NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Đặc điểm của tất cả các tế bào
- Phân loại đầu tiên: Ba miền của cuộc sống
- Archaea: Các sinh vật đơn bào phát triển mạnh trong môi trường khắc nghiệt
- Miền và Vương quốc Archaea
- Vi khuẩn: Các sinh vật đơn bào phát triển mạnh trong nhiều môi trường
- Vi khuẩn không chứa một hạt nhân riêng biệt
- Tên miền và Vương quốc của vi khuẩn
- Sinh vật nhân chuẩn phát triển mạnh ở mọi nơi
- Vương quốc bên dưới Eukaryote
- Sinh vật đơn bào lớn nhất
- Sinh vật đơn bào nhỏ nhất
- Một Eukaryote đơn bào phá vỡ các quy tắc
Tế bào là sinh vật sống nhỏ nhất chứa tất cả các đặc điểm của sự sống và hầu hết mọi sự sống trên hành tinh đều bắt đầu như một sinh vật đơn bào. Hai loại sinh vật đơn bào hiện đang tồn tại: sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn, những người không có hạt nhân được xác định riêng biệt và những người có nhân được bảo vệ bởi màng tế bào. Các nhà khoa học cho rằng prokaryote là dạng sống lâu đời nhất, xuất hiện lần đầu tiên khoảng 3,8 triệu năm, trong khi sinh vật nhân chuẩn xuất hiện khoảng 2,7 tỷ năm trước. Phân loại của các sinh vật đơn bào rơi vào một trong ba lĩnh vực sống chính: sinh vật nhân chuẩn, vi khuẩn và vi khuẩn cổ.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Các nhà sinh học phân loại tất cả các sinh vật sống thành ba lĩnh vực của cuộc sống bắt đầu từ các tế bào đơn bào đến đa bào: vi khuẩn cổ, vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn.
Đặc điểm của tất cả các tế bào
Tất cả các sinh vật đơn bào và đa bào chia sẻ những điều cơ bản sau:
Phân loại đầu tiên: Ba miền của cuộc sống
Trước năm 1969, các nhà sinh học đã phân loại cuộc sống tế bào thành hai vương quốc: thực vật và động vật. Sau năm 1969 đến năm 1990, các nhà khoa học đã thống nhất một hệ thống phân loại năm vương quốc bao gồm monera (vi khuẩn), protist, thực vật, nấm và động vật. Nhưng Tiến sĩ Carl Woese (1928-2012), trước đây là giáo sư của Khoa Vi sinh tại Đại học Illinois, đã đề xuất một cấu trúc mới để phân loại các sinh vật đơn bào và các thực thể đa bào vào năm 1990 bao gồm ba lĩnh vực, vi khuẩn cổ, vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn, được phân loại thành sáu vương quốc. Hầu hết các nhà khoa học hiện nay sử dụng phân loại hoặc hệ thống phân loại này.
Archaea: Các sinh vật đơn bào phát triển mạnh trong môi trường khắc nghiệt
Archaea phát triển mạnh trong môi trường khắc nghiệt, trước đây được cho là không bền vững với cuộc sống: lỗ thông thủy nhiệt ở biển sâu, suối nước nóng, Biển Chết, ao bốc hơi muối và hồ axit. Trước đề xuất của Tiến sĩ Woeses, các nhà khoa học lần đầu tiên xác định vi khuẩn cổ là vi khuẩn cổ - vi khuẩn đơn bào cổ đại - bởi vì chúng trông giống như vi khuẩn prokaryote, các sinh vật đơn bào thiếu nhân hoặc màng bào quan riêng biệt. Các nghiên cứu sâu hơn của Tiến sĩ Woese, các đồng nghiệp của ông và các nhà khoa học khác đã khiến họ nhận ra rằng những vi khuẩn cổ đại này có mối liên hệ chặt chẽ hơn với sinh vật nhân chuẩn vì các đặc tính sinh hóa mà chúng thể hiện. Các nhà khoa học và nhà nghiên cứu cũng đã phát hiện ra vi khuẩn cổ sống trong đường tiêu hóa và da của con người.
Miền và Vương quốc Archaea
Archaea chia sẻ đặc điểm của cả prokaryote và eukaryote, đó là lý do tại sao chúng tồn tại trên một nhánh riêng giữa vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn trong cây phát sinh sự sống. Khi các nhà khoa học phát hiện ra rằng vi khuẩn cổ thực sự là vi khuẩn cổ đại, họ đã đổi tên chúng thành vi khuẩn cổ. Các tính năng sau đây xác định các sinh vật đơn bào cổ:
Các phân loại chính của archaea bao gồm crenarchaeota, euryarchaeota và korarchaeota, cũng như các phân khu đề xuất của nanoarchaeota và đề xuất thaumarchaeota. Các phân loại riêng lẻ chỉ ra các loại môi trường trong đó các nhà nghiên cứu và nhà khoa học tìm thấy các sinh vật đơn bào này. Crenarchaeota sống trong môi trường có độ axit và nhiệt độ cực cao, và oxy hóa amoniac; euryarchaeota bao gồm các sinh vật oxy hóa metan và yêu thích muối trong môi trường biển sâu, các euryarchaeota khác sản xuất mêtan như một sản phẩm thải và korarchaeota, một loại vi khuẩn cổ cũng sống trong môi trường nhiệt độ cao.
