Domän i biologisk taxonomi – definition och tredomänssystemet

Utforska domän i biologisk taxonomi och Woeses tredomänssystem — förstå skillnaderna mellan Archaea, Bacteria och Eukarya och moderna klassificeringar av livets högsta nivå.

Inom biologisk taxonomi är en domän (även superregnum, superrike eller imperium) ett taxon i den högsta rangordningen av organismer, högre än ett rike.

Domän (eller dess synonymer) är den mest omfattande av dessa biologiska grupperingar. Ordningen av taxa återspeglar de grundläggande evolutionära skillnaderna i genomerna. Det finns flera moderna alternativa klassificeringar av livets domäner. Bland dem finns följande:

• Systemet med två imperier, med grupperingar på högsta nivå av prokaryota (eller monera) och eukaryota-imperier.
• Systemet med sex riken med grupperingarna Protista, Archaebacteria, Eubacteria, Fungi, Plantae och Animalia på högsta nivå.
• Carl Woeses system med tre domäner, som infördes 1990, med toppnivågrupper av Archaea, Bacteria och Eukaryota.

Efter att ha definierat Archaea som ett nytt område ritade Woese om det taxonomiska trädet. Hans system med tre domäner bygger på genetiska relationer. Det delar in livet i 23 huvuddivisioner inom tre domäner: Bakterier, Archaea och Eukarya. Archaea är varken bakterier eller eukaryoter. Sett på ett annat sätt är de prokaryoter som inte är bakterier.

Varför infördes tre‑domänssystemet?

Carl Woese och medarbetare visade, genom jämförelser av små subenhetens ribosomala RNA (SSU rRNA), att livet på jorden faller i tre stora evolutionslinjer med mycket djupa genetiska skillnader. Analysen av rRNA-sekvenser påvisade att vissa prokaryota organismer skiljde sig fundamentalt från vanliga bakterier och därför bildade en egen huvudlinje — Archaea. Detta ledde till förslaget att dela in livet i tre domäner: Bacteria, Archaea och Eukarya.

Huvudsakliga skillnader mellan domänerna

• Bakterier (Bacteria) — en stor grupp prokaryoter med cellväggar av olika slag, bred metabolisk mångfald och många välkända former (t.ex. proteobakterier, cyanobakterier).
• Archaea — prokaryoter som ofta lever i extrema miljöer (salt-, värme- eller syramiljöer) men även i vanliga miljöer. Archaea har unika lipider i cellmembranet och särpräglade genesystem som skiljer dem från bakterier.
• Eukarya (Eukaryoter) — organismer med cellkärna och membranavgränsade organeller (t.ex. djur, växter, svampar och många protister). Eukaryoter uppstod delvis genom endosymbiotiska händelser där vissa organeller härstammar från bakterier (mitokondrier från alfaproteobakterier, kloroplaster från cyanobakterier).

Alternativa klassificeringar och debatt

Trots att tre‑domänssystemet är allmänt accepterat finns flera alternativa synsätt:

• Två‑imperiesystemet (prokaryoter kontra eukaryoter) — en äldre förenkling som skiljer mellan celltyp utan att dela prokaryoter i två grupper.
• Sex‑rikessystemet — delar in livet i flera riken (inklusive separata grupper för protister, svampar med flera), ofta för undervisningssyften.
• Två‑domänshypotesen (”eocyte‑hypotesen”) — föreslår att eukaryoter uppstod inifrån Archaea, vilket gör Archaea parfyletiskt om Eukarya hålls åtskilda. Upptäckten av Asgard‑arkéer har stärkt tanken att eukaryoter kan härstamma från en arkéalisk linje.

Moderna metoder och nya upptäckter

Med dagens metoder — som fullgenomsekvensering, jämförande genomik, fylogenomik och metagenomik — upptäcks ständigt nya mikrobiella linjer som utmanar och fördjupar vår förståelse av livets släktskap. Metagenomiska studier har t.ex. identifierat många kandidat‑phyla och stora grupper som tidigare varit okända eftersom de inte odlats i laboratoriet (t.ex. CPR‑bakterier och olika linjer inom Archaea).

Praktisk betydelse

Att förstå domänindelningen hjälper forskare att:

• kartlägga evolutionära relationer och livets historia,
• identifiera speciella metaboliska vägar och biotekniska tillämpningar,
• tolka miljö‑ och mikrobiomdata från jord, vatten och människokroppen.

Sammanfattning

Begreppet domän i biologisk taxonomi betecknar den högsta övergripande indelningsnivån för livets organismer och speglar djupa evolutionära skillnader mellan stora linjer. Carl Woeses tre‑domänssystem (Bacteria, Archaea, Eukarya) utgör idag en viktig grund för hur vi organiserar och studerar biologisk mångfald, men forskningen utvecklas ständigt och alternativa modeller diskuteras i takt med nya genetiska upptäckter.

Frågor och svar

F: Vad är en domän i den biologiska taxonomin?

F: Hur många moderna alternativa domänklassificeringar finns det?

F: Vad är systemet med två imperier?

F: Vad är systemet med sex riken?

Fråga: Vad är Carl Woeses tre-domän-system?

Fråga: Är arkea bakterier eller eukaryoter?

Sök med bokstav