三域与真核生物的系统
ドメインと系統
全部生物分为细菌、古菌(アーキア)、真核生物三个域;系统树上先分出细菌,古菌与真核生物后分开,因而互为最近的亲戚。「都没有核膜」只说明细胞结构相似,不说明亲缘相近。
接近沸腾的热泉、盐田、深海热液口、牛的胃里都生活着微生物。显微镜下它们和大肠菌一样没有核膜,过去统统被叫作「细菌」。可一比较核糖体 RNA 的序列,其中一大群与大肠菌的亲缘,竟比与人的亲缘还远。
为什么是这样
沃斯(ウーズ)比较了所有生物都有的核糖体 RNA(rRNA)的碱基序列。选它是因为任何细胞合成蛋白质都离不开核糖体,而且 rRNA 变化很慢,适合比较远缘关系。结果全部生物分成三大群,称为域(ドメイン):细菌(バクテリア)、古菌(アーキア)和真核生物,这就是三域说。
细菌和古菌都是原核生物,都没有核膜;但「共同缺少某种结构」不代表亲缘近。rRNA 系统树上最先分开的是细菌这一支,古菌与真核生物后来才分开。细菌包括大肠菌、乳酸菌、根瘤菌,以及能进行放氧光合作用的蓝细菌(シアノバクテリア);古菌包括产甲烷菌、高度嗜盐菌、超嗜热菌,许多生活在高温、高盐、无氧等极端环境。
真核生物内部分为原生生物、植物、菌类、动物。以前的五界说把生物分为原核生物界、原生生物界、植物界、菌界、动物界;三域说并不否定真核生物内部的这种划分,而是把原核生物一分为二,并放到最高层级。陆上植物与绿藻共有叶绿素 a 和 b;蘑菇、霉菌、酵母等菌类靠吸收有机物生活,在系统上与动物比与植物更近。
定量表达
三个域可以用几项特征逐项比较(见图):核膜,细菌无、古菌无、真核有;含肽聚糖(ペプチドグリカン)的细胞壁,只有细菌有;细胞膜脂质的结合方式,古菌是醚键,细菌和真核生物是酯键;与转录有关的 RNA 聚合酶等分子,古菌与真核生物相似。四项里只有「核膜」一项把细菌与古菌归在一起,其余各项都把古菌推向真核生物或单独一类。
真核生物内部也能用「有/无」逐级切分。陆上植物:没有维管束的是苔藓植物;有维管束、靠孢子繁殖的是蕨类植物;产种子的是种子植物,其中胚珠裸露的是裸子植物,被子房包住的是被子植物。动物看胚胎早期的原口:原口成为口的是旧口动物,又分为扁形动物、环形动物、软体动物等冠轮动物和节肢动物、线形动物等蜕皮动物;原口成为肛门、口在另一端新形成的是新口动物,包括棘皮动物、原索动物和脊椎动物。
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