החיים

לפני 1969, ביולוגים סיווגו את חיי הסלולר לשתי ממלכות: צמחים ובעלי חיים. לאחר 1969 עד 1990 הסכימו המדענים על מערכת סיווג של חמש ממלכות שכללה מונרה (חיידקים), פרוטסטים, צמחים, פטריות ובעלי חיים. אולם ד"ר קרל ווז (1928-2012), לשעבר פרופסור במחלקה למיקרוביולוגיה באוניברסיטת אילינוי, הציע מבנה חדש לסיווג אורגניזמים חד-תאיים וישויות רב-תאיות בשנת 1990 שיורכב משלושה תחומים, ארכאאה, חיידקים ו אוקריוטות, המשויכות לשש ממלכות. רוב המדענים משתמשים כעת בטקסונומיה או במערכת הסיווג הזו.

ארכאאה: אורגניזמים חד-תאיים המשגשגים בסביבות קיצוניות

ארכאאה משגשגת בסביבות קיצוניות, שנחשבו בעבר כבלתי קיימות לחיים: פתחי אוורור מים עמוקים, מעיינות חמים, ים המלח, בריכות אידוי מלח ואגמים חומציים. לפני הצעתו של ד"ר ווזס, המדענים זיהו תחילה את ארקאהאה כארכיבקטריה - חיידקים קדומים תאיים קדומים - מכיוון שהם נראו כמו חיידקים פרוקריוטים, אורגניזמים חד-תאיים חסרי גרעין נפרד או איברונים. מחקרים נוספים שנערכו על ידי ד"ר ווז, עמיתיו ומדענים אחרים הובילו אותם להבין שהחיידקים העתיקים האלה היו קשורים יותר לאוקריוטים בגלל התכונות הביוכימיות שהם מציגים. מדענים וחוקרים גילו גם ארכיאה שחי בדרכי העיכול האנושיות ובעור.

התחום והממלכה של ארכאאה

Archaea חולק מאפיינים של פרוקריוטות ואוקריוטות כאחד, וזו הסיבה שהם קיימים בענף נפרד בין חיידקים לאוקריוטות בעץ הפילוגנטי של החיים. כאשר גילו מדענים כי ארכיבקטריה אינה למעשה חיידקים קדומים, הם שמו להם שם לארכיאאה. התכונות הבאות מגדירות אורגניזמים של תאים בודדים:

הסיווגים העיקריים של archaea כוללים crenarchaeota, euryarchaeota ו korarchaeotaוכן את מחלקות המשנה המוצעות של nanoarchaeota והמוצעת thaumarchaeota. סיווגים פרטניים מצביעים על סוגי הסביבות בהן חוקרים ומדענים מוצאים אורגניזמים חד תאיים. Crenarchaeota חיים בסביבות חמיצות וטמפרטורה קיצונית ומחמצנים אמוניה; euryarchaeota כוללים אורגניזמים המחמצנים מתאן ואוהבים מלח בסביבות ים עמוק, euryarchaeota אחרים המייצרים מתאן כמוצר פסולת וקורארכאוטה, קטגוריה של ארכאאה החיה גם בסביבות טמפרטורה גבוהה.

Nanoarchaeota נבדלים מארכיאאה אחרת בכך שהם חיים על גבי אורגניזם ארכאי אחר הנקרא איגניקוקוס. תת-סוגים של korarchaeota ו- nanoarchaeota כוללים מתנוגניםאורגניזמים המייצרים גז מתאן כתוצר לוואי מתהליכי העיכול או ייצור האנרגיה; הלופילים או ארכאאה אוהבת מלח; תרמופילים, אורגניזמים המשגשגים בטמפרטורות גבוהות במיוחד; ו פסיכופילים, אורגניזמים של ארכאאה שחיים בזמנים קרים במיוחד.

חיידקים: אורגניזמים חד-תאיים המשגשגים בסביבות מרובות

חיידקים חיים ומשגשגים בכל מקום על פני כדור הארץ: על גבי הרים, בתחתית העולמות העמוקים ביותר באוקיינוסים, בתוך דרכי העיכול של בני אדם ובעלי חיים, ואפילו בסלעים והקרח הקפואים של קוטב הצפון והדרום. חיידקים יכולים להתפשט לרחבה לאורך שנים מכיוון שהם יכולים להיכנס לרדום לתקופות ממושכות.

