Kolik druhů jednobuněčných organismů existuje?

Buňka je nejmenší živý organismus, který obsahuje všechny vlastnosti života, a téměř veškerý život na planetě začíná jako jednobuněčný organismus. V současné době existují dva typy jednobuněčných organismů: prokaryota и eukaryota: ty, které nemají samostatné jádro a ty, které mají jádro chráněné buněčnou membránou. Vědci tvrdí, že prokaryota jsou nejstarší formou života, která se poprvé objevila asi před 3 miliony let, zatímco eukaryota se objevila asi před 8 miliardami let. Taxonomie jednobuněčných organismů spadá do jedné ze tří hlavních oblastí života: eukaryota, bakterie a archaea.

Obsah

1. TL; DR (příliš dlouhé; nepřečteno)
2. Charakteristika všech buněk
3. První klasifikace: tři sféry života
4. Archaea: jednobuněčné organismy, kterým se daří v extrémních prostředích
5. Doména a království Archaea
6. Bakterie: jednobuněčné organismy, kterým se daří v různých prostředích
7. Bakterie neobsahují samostatné jádro
8. Doména a království bakterií
9. Eukaryotům se daří všude
10. Království pod eukaryoty
11. Největší jednobuněčný organismus
12. Nejmenší jednobuněčný organismus
13. Jednobuněčné eukaryoty, které porušují pravidla
14. 10 organismů žijících v pouštním biomu
15. Jak porovnávat buňky rostlin, živočichů a jednobuněčných organismů
16. Seznam nepohlavně se rozmnožujících organismů
17. jednobuněční živočichové
18. Améba
19. zelená euglena
20. Infusoria boty
21. Jednobuněčné houby
22. jednobuněčné rostliny
23. Kdo objevil jednobuněčné organismy
24. Jak vypadá jednobuněčná živočišná buňka?
25. Kdo jsou nejjednodušší
26. Třídy prvoků
27. V jakém prostředí žijí jednobuněčné organismy?
28. Závěr

TL; DR (příliš dlouhé; nepřečteno)

Biologové klasifikují všechny živé organismy do tří oblastí života, od jednobuněčných po mnohobuněčné: archaea, bakterie a eukaryota.

Charakteristika všech buněk

Všechny jednobuněčné a mnohobuněčné organismy sdílejí tyto základy:

1. Plazmatická membrána, která chrání a odděluje živou buňku od jejího vnějšího prostředí a zároveň umožňuje tok molekul přes její povrch, kromě specifických receptorů v buňce, které mohou ovlivnit buněčné děje.
2. Vnitřní oblast, kde se nachází DNA.
3. S výjimkou bakterií obsahují všechny živé buňky membránově oddělené oddíly, částice a vlákna, koupající se v téměř tekuté látce.

První klasifikace: tři sféry života

Do roku 1969 rozdělovali biologové buněčný život na dvě říše: rostliny a zvířata. Po letech 1969–1990 se vědci shodli na systému klasifikace pěti království, který zahrnoval monera (bakterie), prvoky, rostliny, houby a zvířata. Ale Dr. Carl Woz (1928-2012), bývalý profesor mikrobiologie na University of Illinois, v roce 1990 navrhl novou klasifikační strukturu pro jednobuněčné organismy a mnohobuněčné organismy, sestávající ze tří domén: archaea, bakterií a eukaryot, rozdělených do šesti království. Většina vědců nyní používá tuto taxonomii nebo klasifikační systém.