Nanoarchaeota khác với các vi khuẩn cổ khác ở chỗ chúng sống trên đỉnh một sinh vật cổ khác gọi là Đốt sống. Các tiểu loại của korarchaeota và nanoarchaeota bao gồm methanogen, các sinh vật sản xuất khí metan như một sản phẩm phụ của quá trình tiêu hóa hoặc tạo năng lượng; halophiles hoặc vi khuẩn cổ thụ muối; thermophiles, sinh vật phát triển mạnh ở nhiệt độ cực cao; và tâm thần sinh vật cổ sinh sống ở nhiệt độ cực lạnh.
Vi khuẩn: Các sinh vật đơn bào phát triển mạnh trong nhiều môi trường
Vi khuẩn sống và phát triển ở khắp mọi nơi trên hành tinh: trên đỉnh núi, dưới đáy đại dương sâu nhất thế giới, bên trong các đường tiêu hóa của cả người và động vật, và thậm chí trong các tảng đá và băng giá của hai cực Bắc và Nam. Vi khuẩn có thể lây lan xa và rộng trong nhiều năm vì chúng có thể không hoạt động trong thời gian dài.
Vi khuẩn không chứa một hạt nhân riêng biệt
Vi khuẩn tồn tại như những sinh vật sống hàng đầu trên hành tinh, đã từng ở đây trong ít nhất ba phần tư các hành tinh đang phát triển trong lịch sử. Chúng được biết đến với khả năng thích nghi với hầu hết các môi trường sống trên hành tinh. Trong khi một số vi khuẩn gây bệnh mạnh ở động vật, thực vật và con người, hầu hết các vi khuẩn hoạt động như các tác nhân "có lợi" của môi trường với các quá trình trao đổi chất duy trì các dạng sống cao hơn.
Các dạng vi khuẩn khác hoạt động kết hợp với thực vật và động vật không xương sống (sinh vật không có xương sống) trong các mối quan hệ cộng sinh thực hiện các chức năng quan trọng. Không có những sinh vật đơn bào này, thực vật và động vật chết sẽ mất nhiều thời gian hơn để phân hủy và đất sẽ không còn màu mỡ. Các nhà nghiên cứu và nhà khoa học sử dụng một số vi khuẩn trong hóa chất, thuốc, kháng sinh và thậm chí trong chế biến các loại thực phẩm như dưa cải bắp, sữa chua và kefir, và dưa chua. Là những sinh vật đơn bào đơn giản, tế bào vi khuẩn có những đặc điểm riêng biệt:
Tên miền và Vương quốc của vi khuẩn
Các nhà khoa học phân loại hầu hết các vi khuẩn thành ba nhóm, dựa trên cách chúng phản ứng với oxy ở dạng khí. Thể dục nhịp điệu vi khuẩn phát triển mạnh trong môi trường oxy và cần oxy để sống. Kỵ khí vi khuẩn không thích oxy khí; một ví dụ về những vi khuẩn này là những người sống trong trầm tích dưới nước hoặc những người gây ngộ độc thực phẩm dựa trên vi khuẩn. Cuối cùng, anaerobes khoa là những vi khuẩn thích sự hiện diện của oxy trong môi trường phát triển của chúng nhưng có thể sống mà không cần nó.
Nhưng các nhà nghiên cứu cũng phân loại vi khuẩn theo cách chúng có được năng lượng: như dị dưỡng và tự kỷ. Autotrophs, giống như thực vật được cung cấp năng lượng ánh sáng (gọi là quang tự động), tự tạo nguồn thức ăn bằng cách cố định carbon dioxide, hoặc bằng phương pháp chemoautotrophic, sử dụng nitơ, lưu huỳnh hoặc các quá trình oxy hóa nguyên tố khác. Heterotrophs lấy năng lượng của chúng từ môi trường bằng cách phá vỡ các hợp chất hữu cơ, như vi khuẩn saprobic sống trong vật chất phân rã, cũng như vi khuẩn dựa vào quá trình lên men hoặc hô hấp để lấy năng lượng.
Một cách khác để các nhà khoa học nhóm vi khuẩn là bởi hình dạng của chúng: hình cầu, hình que và xoắn ốc. Hình dạng khác của vi khuẩn bao gồm dạng sợi, có vỏ, hình vuông, có cuống, hình ngôi sao, hình trục chính, hình thùy, hình tam giác (tạo tóc) và màng phổi vi khuẩn với khả năng thay đổi hình dạng hoặc kích thước của nó dựa trên môi trường.