חיידקים אינם מכילים גרעין נפרד

חיידקים קיימים כיצורים החיים המובילים על פני כדור הארץ, לאחר שהיו כאן לפחות שלושת רבעים מכוכבי הלכת המתפתחים בהיסטוריה. הם ידועים ביכולתם להסתגל למרבית בתי הגידול על פני כדור הארץ. בעוד שחיידקים מסוימים גורמים למחלות ארסיות אצל בעלי חיים, צמחים ובני אדם, רוב החיידקים פועלים כסוכנים "מועילים" של הסביבה בתהליכים מטבוליים המקיימים צורות חיים גבוהות יותר.

צורות אחרות של חיידקים פועלות בשילוב עם צמחים וחסרי חוליות (יצורים ללא עמוד שדרה) בקשרים סימביוטיים המבצעים פונקציות חשובות. ללא אורגניזמים חד-תאיים אלה, צמחים ובעלי חיים מתים היו לוקחים זמן רב יותר לריקבון ואדמה תחדל להיות פוריה. חוקרים ומדענים משתמשים בכמה חיידקים בכימיקלים, תרופות, אנטיביוטיקה ואפילו בהכנת מזונות כמו כרוב כבוש, יוגורט וקפיר, וחמוצים. כאורגניזמים חד-תאיים פשוטים, לתאי חיידקים מאפיינים מובחנים:

התחום וממלכת החיידקים

מדענים מסווגים את מרבית החיידקים לשלוש קבוצות, על סמך האופן בו הם מגיבים לחמצן בצורת גז. אירובי חיידקים משגשגים בסביבות חמצן ודורשים חמצן כדי לחיות. אנאירובי חיידקים לא אוהבים חמצן גזי; דוגמא לחיידקים אלו יכולה להיות אלה החיים במשקעים מתחת למים עמוקים או אלה הגורמים להרעלת מזון על בסיס חיידקים. לבסוף, אנאירובים פקולטטיביים הם חיידקים שמעדיפים את נוכחות החמצן בסביבתם הגוברת אך יכולים לחיות בלעדיו.

אבל החוקרים גם מסווגים חיידקים בדרך שהם משיגים אנרגיה: כמו הטרוטרופים ו אוטוטרופים. אוטוטרופים, כמו צמחים המונעים על ידי אנרגיית אור (המכונה פוטו-אוטוטרופי), מייצרים מקור מזון משלהם על ידי קביעת פחמן דו-חמצני, או באמצעים כימיים-אוטוטרופיים, תוך שימוש בתהליכי חמצון, גופרית או אלמנטים אחרים. הטרוטרופים לוקחים את האנרגיה שלהם מהסביבה על ידי פירוק תרכובות אורגניות, כמו חיידקים ספראוביים החיים בחומר ריקבון, כמו גם חיידקים הנשענים על תסיסה או הנשימה לאנרגיה.

דרך אחרת שמדענים מקבצים חיידקים היא לפי צורותיהם: כדורי, בצורת מוט ו ספירלה. צורות אחרות של חיידקים כוללות חוטים, עטופים, מרובעים, גבעולים, בצורת כוכב, בצורת ציר, עם אוכף, ויוצרים טריכום (מעצב שיער) ו- pleomorphic חיידקים בעלי יכולת לשנות את צורתם או גודלם על סמך הסביבה.

סיווגים נוספים כוללים מיקופלסמות, חיידקים הגורמים למחלות המושפעים מאנטיביוטיקה מכיוון שהם חסרים דופן תא; ציאנובקטריה, חיידקים פוטו-אוטוטרופיים כמו אצות כחולות-ירוקות; חיידקים גרם-חיוביים, הפולטות סגול במבחן כתמי הגרם מכיוון שהמבחן צובע את קירות התא העבים שלהם; ו חיידקים שלילי גרם שהופכים ורודים במבחן כתמי גרם בגלל הקירות החיצוניים הדקים אך החזקים שלהם. חיידקים גראם חיוביים מגיבים טוב יותר לאנטיביוטיקה מאשר חיידקים שליליים גרם, מכיוון שבעוד שקיר המעצבים סמיך, הוא ניתן לחדור, ואילו בחיידקים שליליים גרם, הקירות הסלולריים שלו דקים, אך הם פועלים יותר כמו אפוד חסין כדורים.