Archaea: jednobuněčné organismy, kterým se daří v extrémních prostředích

Archaea prosperuje v extrémních prostředích, které byly dříve považovány za neobyvatelné: hlubokomořské hydrotermální průduchy, horké prameny, Mrtvé moře, jezírka na odpařování soli a kyselá jezera. Před návrhem Dr. Woose vědci nejprve identifikovali archaea jako archaebakterie – starověké jednobuněčné bakterie – protože vypadaly jako prokaryotické bakterie, jednobuněčné organismy, které postrádají samostatné membránově vázané jádro nebo organely. Další výzkum Dr. Woese, jeho kolegů a dalších vědců je přivedl k tomu, že si uvědomili, že tyto starověké bakterie byly blíže příbuzné eukaryotům díky biochemickým vlastnostem, které vykazovaly. Vědci a výzkumníci také objevili archaea žijící v lidském trávicím traktu a kůži.

Doména a království Archaea

Archaea sdílejí charakteristiky prokaryot i eukaryot, takže existují na samostatné větvi mezi bakteriemi a eukaryoty ve fylogenetickém stromu života. Když vědci zjistili, že archaebakterie nejsou ve skutečnosti prastaré bakterie, přejmenovali je na archaea. Následující charakteristiky definují archaea jako jednobuněčné organismy:

• Jsou to prokaryotické buňky, ale geneticky jsou více podobné eukaryotům.
• Buněčné membrány se skládají z rozvětvených uhlovodíkových řetězců, na rozdíl od bakterií a eukarya, které jsou spojeny s glycerolem esterovými vazbami.
• Archaální buněčné stěny postrádají peptidoglykany, polymery vyrobené z cukrů a aminokyselin, které tvoří membránovou vrstvu mimo buněčné stěny většiny bakterií.
• Zatímco archaea nereagují na některá antibiotika jako bakterie, reagují na některá antibiotika, která inhibují eukaryota.
• Archaea obsahují pro archaea specifickou ribozomální ribonukleovou kyselinu (rRNA) potřebnou pro syntézu proteinů, identifikovanou molekulárními oblastmi výrazně odlišnými od oblastí rRNA nalezených v bakteriích a eukaryách.

Mezi hlavní klasifikace archaea patří crenarchaeota, euryarchaeota и korarchaeota, stejně jako navrhované jednotky nanoarchaeota a navrženo thaumarchaeota. Jednotlivé klasifikace udávají typy prostředí, ve kterých badatelé a vědci tyto jednobuněčné organismy nacházejí. Crenarchaeota žije v podmínkách vysoké kyselosti a teploty a oxiduje amoniak; Euryarchaeota zahrnuje organismy, které oxidují metan a milují sůl v hlubokomořském prostředí, další euryarchaeota, které produkují metan jako odpad, a korarchaeota, kategorii archaea, které také žijí v prostředí s vysokou teplotou.

Nanoarchaeota se liší od ostatních archaea tím, že žijí na vrcholu jiného archaálního organismu zvaného Ignicoccus. Subphyla korarchaeota a nanoarchaeota zahrnují methanogeny, organismy, které produkují metan jako vedlejší produkt procesů trávení nebo výroby energie; halofily nebo solení archaea; termofilové, organismy, kterým se daří při extrémně vysokých teplotách; A psychrofilové, archaální organismy, které žijí v extrémně chladných časech.

Bakterie: jednobuněčné organismy, kterým se daří v různých prostředích

Bakterie žijí a daří se jim všude na planetě: na vrcholcích hor, na dně nejhlubších světových oceánů, v trávicím traktu lidí a zvířat a dokonce i ve zmrzlých skalách a ledu severního a jižního pólu. Bakterie se mohou šířit všude po mnoho let, protože mohou ležet ladem po dlouhou dobu.

Bakterie neobsahují samostatné jádro

Bakterie existují jako hlavní živí tvorové na planetě, protože zde byly nejméně tři čtvrtiny vyvíjející se historie planety. Jsou známí svou schopností přizpůsobit se většině stanovišť na planetě. Ačkoli některé bakterie způsobují virulentní onemocnění u zvířat, rostlin a lidí, většina bakterií působí jako „prospěšné“ látky z prostředí s metabolickými procesy, které podporují vyšší formy života.

