細胞は、生命のすべての機能を備えた最小の生物であり、地球上のほとんどすべての生命は単細胞生物として始まります。現在、2 種類の単細胞生物が存在します:原核生物 と真核生物 、個別に定義された核を持たないもの、および細胞膜によって保護された核を持つもの。科学者は、原核生物が最も古い生命形態であり、最初に出現したのは約 380 万年前であると考えていますが、真核生物は約 27 億年前に出現しました。単細胞生物の分類は、真核生物、細菌、古細菌の 3 つの主要な生命ドメインの 1 つに分類されます。
TL;DR (長すぎる; 読んでいない)
生物学者は、すべての生物を、単細胞生物から多細胞生物までの生命の 3 つの領域 (古細菌、細菌、真核生物) に分類しています。
全細胞の特徴
すべての単細胞生物と多細胞生物は、次の基本を共有しています:
<オール>第 1 分類:生命の 3 つの領域
1969 年以前、生物学者は細胞生命を植物と動物の 2 つの界に分類していました。 1969 年から 1990 年にかけて、科学者たちはモネラ (細菌)、原生生物、植物、菌類、動物を含む 5 つの王国の分類システムに合意しました。しかし、イリノイ大学の微生物学科の教授だった Carl Woese 博士 (1928-2012) は、1990 年に単細胞生物と多細胞生物を分類するための新しい構造を提案し、古細菌、細菌、真核生物は、6 つの王国に分類されます。ほとんどの科学者は現在、この分類法または分類体系を使用しています。
古細菌:極限環境で繁栄する単細胞生物
古細菌は、深海の熱水噴出孔、温泉、死海、塩の蒸発池、酸性湖など、これまで生命を維持できないと考えられていた極端な環境で繁栄しています。 Woese 博士の提案に先立って、科学者は最初に古細菌を古細菌 (古代の単細胞細菌) として特定しました。これは、それらが原核細菌、分離した膜結合核またはオルガネラを欠く単細胞生物のように見えるためです。ウース博士、彼の同僚、および他の科学者によるさらなる研究により、これらの古代の細菌は、それらが示す生化学的特徴のために真核生物とより密接に関連していることに気づきました。科学者や研究者は、人間の消化管や皮膚に生息する古細菌も発見しました.
アーキアの領域と王国
古細菌は、原核生物と真核生物の両方の特徴を共有しているため、生命の系統樹の細菌と真核生物の間の別の枝に存在します。科学者は、古細菌が実際には古代の細菌ではないことを発見したとき、それらを古細菌と改名しました.以下の特徴は、古細菌の単細胞生物を定義します:
- 原核細胞ですが、遺伝的に真核生物に似ています。
- 細胞膜は、細菌や真核生物とは異なり、分岐した炭化水素鎖で構成されており、エーテル結合によってグリセロールに接続されています。
- 古細菌の細胞壁には、ほとんどの細菌の細胞壁の外側に水かきのある層を形成する、糖とアミノ酸で構成されるポリマーであるペプチドグリカンがありません。
- 古細菌は細菌が反応する一部の抗生物質には反応しませんが、真核生物を苦しめる一部の抗生物質には反応します。
- 古細菌には、細菌や真核生物に見られる rRNA とは著しく異なる分子領域によって識別される、タンパク質合成に不可欠な、古細菌に固有のリボソーム リボ核酸 (rRNA) が含まれています。
古細菌の主な分類には、クレンアーキオータが含まれます 、ユーロアーキオータ とコラルキオータ 、およびナノアーキオータの提案された細分化 そして提案されたタウアーキオータ。 個々の分類は、研究者や科学者がこれらの単細胞生物を見つける環境のタイプを示しています。 Crenarchaeota は極端な酸性度と温度の環境に生息し、アンモニアを酸化します。ユーリアーキオータには、深海環境でメタンを酸化し、塩を好む生物、廃棄物としてメタンを生成する他のユーリアーキオータ、高温環境にも生息する古細菌のカテゴリーであるコルアーキオータが含まれます.
