De Aarde herbergt een indrukwekkende reeks levensvormen. Van eencellige organismen tot wezens gemaakt van vele biljoenen cellen, het leven heeft vele prachtige vormen aangenomen en talloze strategieën ontwikkeld om te overleven. Bedenk dat de celtheorie dicteert dat alle levende dingen zijn gemaakt van een of meer cellen. Sommige organismen worden gemaakt van slechts één enkele cel, en worden zo bedoeld als eencellig. Van organismen die meer dan één cel bevatten wordt gezegd dat ze meercellig zijn., Ondanks de brede waaier van organismen, bestaat er slechts twee fundamentele celplannen: prokaryotic en eukaryotic. Het belangrijkste verschil tussen deze twee celplannen is dat eukaryotische cellen interne, membraan-gebonden structuren hebben die organellen worden genoemd (zie ChP 2.3). Dus, als je de cellen van een organisme op aarde microscopisch zou analyseren, zou je ofwel prokaryotische of eukaryotische cellen vinden, afhankelijk van het type organisme.
biologen benoemen, groeperen en classificeren organismen op basis van overeenkomsten in genetica en morfologie. Deze tak van de biologische wetenschap staat bekend als taxonomie., Taxonomisten groeperen organismen in categorieën die variëren van zeer breed tot zeer specifiek (figuur 1). De breedste categorie wordt domein genoemd en de meest specifieke is soort (let op de overeenkomsten tussen de woorden specifiek en soort). Momenteel, taxonomisten herkennen drie domeinen: bacteriën, Archaea, en Eukarya. Alle levensvormen zijn ingedeeld binnen deze drie domeinen.
figuur 1. Deze afbeelding toont de taxonomische groepen, in volgorde, met voorbeelden. Deze illustratie van OpenStax is gelicenseerd onder CC BY 4.,0
Domeinbacteriën
Domeinbacteriën omvatten prokaryotische, eencellige organismen (Figuur 2). Ze zijn ongelooflijk overvloedig en te vinden in bijna elk denkbaar type habitat, inclusief je lichaam. Terwijl veel mensen bacteriën alleen als ziekteverwekkende organismen zien, zijn de meeste soorten eigenlijk goedaardig of gunstig voor de mens. Hoewel het waar is dat sommige bacteriën ziekte bij mensen kunnen veroorzaken, is dit meer de uitzondering dan de regel.
bacteriën staan bekend om hun metabole diversiteit., Metabolisme is een algemene term die de complexe biochemie beschrijft die in cellen voorkomt. Veel soorten bacteriën zijn autotrophs, wat betekent dat ze hun eigen voedselbron kunnen creëren zonder andere organismen te hoeven eten. De meeste autotrophic bacteriën doen dit door fotosynthese te gebruiken, een proces dat lichtenergie in chemische energie omzet die door cellen kan worden gebruikt. Een bekende en ecologisch belangrijke groep fotosynthetische bacteriën is cyanobacteriën., Deze worden soms aangeduid met een blauwalg, maar deze naam is niet toepasselijk omdat, zoals u binnenkort zult zien, algen organismen zijn die behoren tot domein Eukarya. Cyanobacteriën spelen een belangrijke rol in voedselketens van aquatische systemen, zoals meren.
andere bacteriesoorten zijn heterotrofen, wat betekent dat ze hun voedsel moeten verwerven door andere organismen te eten. Deze classificatie omvat de bacteriën die ziekte veroorzaken bij mensen (tijdens een infectie, de bacterie eet je). De meeste heterotrofe bacteriën zijn echter onschadelijk voor mensen., In feite leven er honderden soorten bacteriën op je huid en in je dikke darm die je geen kwaad doen. Buiten je lichaam spelen heterotrofe bacteriën een vitale rol in ecosystemen, met name in de bodem levende bacteriën die levende materie ontbinden en voedingsstoffen beschikbaar stellen voor planten.
Figuur 2. Veel prokaryoten vallen in drie basiscategorieën op basis van hun vorm: (A) cocci, of bolvormig; (b) bacillen, of staafvormig; en (c) spirilla, of spiraalvormig. (credit a: wijziging van het werk van Janice Haney Carr, Dr., Richard Facklam, CDC; credit c: modification of work by Dr. David Cox, CDC; scale-bar data from Matt Russell). This figure by OpenStax is licensed under CC BY 4.0
domein Archaea
net als bacteriën zijn organismen in domein Archaea prokaryotisch en eencellig. Oppervlakkig gezien lijken ze veel op bacteriën, en veel biologen verwarden ze tot een paar decennia geleden als bacteriën. Maar verborgen in hun genen is een verhaal dat de moderne DNA-analyse onlangs heeft onthuld: archeanen zijn genetisch zo verschillend dat ze in hun eigen domein thuishoren.,
veel archaeïsche soorten komen voor in sommige van de meest onherbergzame omgevingen, gebieden met immense druk (bodem van de oceaan), zoutgehalte (zoals het Grote Zoutmeer), of hitte (geothermische bronnen). Organismen die kunnen verdragen en zelfs gedijen in dergelijke omstandigheden staan bekend als extremofielen. (Opgemerkt moet worden dat veel bacteriën ook extremofielen zijn)., Samen met genetisch bewijs, het feit dat een groot percentage van de archeanen extremofielen zijn, suggereert dat ze afstammelingen kunnen zijn van enkele van de oudste levensvormen op aarde; leven dat is ontstaan op een jonge planeet die onherbergzaam was volgens de huidige normen.