Jiné formy bakterií spolupracují s rostlinami a bezobratlými (stvořeními bez páteře) v symbiotickém vztahu k plnění důležitých funkcí. Bez těchto jednobuněčných organismů by se mrtvé rostliny a zvířata rozkládaly déle a půda by již nebyla úrodná. Výzkumníci a vědci používají některé bakterie v chemikáliích, lécích, antibiotikách a dokonce i v potravinách, jako je kysané zelí, jogurt a kefír a nakládaná zelenina. Jako jednoduché jednobuněčné organismy mají bakteriální buňky charakteristické vlastnosti:

• Stejně jako archaea vědci definují bakterie jako prokaryotické buňky bez definovaného nebo odlišného jádra.
• Membrány se skládají z přímých řetězců mastných kyselin spojených s glycerolem esterovými vazbami, jako je eukarya.
• Bakteriální buněčné stěny obsahují peptidoglykan.
• Tradiční antibakteriální antibiotika ovlivňují bakterie, ale jsou odolná vůči antibiotikům, která ovlivňují eukarya.
• Mít rRNA specifickou pro bakterie kvůli přítomnosti molekulárních oblastí odlišných od rRNA nalezené v archaea a eukarya

Doména a království bakterií

Vědci rozdělují většinu bakterií do tří skupin podle toho, jak reagují na kyslík v plynné formě. Aerobní Bakteriím se daří v kyslíkovém prostředí a k životu potřebují kyslík. Anaerobní bakterie nemají rádi plynný kyslík; Příkladem těchto bakterií mohou být bakterie, které žijí v hlubokých mořských sedimentech nebo bakterie, které způsobují bakteriální otravu jídlem. Konečně, fakultativní anaeroby jsou bakterie, které preferují přítomnost kyslíku v růstovém prostředí, ale mohou žít bez něj.

Vědci ale také klasifikují bakterie podle toho, jak získávají energii: jak heterotrofy и autotrofy. Autotrofy, jako rostliny, které běží na světelnou energii (nazývané fotoautotrofy), si vytvářejí svůj vlastní zdroj potravy fixací oxidu uhličitého nebo chemoautotrofů pomocí procesů oxidace dusíku, síry nebo jiných prvků. Heterotrofové berou energii ze svého prostředí rozkladem organických sloučenin, jako jsou saprobní bakterie, které žijí v rozkládající se hmotě, a také bakterie, které jsou závislé na fermentaci nebo dýchání energie.

Dalším způsobem, jak vědci seskupují bakterie, je jejich tvar: kulovitý, tyčovitý и spirála. Mezi další formy bakterií patří vláknitý, lasturovitý, čtvercový, stonkový, hvězdicovitý, vřetenovitý, laločnatý, trichomotvorný (tvorba vlasů) a pleomorfní bakterie se schopností měnit svůj tvar nebo velikost v závislosti na svém prostředí.

Mezi další klasifikace patří mykoplazmapatogenní bakterie ovlivněné antibiotiky v důsledku chybějící buněčné stěny; sinicefotoautotrofní bakterie, jako jsou modrozelené řasy; Gram-pozitivní bakterie, které v testu vydávají fialovou gramovou skvrnu, protože test barví jejich tlusté buněčné stěny; A gramnegativní bakterie, které se v testu Gramova barvení zbarví do růžova kvůli jejich tenkým, ale pevným vnějším stěnám. Grampozitivní bakterie reagují na antibiotika lépe než gramnegativní bakterie, protože ačkoliv je jejich buněčná stěna silná, je propustná, zatímco gramnegativní bakterie mají buněčné stěny tenké, ale působí spíše jako neprůstřelná vesta.

