Classification Woese (système de domaine 3)

Les 3 domaines. Source: Rock 'n Roll, Wikimedia Commons

Quelle est la classification de Woese ou du système de trois domaines?

Les Trois domaines de la biologie, o Système de domaine à trois, c'est une classification proposée par le biologiste Carl Woese (1928-2012) à la fin des années 1970, qui divise les êtres organiques dans les domaines bactériens, archéa et eucaryota.

Cette classification dans les "domaines" est supérieure au système de division traditionnel dans cinq ou six royaumes, avec lesquels nous sommes plus familiers. La division fondamentale des domaines est de diviser les procaryotes en deux domaines, où les arches sont plus liées aux eucaryotes, qu'avec l'autre groupe de procaryotes, les bactéries.

Cette ordination phylogénétique est largement acceptée par la plupart des biologistes. Avec le développement d'outils bioinformatiques et statistiques, certains auteurs ont proposé de nouvelles relations entre les êtres vivants, ce qui remet en question la classification Woese.

Historique de classification

Division en deux royaumes: Animalia et Plantae

Avant la publication des œuvres de Woese et de ses collègues, les biologistes ont utilisé une classification "traditionnelle", en utilisant une dichotomie simple et intuitive qui a divisé les plantes des animaux (formellement, Animalia et Plantae).

Dans cette division, toutes les bactéries photosynthétiques, les champignons et les protistes étaient considérées comme des «plantes», tandis que les protozoaires étaient regroupés avec des animaux.

Avec l'avancement de la science, le développement des méthodologies modernes et une analyse plus approfondie des êtres organiques, il est devenu clair que la division en plantes et animaux ne s'est pas adaptée à la véritable histoire évolutive. En fait, c'était une simplification "rustique" et incohérente des relations entre eux.

Division en trois royaumes: Animalia, Plantae et Protiste

Dans le but de corriger cette situation, le célèbre biologiste évolutif et ornithologue Ernst Haeckel (1834-1919) a ajouté un nouveau royaume à la liste: le protiste.

Cette classification a atteint une division plus claire d'une manière qui ne devrait pas être regroupée. Cependant, la classification est restée problématique.

Division en cinq royaumes

En 1969, l'écologiste américain Robert Harding Whittaker (1920-1980) a proposé le programme de division dans Five Kingdoms: Animalia, Plantae, Fungi, Monera et Protist.

Ce système est principalement basé sur les types de cellules qui composent les organismes. Les membres de Monera sont unicellulaires et procaryotes, tandis que les protistes sont également unicellulaires, mais les eucaryotes.

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Les trois royaumes restants - Animalia, Plantae et Fungi- sont classés par leur façon d'acquérir des nutriments. Les plantes ont des capacités photosynthétiques, les champignons sécrètent des enzymes au milieu, suivis de l'absorption des nutriments, et les animaux consomment leurs aliments avec une digestion interne ou externe.

La division des organismes en cinq royaumes a été largement acceptée par la systématique de l'époque, car ils considéraient qu'il était mieux adapté aux relations évolutives réelles des êtres vivants.

Division en trois domaines

Dans les années 70, le microbiologiste Carl Woese a trouvé des preuves d'un certain groupe inconnu d'organismes unicellulaires très frappants. Ceux-ci vivaient dans des environnements à température extrême, à la salinité et aux conditions de pH, où la vie ne pouvait pas être maintenue.

À première vue, ces organismes ont été classés comme bactéries, appelés archéobactéries. Cependant, une vision plus profonde de ceux-ci a clairement indiqué que les différences avec les bactéries étaient si notoires qu'elles ne pouvaient pas être classées au sein du même groupe. En fait, la similitude n'était que superficielle.

Les preuves moléculaires ont permis à ce groupe de chercheurs d'établir un système de classification à trois domaines: bactéries, archées et eucaryota.

Proposer de nouvelles relations généalogiques entre les organismes, a marqué un événement d'une grande importance dans la biologie moderne. Cette découverte importante a conduit Woese à gagner en 2000 la médaille scientifique nationale.

Les trois domaines de la vie

L'arbre de vie proposé par Carl Woese établit des relations généalogiques possibles entre les êtres organiques, suggérant l'existence de trois domaines de la vie. Cette hypothèse a été proposée grâce à l'analyse des 16 ribosomaux (abrégés en ARN 16S).

Ce marqueur est un composant de la sous-unité des années 30 du ribosome des procaryotes. Après les travaux de Woese, il a été largement utilisé pour l'inférence phylogénétique. Aujourd'hui, il est très utile pour établir la classification et l'identification des bactéries.

Ensuite, les caractéristiques les plus notables de chacun des organismes qui composent les trois domaines de la vie:

Domaine archaea

Les archaeas sont des organismes qui habitent des environnements à température extrême, à l'acidité, aux conditions de pH, entre autres.

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Ils ont été trouvés dans des eaux à concentrations de solution saline significativement élevées, à des environnements acides et à des sources chaudes. Certaines vivent également des régions avec des conditions "moyennes", comme le sol ou le tube digestif de certains animaux.