om welke reden dan ook zijn archeanen niet zo overvloedig aanwezig in en op het menselijk lichaam als bacteriën en veroorzaken ze aanzienlijk minder ziekten. Archeologisch onderzoek blijft licht werpen op dit interessante en enigszins mysterieuze domein.,
domein Eukarya
Dit domein is het meest bekend om te gebruiken omdat het mensen en andere dieren omvat, samen met planten, schimmels en een minder bekende groep, de protisten. In tegenstelling tot de andere domeinen bevat domein Eukarya meercellige organismen, naast eencellige soorten. Het domein wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van eukaryotic cellen. Voor dit domein, zult u worden voorgesteld aan verschillende van zijn koninkrijken. Koninkrijk is de taxonomische groepering direct onder domein (zie Figuur 1).
Koninkrijk Animalia bestaat uit meercellige, heterotrofe organismen., Dit Koninkrijk omvat mensen en andere primaten, insecten, vissen, reptielen en vele andere soorten dieren. Kingdom Plantae omvat meercellige, autotrofe organismen. Behalve een paar soorten die parasieten zijn, gebruiken planten fotosynthese om aan hun energiebehoefte te voldoen.
Koninkrijk schimmels omvat meercellige en eencellige, heterotrofe schimmels. Schimmels worden vaak verward met planten omdat sommige soorten schimmels in de grond groeien. Schimmels zijn fundamenteel verschillend van planten in die zin dat ze geen fotosynthese uit te voeren en in plaats daarvan voeden met de levende materie van anderen., Een andere misvatting is dat alle schimmels paddenstoelen zijn. Een paddenstoel is een tijdelijke voortplantingsstructuur die wordt gebruikt door sommige schimmelsoorten, maar niet alle. Sommige schimmels nemen de vorm van schimmels en meeldauwen, die vaak worden gezien op rottend voedsel. Ten slotte zijn gist eencellige schimmels. Veel soorten gist zijn belangrijk voor de mens, vooral bakkersgist en biergist. Door hun metabolisme produceren deze gisten CO2-gas en alcohol. De eerste doet brood rijzen en de laatste is de bron voor alle alcoholische dranken.
Figuur 3., De (A) bekende paddenstoel is slechts één soort schimmel. De felgekleurde vruchtlichamen van deze (b) koraalschimmel worden weergegeven. Deze (C) elektronenmicrograaf toont de spore-dragende structuren van Aspergillus, een type van giftige schimmels die meestal in grond en planten worden gevonden. (credit a: modification of work by Chris Wee; credit b: modification of work by Cory Zanker; credit c: modification of work by Janice Haney Carr, Robert Simmons, CDC; scale-bar data from Matt Russell). Dit werk van OpenStax is gelicenseerd onder CC BY 4.0.,
protisten verwijzen naar een zeer ongelijksoortige groep die voorheen zijn eigen koninkrijk was totdat recente genetische analyse aantoonde dat het in vele koninkrijken moest worden opgesplitst (Figuur 4). Als groep zijn protisten zeer divers en omvatten eencellige, meercellige, heterotrofe en autotrofe organismen. De term ‘protist’ werd gebruikt als vangbal voor elke eukaryote die geen dier, plant of schimmel was., Voorbeelden van protisten zijn macroalgen zoals Kelpen en zeewier, microalgen zoals diatomeeën en dinoflagellaten, en belangrijke ziekteverwekkende microben zoals Plasmodium, de parasiet die malaria veroorzaakt. Helaas doodt malaria jaarlijks honderdduizenden mensen.
Figuur 4. Protisten variëren van de microscopische, eencellige (a) Acanthocystis turfacea en de (b) ciliate Tetrahymena thermophila tot de enorme, meercellige (c) Kelpen (Chromalveolata) die zich honderden meters uitstrekken in onderwaterbossen.,”(credit a: modification of work by Yuiuji Tsukii; credit b: modification of work by Richard Robinson, Public Library of Science; credit c: modification of work by Kip Evans, NOAA; scale-bar data from Matt Russell). This work by OpenStax is licensed under CC BY 4.0
met dit vluchtige en fundamentele begrip van biologische diversiteit, bent u nu beter toegerust om de rol van biodiversiteit in de biosfeer en in de menselijke economie, gezondheid en cultuur te bestuderen. Elke levensvorm, zelfs de kleinste microbe, is een fascinerende en complexe levende machine., Deze complexiteit betekent dat we waarschijnlijk nooit volledig zullen begrijpen elk organisme en de talloze manieren waarop ze interactie met elkaar, met ons en met hun omgeving. Daarom is het verstandig om de biodiversiteit te waarderen en maatregelen te nemen om deze in stand te houden.