ナノ古細菌は、イグニコッカスと呼ばれる別の古細菌の上に生息するという点で、他の古細菌とは異なります。 .コラアーキオータとナノアーキオータのサブタイプには、メタン生成菌が含まれます 、消化またはエネルギー生成プロセスの副産物としてメタンガスを生成する生物。 好塩菌 または塩を好む古細菌; 好熱菌、 非常に高温で繁殖する生物。そして好冷菌 極寒の地に生息する古細菌。
バクテリア:複数の環境で繁栄する単細胞生物
細菌は、地球上のあらゆる場所に生息し、繁栄しています。山の頂上、世界で最も深い海の底、人間と動物の消化管内、さらには北極と南極の凍った岩や氷の中ですら.細菌は長期間休眠状態になる可能性があるため、何年にもわたって広範囲に広がる可能性があります。
バクテリアは別の核を含まない
細菌は地球上で主要な生物として存在し、地球の進化の歴史の少なくとも 4 分の 3 の間ここにいました。彼らは、地球上のほとんどの生息地に適応する能力で知られています。一部の細菌は動物、植物、人間に病原性の病気を引き起こしますが、ほとんどの細菌は高等生物を維持する代謝プロセスを伴う環境の「有益な」病原体として働きます。
他の形態のバクテリアは、重要な機能を実行する共生関係で、植物や無脊椎動物 (骨格のない生き物) と連携して働きます。これらの単細胞生物がなければ、死んだ植物や動物は腐敗するのに時間がかかり、土壌は肥沃ではなくなります.研究者や科学者は、化学薬品、医薬品、抗生物質、さらにはザワークラウト、ヨーグルト、ケフィア、ピクルスなどの食品の準備にもいくつかの細菌を使用しています.シンプルな単細胞生物として、バクテリア細胞には独特の特徴があります:
- 古細菌と同様に、科学者は細菌を原核細胞と定義しており、明確な核や別個の核はありません。
- 膜は、真核生物のようにエステル結合によってグリセロールに結合された枝分かれしていない脂肪酸鎖で構成されています。
- 細菌の細胞壁にはペプチドグリカンが含まれています。
- 従来の抗菌性抗生物質は細菌に影響を与えますが、真核生物に影響を与える抗生物質には耐性があります。
- 古細菌や真核生物に見られる rRNA とは異なる分子領域が存在するため、細菌に特異的な rRNA を持っています。
細菌のドメインと王国
科学者は、ほとんどのバクテリアをガス状の酸素にどのように反応するかに基づいて 3 つのグループに分類しています。 有酸素運動 バクテリアは酸素環境で繁栄し、生きるために酸素を必要とします。 嫌気性 バクテリアは酸素ガスを嫌います。これらのバクテリアの例は、水中の深い堆積物に生息するバクテリアや、バクテリアに基づく食中毒を引き起こすバクテリアです。最後に、通性嫌気性菌 成長する環境で酸素の存在を好むバクテリアですが、それがなくても生きることができます.
しかし、研究者はまた、エネルギーを得る方法によって細菌を分類しています:従属栄養生物 と独立栄養生物 .独立栄養生物は、光エネルギー (光独立栄養と呼ばれる) を燃料とする植物のように、二酸化炭素を固定するか、窒素、硫黄、またはその他の要素の酸化プロセスを使用する化学独立栄養手段によって、独自の食物源を作ります。従属栄養生物は、腐敗物質に生息する腐生菌や、エネルギーを発酵や呼吸に依存する細菌などの有機化合物を分解することによって、環境からエネルギーを取得します。
科学者が細菌を分類するもう 1 つの方法は、その形状によるものです。球形、棒状 とスパイラル .他の形状のバクテリアには、糸状、鞘状、四角、茎状、星状、紡錘状、葉状、トリコーム形成などがあります （毛形成）および多形 環境に応じて形や大きさを変える能力を持つバクテリア.