Eukaryotům se daří všude

Zatímco eukaryota zahrnují mnoho mnohobuněčných organismů v říši hub, rostlin a zvířat, tato hlavní doména života zahrnuje také jednobuněčné organismy. Jednobuněčná eukaryota mají buněčné stěny, které mohou měnit svůj tvar ve srovnání s prokaryoty, které mají pevné buněčné stěny. Většina vědců tvrdí, že eukaryota se vyvinula z prokaryot, protože oba používají RNA a DNA jako genetický materiál; oba používají 20 aminokyselin; a oba mají lipidovou (rozpustnou v organických rozpouštědlech) dvouvrstvou buněčnou membránu a používají D-cukry a L-aminokyseliny. Mezi specifické vlastnosti eukaryot patří:

• Eukaryota mají jakési samostatné jádro chráněné membránou.
• Membrány, stejně jako bakterie, se skládají z řetězců mastných kyselin s přímým řetězcem spojených s glycerolem esterovými vazbami (což činí buněčné stěny citlivější na vnější prostředí ve srovnání s archaea).
• Buněčné stěny – u eukaryot, které je mají – neobsahují peptidoglykan.
• Antibakteriální antibiotika obvykle neovlivňují eukaryotické buňky, ale reagují nebo reagují na antibiotika, která obvykle ovlivňují eukaryotické buňky.
• Eukaryotické buňky mají molekulární oblast s rRNA, která se liší od rRNA, která existuje v archeích a bakteriích.

Království pod eukaryoty

Eukaryotická doména obsahuje čtyři království nebo podkategorie: protista, houby, rostliny и zvěř. Z nich protistové obsahují pouze jednobuněčné organismy, zatímco říše hub obsahuje oba. Království Protista zahrnuje živé organismy jako např řasy, euglenoidy, prvoky и plísňový sliz. Říše hub zahrnuje jednobuněčné i mnohobuněčné organismy. Mezi jednobuněčné organismy v říši hub patří kvasnice и chytridy nebo zkamenělé houby. Většina organismů v rostlinné a živočišné říši je mnohobuněčná.

Největší jednobuněčný organismus

Zatímco většina jednobuněčných tvorů na planetě obvykle vyžaduje mikroskop, vodní řasu Caulerpa taxifolia můžete pozorovat pouhým okem. Tato zabijácká řasa, definovaná jako druh mořských řas pocházejících z Indického oceánu a Havaje, je invazivním druhem jinde. Tento živý organismus v rostlinné říši může růst od 6 do 12 palců na délku a má zploštělé větve podobné peřím, které vycházejí z běhounu, od tmavě až po světle zelené odstíny.

Nejmenší jednobuněčný organismus

Uhnízděný v kopcích nad kampusem Kalifornské univerzity, Berkeley sídlí v UC Berkeley National Laboratory. Lawrence Berkeley, společně provozovaný Ministerstvem energetiky USA a systémem Kalifornské univerzity. Mezinárodní tým vědců vedený výzkumníky z Berkeley Lab objevil v roce 2015 možná nejmenší jednobuněčný organismus zobrazený pod vysoce výkonným mikroskopem.

Tento jednobuněčný organismus, prokaryotická bakterie, je tak malý, že 150 000 těchto izolovaných jednobuněčných bakterií by mohlo sedět na špičce vlasu na vaší hlavě. Výzkumníci pokračují ve studiu těchto běžných organismů, protože postrádají mnoho funkcí potřebných pro fungování s jinými organismy. Zdá se, že buňky mají DNA a malý počet ribozomů a vláknitých přívěsků, ale pravděpodobně jsou závislé na životě jiných bakterií.

Jednobuněčné eukaryoty, které porušují pravidla

Vědci z Univerzity Karlovy v Praze objevili jediný známý eukaryotický organismus, který neobsahuje specifický typ mitochondrií, a našli ho ve střevech činčily domácí. Jako hybná síla buňky dělají mitochondrie několik věcí. V přítomnosti kyslíku mohou mitochondrie nabíjet molekuly a produkovat kritické proteiny. Ale tento organismus, příbuzný bakteriím Giardia, používá k syntéze proteinů systém podobný těm, které se běžně vyskytují u bakterií – laterální přenos genů. Protože bakterie existují primárně jako prokaryotické buňky, objev eukaryotických buněk spojených s bakteriemi je výjimkou z tohoto pravidla.

