Toimialue (biologia) — elämän kolme pääaluetta ja taksonomia
Tutustu biologian toimialueisiin: selkeä esitys elämän kolmesta pääalueesta (Archaea, Bacteria, Eukaryota), taksonomisesta luokituksesta ja evoluutiosta.
Biologisessa taksonomiassa toimialue (myös superregnum, superkingdom tai empire) on eliöiden korkeimmalla, valtakuntaa korkeammalla tasolla oleva taksoni. Toimialueella (domain) tarkoitetaan suurimpia evolutiivisia yksiköitä, jotka erottuvat toisistaan perustavanlaatuisilla geneettisillä ja solurakenteellisilla piirteillä.
Luokittelun merkitys ja perusteet
Taksonien järjestys kuvastaa genomien ja muiden perimään perustuvien tunnusmerkkien kautta havaittavia syviä evolutiivisia eroja. Nykyisin monet luokittelujärjestelmät perustuvat molekyylisiin tietoihin, erityisesti geneettisiin sekvensseihin (esimerkiksi 16S/18S rRNA), mutta myös proteiinien ja koko genomien vertailuilla on keskeinen rooli.
Yleisimmät luokittelujärjestelmät
On olemassa useita historiallisia ja nykyaikaisia vaihtoehtoisia elämänalueluokituksia. Tunnetuimpia malleja ovat esimerkiksi:
- Kahden valtakunnan järjestelmä, jossa ylimmän tason ryhmittymät ovat Prokaryota- (tai Monera-) ja Eukaryota-valtakunnat.
Lyhyesti: tämä perinteinen jako erottaa tumattomat (prokaryootit) ja tumalliset (eukaryootit) eliöt. Nykyään tiedetään kuitenkin, että prokaryootit eivät muodostakaan yhtenäistä eliöryhmää evolutiivisesti.
- Kuuden valtakunnan järjestelmä, jossa ylimmän tason ryhmittelyt ovat Protista, Archaebacteria, Eubacteria, Fungi, Plantae ja Animalia.
Tämä malli erottaa selkeästi prokaryoottiset bakteerit kahteen ryhmään (arkeobakteerit ja eubakteerit) ja pitää tumalliset eliöt erillisinä valtakuntina. Käytännössä kuuden valtakunnan jako on monille opetusmalleille tuttu, mutta se ei täysin vastaa evolutiivisia suhteita, joita molekyyliaineisto paljastaa.
- Carl Woesen vuonna 1990 käyttöön ottama kolmen alueen järjestelmä, jossa ylimmän tason ryhmittelyt ovat Archaea-, Bacteria- ja Eukaryota-alueet.
Woesen malli perustuu erityisesti rRNA-vertailuihin ja erotti Archaea-ryhmän omaksi pääalueekseen. Tämä jaottelu on nykyisin laajimmin käytetty ja hyväksytty tapa kuvata elämän perusjakautumia.
Carl Woesen työ ja sen seuraukset
Määriteltyään Archaea-ryhmän omaksi alueekseen Woese laati taksonomisen puun uudelleen. Hänen kolmen alueen järjestelmänsä perustuu geneettisiin suhteisiin ja erityisesti rRNA-sekvensseihin. Tämän jaottelun mukaan elämä jakautuu kolmeen pääalueeseen: Bacteria (bakteerit), Archaea (arkeat) ja Eukaryota (eukaryootit, eli tumalliset eliöt).
Lisätietoa ja nykyiset näkökohdat
On tärkeää huomata muutama keskeinen seikka:
- Prokaryootti-käsite on morfologinen määritelmä (tumattomat solut), eikä se täysin vastaa evolutiivista (filogeneettistä) ryhmää. Archaea ja Bacteria ovat erillisiä evolutiivisia linjoja.
- Luokittelu kehittyy: genomitiedon kasvu, koko genomien vertailu sekä uudenlaiset analyysimenetelmät voivat muuttaa yksityiskohtia valtakuntien ja alueiden välisissä suhteissa. Esimerkiksi joidenkin tutkimusten perusteella eukaryoottien alkuperään liittyviä suhteita Archaean linjoihin tutkitaan aktiivisesti.
- Horisontaalinen geeninsiirto (HGT) prokaryoottien välillä vaikeuttaa yksinkertaisen "puun" piirtämistä ja saattaa osittain hämärtää alueiden rajoja, erityisesti mikrobiologisessa mittakaavassa.
- Taksonomian hierarkia (domain/alue > valtakunta > pääjakso > luokka > lahko > heimo > suku > laji) on ihmisen tekemä luokittelujärjestelmä. Sen tarkoitus on kuvata ja jäsentää evolutiivisia suhteita, mutta sen yksityiskohdat saattavat muuttua uusien tutkimustulosten myötä.
Yhteenvetona: termi toimialue tai domain kuvaa eliöiden suurinta jaottelua, joka pyrkii heijastamaan perimän perusteella havaittavia syviä evolutiivisia eroja. Nykyisin yleisimmin käytetty jaottelu on Woesen esittämä kolmijaottelu: Bacteria, Archaea ja Eukaryota, mutta taksonominen tutkimus jatkuu ja tarkentuu jatkuvasti.
Kolme osa-aluetta
Aiheeseen liittyvät sivut
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on biologisessa taksonomiassa toimialue?
A: Biologisessa taksonomiassa alue on eliöiden korkeimmalla, valtakuntaa korkeammalla tasolla oleva taksoni. Se on kattavin näistä biologisista ryhmittelyistä, ja se kuvastaa genomien perustavanlaatuisia evolutiivisia eroja.
K: Kuinka monta nykyaikaista vaihtoehtoista toimialueluokitusta on olemassa?
V: Nykyaikaisia vaihtoehtoisia elämänalueluokituksia on useita, muun muassa kahden valtakunnan, kuuden valtakunnan ja kolmen valtakunnan järjestelmät.
K: Mikä on kahden imperiumin järjestelmä?
V: Kahden valtakunnan järjestelmässä on ylätason ryhmittelyt Prokaryota- (tai Monera-) ja Eukaryota-valtakunnat.
K: Mikä on kuuden valtakunnan järjestelmä?
V: Kuuden valtakunnan järjestelmässä ylätason ryhmittelyt ovat Protista, Archaebacteria, Eubacteria, Fungi, Plantae ja Animalia.
K: Mikä on Carl Woesen kolmen alueen järjestelmä?
V: Carl Woesen kolmen alueen järjestelmässä elämä jaetaan geneettisten suhteiden perusteella 23 pääjakoon kolmeen alueeseen - bakteerit, arkeologit ja eukarya. Määriteltyään Archaea-lajin uudeksi alueeksi hän piirsi taksonomisen puun uudelleen.
Kysymys: Ovatko arkeoat bakteerit vai eukaryootit?
V: Arkeat eivät ole bakteereja eivätkä eukaryooteja; ne ovat prokaryooteja, jotka eivät ole bakteereja.
Etsiä