Du point de vue cellulaire et structurel, les arches sont caractérisées car elles n'ont pas de membrane nucléaire, les lipides des membranes sont unis par des liens d'éther, ils ont la paroi cellulaire (mais il n'est pas composé de peptidoglycane), et la structure des gènes est similaire aux eucaryotes dans les chromosomes circulaires.

La reproduction de ces procaryotes est asexuée et le transfert de gènes horizontal a été mis en évidence.

Classification des arches

Ils sont classés comme méthanogènes, halophiles et thermacidophiles. Le premier groupe utilise du dioxyde de carbone, de l'hydrogène et de l'azote pour atteindre l'énergie, produisant du méthane de gaz comme déchet. La première archea à être séquencée appartient à ce groupe.

Le deuxième groupe, les halophiles, sont des "amoureux du sel". Pour son développement, il est nécessaire que l'environnement ait une concentration saline environ 10 fois supérieure à celle de l'océan. Certaines espèces peuvent tolérer les concentrations jusqu'à 30 fois plus élevées. Ces micro-organismes se trouvent dans la mer Morte et dans les étangs évaporés.

Enfin, les thermacidophiles sont capables de résister à des températures extrêmes: supérieures à 60 ° (certains peuvent tolérer plus de 100 °) et plus bas au point de congélation de l'eau.

Il est nécessaire de préciser que ce sont les conditions optimales pour la durée de vie de ces micro-organismes, si nous les exposons à température ambiante, ils sont susceptibles de mourir.

Domaine des bactéries

Ce domaine comprend un large groupe de micro-organismes procaryotes. En général, nous les associons généralement à des maladies, mais c'est mal.

Il est vrai que certaines bactéries provoquent des maladies mortelles, mais beaucoup d'entre elles sont bénéfiques ou vivent dans notre corps en établissant des relations de commentaires, faisant partie de notre flore normale.

Les bactéries n'ont pas de membrane nucléaire, elles n'ont pas les organites propres, leur membrane cellulaire est composée de lipides avec des liens de type de liaison et la paroi est composée de peptidoglycane.

Ils se reproduisent de manière asexuée, et les événements de transfert de gènes horizontaux ont été mis en évidence.

Classification des bactéries

Bien que la classification des bactéries soit complexe, nous discuterons des divisions fondamentales du domaine: les cyanobactéries et les eubactéries.

Les cyanobactéries sont des bactéries photosynthétiques vertes qui produisent de l'oxygène. Selon le dossier fossile, ils sont apparus environ 3.2 milliards d'années et étaient responsables d'un changement radical d'un environnement anaérobie à un environnement aérobie (riche en oxygène).

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Les eubactéries, quant à elles, sont de vraies bactéries. Ceux-ci sont présentés dans des morphologies variées (noix de coco, bacilles, vibrios, hélicoïdaux, entre autres) et présentent des structures modifiées pour la mobilité, comme les cils et les flagelles.

Domaine Eukarya

Les eucaryotes sont des organismes qui se distinguent principalement par la présence d'un noyau bien défini, délimité par une membrane biologique complexe.

Par rapport aux autres domaines, la membrane a une variété de structures et les lipides présentent des liens du type d'ester. Ils ont de vrais organites, délimités par les membranes, la structure du génome est similaire aux arches et est organisée en chromosomes linéaires.

La reproduction du groupe est extraordinairement variée, présentant des modalités sexuelles et asexuées, et de nombreux membres du groupe sont capables de se reproduire de deux manières: ils ne sont pas mutuellement exclusifs.

Classification des eucaryotes

Comprend quatre royaumes avec des formes très variées et hétérogènes: protistes, champignons, plantes et animaux.

Les protistes sont des eucaryotes unicellulaires, comme Euglena et Paremecios. Les organismes que nous connaissons communément sous le nom de champignons sont les membres du royaume des champignons. Il existe des formes uni et multicellulaires. Ce sont des éléments clés des écosystèmes pour dégrader la matière organique morte.

Les plantes sont composées d'organismes photosynthétiques avec une paroi cellulaire formée à la cellulose, principalement. Sa caractéristique la plus notable est la présence de chlorophylle. Il comprend des fougères, des mousses, des gymnospermes et des angiospermes.

Les animaux comprennent un groupe d'êtres organiques multicellulaires hétérotrophes, principalement avec des mouvements et une capacité de déplacement. Ils sont divisés en deux grands groupes: les invertébrés et les invertébrés.

Les invertébrés sont formés par des porifers, des cnidaires, des nématodes, des mollusques, des arthropodes, des équins et d'autres petits groupes. Les vertébrés sont des poissons, des amphibiens, des reptiles, des oiseaux et des mammifères.

Les animaux ont géré pratiquement tous les environnements, y compris les océans et les environnements aériens, présentant un jeu complexe d'adaptations dans chaque.

Les références

1. Forterre, p. L'arbre de vie universel: une mise à jour. Frontières en microbiologie.
2. Koonin, E.V. La vision de Carl Woese de l'évolution cellulaire et des domaines de la vie. Biologie de l'ARN.