10 organismů žijících v pouštním biomu

Pouštní rostliny, jako je sudový kaktus, keř kreosotu, stromy Palo Verde, stromy Joshua a juka z mýdlovníku, jsou přizpůsobeny ke sběru vody navíc. Pouštní zvířata, jako je monstrum Gila, bobcat, kojot, pouštní želva a ještěrka ostnatá, také přežívají v pouštních stanovištích, kde roční srážky nedosahují ani 10 palců.

Jak porovnávat buňky rostlin, živočichů a jednobuněčných organismů

Buňka je základní jednotkou veškerého života na Zemi a stavebním kamenem každého živého organismu. Rostliny, zvířata, houby a jednobuněčné (jednobuněčné) organismy obsahují různé typy buněk, které lze odlišit několika klíčovými vlastnostmi. Prokaryota vs. Eukaryota Organismy lze rozdělit na dvě části.

Seznam nepohlavně se rozmnožujících organismů

Asexuální reprodukce jednoduše znamená, že člověk produkuje další svého druhu, aniž by si vyměňoval geny s jiným organismem prostřednictvím sexu. Tento proces se vyskytuje hlavně u rostlin, mikroorganismů, hmyzu a plazů. Zde je seznam organismů schopných nepohlavní reprodukce.

Živočichové skládající se z jediné buňky s jádrem se nazývají jednobuněčné organismy.

Spojují vlastnosti buňky a nezávislého organismu.

jednobuněční živočichové

Zvířata z podříše jednobuněčných nebo prvoků žijí v kapalném prostředí. Jejich vnější formy jsou rozmanité – od amorfních jedinců, kteří nemají vyhraněné obrysy, až po zástupce se složitými geometrickými tvary.

Existuje asi 40 tisíc druhů jednobuněčných živočichů. Mezi nejznámější patří:

• améba;
• zelená euglena; .

Améba

Patří do třídy oddenků a má proměnlivý tvar.

Skládá se z membrány, cytoplazmy, kontraktilní vakuoly a jádra.

Asimilace živin se provádí pomocí trávicí vakuoly a jako potrava slouží další prvoci, jako jsou řasy a bakterie. Pro dýchání potřebuje améba kyslík rozpuštěný ve vodě a pronikající povrchem těla.

zelená euglena

Má protáhlý vějířovitý tvar. Živí se přeměnou oxidu uhličitého a vody na kyslík a potravu díky světelné energii a také hotovými organickými látkami za nepřítomnosti světla.

Patří do třídy flagellate.

Infusoria boty

Třída řasinek svými obrysy připomíná botu.

Bakterie slouží jako potrava.

Jednobuněčné houby

Houby jsou klasifikovány jako nižší eukaryota bez chlorofylu. Liší se zevním trávením a obsahem chitinu v buněčné stěně. Tělo tvoří mycelium skládající se z hyf.

Jednobuněčné houby jsou systematizovány do 4 hlavních tříd:

• deuteromycetes;
• chytridiomycetes;
• zygomycetes;
• ascomycetes.

Pozoruhodným příkladem askomycet jsou kvasinky, které jsou v přírodě široce rozšířeny. Rychlost jejich růstu a rozmnožování je díky speciální struktuře vysoká. Kvasinky se skládají z jediné zaoblené buňky, která se množí pučením.

jednobuněčné rostliny

Typickým zástupcem nižších jednobuněčných rostlin, které se v přírodě často vyskytují, jsou řasy:

• chlamydomonas;
• chlorella;
• spirogyra;
• chlorococcus;
• volvox.

Chlamydomonas se od všech řas liší pohyblivostí a přítomností světlocitlivého oka, které určuje místa největší akumulace sluneční energie pro fotosyntézu.