האוקריוטות משגשגות בכל מקום

בעוד שהאוקריוטות כוללות אורגניזמים רב-תאיים בפטריות, ממלכות הצומח ובעלי החיים, תחום חיים עיקרי זה כולל גם אורגניזמים חד-תאיים. לאיקריוטים חד תאיים יש קירות סלולריים שיכולים לשנות את צורתם בהשוואה לפרוקריוטים שיש להם קירות סלולריים קשיחים. מרבית המדענים טוענים שאוקריוטים התפתחו מפרוקריוטים מכיוון ששניהם משתמשים ב- RNA וב- DNA כחומר גנטי; שניהם מנצלים 20 חומצות אמינו; ולשניהם יש ליפיד (ניתן להמיס בממסים אורגניים) הממברנה התא דו שכבתית ומשתמשים בסוכרים D ובחומצות אמיניות L. מאפיינים ספציפיים של איקריוטות כוללים:

הממלכות מתחת לאוקריוטות

התחום האוקריוטי מכיל ארבע ממלכות או קטגוריות משנה: מפגינים, פטריות, צמחים ו חיות. מתוכם, פרוטוטים מכילים אורגניזמים חד-תאיים בלבד בעוד ממלכת הפטריות מכילה את שניהם. ממלכת פרוטיסטה כוללת אורגניזמים חיים כמו אצות, euglenoids, פרוטוזנים ו תבניות רפש. ממלכת הפטריות כוללת אורגניזמים תאיים בודדים וגם אורגניזמים רב-תאיים. אורגניזמים תאים בודדים בממלכת הפטריות כוללים שמרים ו חרצית, או פטריות מאובנות. מרבית האורגניזמים בתוך ממלכות הצומח ובעלי החיים הם רב תאיים.

האורגניזם החד-תאי הגדול ביותר

למרות שרוב הישויות התא התא בודדות על פני כדור הארץ דורשות בדרך כלל מיקרוסקופ, אתה יכול לראות אצות מימיות, קאסיפארפה טקסיפוליה, בעין בלתי מזוינת. מוגדר כסוג של אצות ילידי האוקיאנוס ההודי והוואי, אצות רוצח זה הוא מין פולש במקום אחר. אורגניזם חי זה בממלכת הצמחים יכול לגדול באורך 6 עד 12 סנטימטרים ויש לו ענפים שטוחים כמו נוצות, הנובעים מרץ, בגוונים כהים עד ירוקים בהירים.

האורגניזם החד-תאיים הקטן ביותר

יושב הגבעות מעל קמפוס ברקלי באוניברסיטת קליפורניה, יושב המעבדה הלאומית של לורנס ברקלי, המנוהלת במשותף על ידי המחלקה לאנרגיה בארה"ב ומערכת האוניברסיטה בקליפורניה. צוות מדענים בינלאומי, בראשות חוקרי מעבדות ברקלי, גילה בשנת 2015 מה יכול להיות האורגניזם הקטן ביותר בתא שנלכד בתמונה שנלקחה ממיקרוסקופ בעל עוצמה גבוהה.

האורגניזם החד-תאי הזה, חיידק פרוקריוטי, הוא כה קטן עד ש -150,000 מאותם חיידקים תאיים יחידים יכולים לשבת בקצה שיער מהראש שלך. החוקרים ממשיכים לחקור את האורגניזמים הנפוצים האמורים, מכיוון שהם חסרים רבים מהתכונות הדרושות לתפקוד עם אורגניזמים אחרים. נראה כי בתאים יש DNA, מספר קטן של ריבוזומים ותוספים דמויי חוט, אך סביר להניח שהם מסתמכים על חיידקים אחרים שיחיו.

אוקריוט תא בודד המפר את הכללים

מדענים מאוניברסיטת צ'ארלס בפראג גילו את האורגניזם האוקריוט היחיד הידוע שאינו מכיל מיטוכונדריה מסוג מסוים, והם מצאו אותו במעיים של צ'ינצ'ילה לחיות מחמד. כאשר התאים מעצימים, המיטוכונדריה עושות כמה דברים. בנוכחות חמצן, מיטוכונדריה יכולות להטעין מולקולות ולייצר חלבונים קריטיים. אולם אורגניזם זה, קרוב משפחה של חיידקי הג'יארדיה, משתמש במערכת כמו אלה הנמצאים בדרך כלל בחיידקים - העברת גנים לרוחב - כדי לסנתז חלבונים. מכיוון שחיידקים קיימים בעיקר כתאים פרוקריוטים, מציאת תא אאוקריוטי הקשור לחיידקים היא חריג לכלל.