さらに分類すると、マイコプラズマ、 細胞壁がないために抗生物質の影響を受ける病原菌。 シアノバクテリア 、藍藻類のような光合成独立栄養細菌。 グラム陽性菌 、テストが厚い細胞壁を着色するため、グラム染色テストで紫色を発します。 グラム陰性菌 薄いが強い外壁のため、グラム染色テストでピンクに変わります。グラム陽性菌はグラム陰性菌よりも抗生物質によく反応します。なぜなら、グラム陰性菌の壁は厚いが、透過性があるからです。一方、グラム陰性菌の細胞壁は薄いですが、防弾チョッキのように機能します。
真核生物はどこでも繁栄
真核生物には、菌類、植物界、動物界の多くの多細胞生物が含まれますが、この主要な生命ドメインには単細胞生物も含まれます。単細胞の真核生物は、硬い細胞壁を持つ原核生物と比較して、形状を変えることができる細胞壁を持っています。ほとんどの科学者は、真核生物が原核生物から進化したと考えています。これは、どちらも RNA と DNA を遺伝物質として使用するためです。どちらも20個のアミノ酸を利用しています。どちらも脂質 (有機溶媒に溶解可能) 二重層の細胞膜を持ち、D 糖と L-アミノ酸を使用します。真核生物の特徴は次のとおりです。
- 真核生物には、膜で保護された独特の独立した核があります。
- 膜は、細菌の膜と同様に、枝分かれしていない脂肪酸鎖がエステル結合によってグリセロールに結合したもので構成されています (これにより、細胞壁は古細菌に比べて外部環境に対してより敏感になります)。
- 真核生物の細胞壁には、ペプチドグリカンが含まれていません。
- 抗菌性抗生物質は通常、真核細胞に影響を与えませんが、通常真核細胞に影響を与える抗生物質には反応します。
- 真核細胞には、古細菌や細菌に存在する rRNA とは異なる rRNA を持つ分子領域があります。
真核生物の下の王国
真核生物のドメインには、原生生物という 4 つの界またはサブカテゴリが含まれます。 、菌類 、植物 と動物 .これらのうち、原生生物には単細胞生物のみが含まれますが、菌類界には両方が含まれます。原生生物界には、藻類、ユーグレノイドなどの生物が含まれます 、原生動物 と粘菌 .菌界には、単細胞生物と多細胞生物の両方が含まれます。菌界の単細胞生物には酵母が含まれます とツボカビ 、または化石菌。植物界と動物界のほとんどの生物は多細胞です。
最大の単細胞生物
地球上のほとんどの単細胞生物は通常顕微鏡を必要としますが、水生藻、Caulerpa taxfolia を観察できます。 、肉眼で。インド洋とハワイ原産の海藻の一種として定義されているこのキラー藻類は、他の場所では侵入種です。植物界のこの生物は、長さ 6 から 12 インチにまで成長することができ、ランナーから羽毛のように平らになった枝があり、暗緑色から淡緑色の色合いをしています。
最小の単細胞生物
カリフォルニア大学バークレー校のキャンパスを見下ろす丘の上には、米国エネルギー省とカリフォルニア大学のシステムが共同で管理するローレンス バークレー国立研究所があります。バークレー研究所の研究者が率いる科学者の国際チームは、2015 年に、高性能顕微鏡で撮影された画像で捉えられた最小の単細胞生物である可能性があるものを発見しました。
この単細胞生物である原核細菌は非常に小さいため、150,000 個の単細胞細菌が頭髪の先端に収まるほどです。研究者は、他の生物と一緒に機能するために必要な機能の多くを欠いているため、これらの一般的な生物であると信じられているこれらの生物の研究を続けています.細胞は、DNA、少数のリボソーム、および糸状の付属物を持っているように見えますが、生きるために他のバクテリアに依存している可能性が高い.
ルールを破る単細胞真核生物
プラハのカレル大学の科学者たちは、特定の種類のミトコンドリアを含まない唯一知られている真核生物を発見し、それをペットのチンチラの腸で発見しました。細胞の発電所として、ミトコンドリアはいくつかのことを行います。酸素の存在下で、ミトコンドリアは分子を充電し、重要なタンパク質を製造できます。しかし、この生物は、ジアルジア細菌の近縁種であり、タンパク質を合成するために、細菌に典型的に見られるシステムと同様のシステム (側方遺伝子伝達) を使用します。細菌は主に原核細胞として存在するため、細菌に関連する真核細胞を見つけることは例外です。