Četné chloroplasty jsou nahrazeny jedním velkým chromatoforem. Úlohu pump, které odčerpávají přebytečnou tekutinu, plní kontraktilní vakuoly. Pohyb se provádí pomocí dvou bičíků.

Zelená řasa chlorella má na rozdíl od chlamydomonas typické rostlinné buňky. Hustá skořápka chrání membránu a jádro a chromatofor jsou umístěny v cytoplazmě. Funkce chromatoforu jsou podobné úloze chloroplastů v suchozemských rostlinách.

Kulovitá řasa Chlorococcus je podobná chlorelle. Jeho biotopem je nejen voda, ale i půda, kmeny stromů rostoucí ve vlhkém prostředí.

Kdo objevil jednobuněčné organismy

Čest objevovat mikroorganismy patří holandskému vědci A. Leeuwenhoekovi.

V roce 1675 je viděl mikroskopem vlastní výroby. Jméno nálevníci dostali nejmenší tvorové a od roku 1820 se jim začalo říkat nejjednodušší zvířata.

Zoologové Kellecker a Siebold v roce 1845 klasifikovali jednobuněčné organismy jako zvláštní typ živočišné říše a rozdělili je do dvou skupin:

Jak vypadá jednobuněčná živočišná buňka?

Strukturu jednobuněčných organismů lze studovat pouze mikroskopem. Tělo nejjednodušších tvorů se skládá z jediné buňky, která funguje jako nezávislý organismus.

Buňka obsahuje:

• cytoplazma;
• organely;
• jádro.

Postupem času se v důsledku adaptace na prostředí u určitých typů jednobuněčných organismů vyvinuly speciální organely pro pohyb, vylučování a výživu.

Kdo jsou nejjednodušší

Moderní biologie klasifikuje prvoky jako parafyletickou skupinu protistů podobných zvířatům. Přítomnost jádra v buňce je na rozdíl od bakterií zahrnuje do seznamu eukaryot.

Buněčné struktury se liší od mnohobuněčných buněk. V živé soustavě prvoků jsou trávicí a kontraktilní vakuoly, některé mají organely podobné dutině ústní a řiti.

Třídy prvoků

V moderní klasifikaci podle charakteristik neexistuje žádná samostatná hodnost a hodnota jednobuněčných organismů.

Obvykle jsou rozděleny do následujících typů:

• sarkomastigofory;
• apikomplexy;
• myxosporidium;
• nálevníky;
• labyrinty;
• ascestosporodium.

Za zastaralou klasifikaci se považuje dělení prvoků na bičíkovce, sarkódy, řasnatce a sporozoány.

V jakém prostředí žijí jednobuněčné organismy?

Stanovištěm nejjednodušších jednobuněčných je jakékoli vlhké prostředí. Améba obecná, euglena zelená a nálevník střevní jsou typickými obyvateli znečištěných zdrojů sladké vody.

Organismy jako radiolaria a foraminifera obývají útvary slané vody. Vyskytují se mezi jednobuněčnými parazity lidí a zvířat.

Žabí opál patří k velkým prvokům vedoucím parazitický způsob života. Tento tvor s četnými bičíky se usadí ve střevech pulce, kde se dále rozmnožuje.

Věda dlouho přisuzovala opalin řasinkám kvůli podobnosti bičíků s řasinkami a přítomnosti dvou jader. V důsledku pečlivého výzkumu byl vztah vyvrácen. K sexuální reprodukci opalinů dochází v důsledku kopulace, jádra jsou stejná a ciliární aparát chybí.

Závěr

Není možné si představit biologický systém bez jednobuněčných organismů, které jsou zdrojem výživy pro ostatní živočichy.

Nejjednodušší organismy přispívají k tvorbě hornin, slouží jako indikátory znečištění vodních útvarů a účastní se koloběhu uhlíku. Mikroorganismy jsou široce používány v biotechnologiích.