Phân loại thêm bao gồm mycoplasmas, vi khuẩn gây bệnh bị ảnh hưởng bởi kháng sinh vì chúng thiếu thành tế bào; vi khuẩn lam, vi khuẩn quang tự động như tảo xanh lam; vi khuẩn gram dương, phát ra màu tím trong xét nghiệm nhuộm gram vì xét nghiệm nhuộm màu thành tế bào dày của chúng; và vi khuẩn gram âm nó chuyển sang màu hồng trong thử nghiệm nhuộm gram do các bức tường bên ngoài mỏng nhưng mạnh mẽ của chúng. Vi khuẩn gram dương phản ứng tốt hơn với kháng sinh so với vi khuẩn gram âm vì trong khi thành của thành phần dày, nó có thể xâm nhập, trong khi ở vi khuẩn gram âm, thành tế bào của nó mỏng, nhưng hoạt động giống như áo chống đạn.
Sinh vật nhân chuẩn phát triển mạnh ở mọi nơi
Trong khi sinh vật nhân chuẩn bao gồm nhiều sinh vật đa bào trong vương quốc nấm, thực vật và động vật, miền sống chính này cũng bao gồm các sinh vật đơn bào. Sinh vật nhân chuẩn đơn bào có thành tế bào có thể thay đổi hình dạng so với sinh vật nhân sơ có thành tế bào cứng. Hầu hết các nhà khoa học cho rằng sinh vật nhân chuẩn tiến hóa từ sinh vật nhân sơ vì cả hai đều sử dụng RNA và DNA làm vật liệu di truyền; cả hai đều tận dụng 20 axit amin; và cả hai đều có màng tế bào hai lớp lipid (hòa tan trong dung môi hữu cơ) và sử dụng đường D và axit L-amino. Đặc điểm cụ thể của sinh vật nhân chuẩn bao gồm:
Vương quốc bên dưới Eukaryote
Miền eukaryote chứa bốn vương quốc hoặc tiểu thể loại: người bảo vệ, nấm, cây và động vật. Trong số này, protist chỉ chứa các sinh vật đơn bào trong khi vương quốc nấm chứa cả hai. Vương quốc Protista bao gồm các sinh vật sống như tảo, euglenoid, động vật nguyên sinh và nấm mốc. Vương quốc nấm bao gồm cả sinh vật đơn bào và đa bào. Các sinh vật đơn bào trong vương quốc nấm bao gồm men và chytridshoặc nấm hóa thạch. Hầu hết các sinh vật trong vương quốc thực vật và động vật là đa bào.
Sinh vật đơn bào lớn nhất
Mặc dù hầu hết các thực thể tế bào đơn lẻ trên hành tinh thường yêu cầu kính hiển vi, bạn có thể quan sát tảo thủy sinh Caulerpa taxifolia, bằng mắt thường. Được định nghĩa là một loại rong biển có nguồn gốc ở Ấn Độ Dương và Hawaii, loài tảo sát thủ này là một loài xâm lấn ở nơi khác. Sinh vật sống trong vương quốc thực vật này có thể dài từ 6 đến 12 inch và có các nhánh dẹt giống như lông vũ, phát sinh từ một người chạy, trong các màu xanh đậm đến sáng.
Sinh vật đơn bào nhỏ nhất
Nằm trên những ngọn đồi phía trên khuôn viên Đại học California Berkeley, nằm trong Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và hệ thống Đại học California phối hợp quản lý. Một nhóm các nhà khoa học quốc tế, dẫn đầu bởi các nhà nghiên cứu của Berkeley Labs, đã phát hiện ra vào năm 2015 những gì có thể là sinh vật đơn bào nhỏ nhất được chụp trong một hình ảnh được chụp từ kính hiển vi công suất cao.
Sinh vật đơn bào này, một loại vi khuẩn prokaryote, nhỏ đến mức 150.000 vi khuẩn đơn bào này có thể ngồi trên ngọn tóc từ đầu của bạn. Các nhà nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu những sinh vật được cho là phổ biến này, vì chúng thiếu nhiều tính năng cần thiết để hoạt động với các sinh vật khác. Các tế bào dường như có DNA, một số lượng nhỏ ribosome và các phần phụ giống như sợi chỉ, nhưng nhiều khả năng phụ thuộc vào các vi khuẩn khác để sống.
Một Eukaryote đơn bào phá vỡ các quy tắc
Các nhà khoa học tại Đại học Charles ở Prague đã phát hiện ra sinh vật eukaryote duy nhất được biết đến mà không chứa một loại ty thể cụ thể, và họ đã tìm thấy nó trong ruột của một con chinchilla thú cưng. Là nhà máy điện, ty thể làm một số việc. Với sự hiện diện của oxy, ty thể có thể sạc các phân tử và sản xuất các protein quan trọng. Nhưng sinh vật này, họ hàng của vi khuẩn giardia, sử dụng một hệ thống giống như các vi khuẩn thường thấy ở vi khuẩn - chuyển gen bên - để tổng hợp protein. Vì vi khuẩn tồn tại chủ yếu dưới dạng tế bào nhân sơ, nên việc tìm kiếm tế bào nhân chuẩn liên quan đến vi khuẩn là một ngoại lệ.