Os 3 domínios da biologia (classificação de Woese) - Ciência - 2023

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o três domínios da biologia O sistema de três domínios é uma classificação proposta pelo biólogo Carl Woese no final da década de 1970, que divide os seres orgânicos nos domínios Bacteria, Archaea e Eukaryota.

Essa classificação em "domínios" é superior ao sistema tradicional de divisão em cinco ou seis reinos, com o qual estamos mais familiarizados. A divisão fundamental dos domínios é dividir os procariontes em dois domínios, onde as archaea estão mais intimamente relacionadas aos eucariotos do que ao outro grupo de procariotos - bactérias.

Esse arranjo filogenético é amplamente aceito pela maioria dos biólogos. Porém, com o desenvolvimento da bioinformática e das ferramentas estatísticas, alguns autores têm proposto novas relações entre os seres vivos, o que desafia a classificação de Woese.

História de classificação

Divisão em dois reinos: Animalia e Plantae

Antes da publicação dos trabalhos de Woese e seus colegas, os biólogos usavam uma classificação "tradicional", usando uma dicotomia simples e intuitiva que separava as plantas dos animais - formalmente Animalia e Plantae.

Nessa divisão, todas as bactérias, fungos e protistas fotossintéticos foram considerados "plantas", enquanto os protozoários foram agrupados com animais.

Com o avanço da ciência, o desenvolvimento de metodologias modernas e uma análise mais aprofundada dos seres orgânicos, tornou-se evidente que a divisão em plantas e animais não se encaixava na verdadeira história evolutiva destes. Na verdade, foi uma simplificação "rústica" e inconsistente das relações entre eles.

Divisão em três reinos:Animalia, Plantae e Protista

Para remediar essa situação, o renomado biólogo evolucionista e ornitólogo Ernst Haeckel acrescentou um novo reino à lista: o Reino Protista.

Esta classificação obteve uma divisão mais clara de formulários que obviamente não deveriam ser agrupados. No entanto, a classificação permaneceu alarmantemente problemática.

Divisão em cinco reinos

Em 1969, o ecologista americano Robert Harding Whittaker propôs o esquema de divisão em cinco reinos: Animalia, Plantae, Fungi, Monera e Prostista.

Este sistema é baseado principalmente nos tipos de células que constituem os organismos. Os membros de Monera são seres unicelulares e procarióticos, enquanto os protistas também são unicelulares, mas eucarióticos.

Os três reinos restantes - Animalia, Plantae e Fungi - são classificados em termos de seu modo de aquisição de nutrientes. As plantas têm capacidade fotossintética, os fungos secretam enzimas para o meio ambiente, seguidas da absorção de nutrientes, e os animais consomem seus alimentos, com digestão interna ou externa.

A divisão dos organismos em cinco reinos foi amplamente aceita pelos sistematas da época, por considerarem que a classificação se ajustava cada vez mais às reais relações evolutivas dos seres vivos.

Divisão em três domínios

Na década de 1970, o professor da Universidade de Illinois, Carl Woese, começou a encontrar evidências de um certo grupo desconhecido de organismos unicelulares altamente conspícuos. Estes viviam em ambientes com condições extremas de temperatura, salinidade e pH, onde se pensava que a vida não poderia ser mantida.

À primeira vista, esses organismos foram classificados como bactérias e foram chamados de arqueobactérias. No entanto, um exame mais profundo e detalhado das arqueobactérias deixou claro que as diferenças com as bactérias eram tão marcantes que não podiam ser classificadas dentro do mesmo grupo. Na verdade, a semelhança era meramente superficial.

Assim, as evidências moleculares permitiram a este grupo de pesquisadores estabelecer um sistema de classificação de três domínios: Bactéria, Archaea e Eukaryota.

A proposta de novas relações genealógicas entre organismos marcou um evento de grande importância na biologia moderna. Esta importante descoberta levou Woese a ganhar a Medalha Nacional de Ciência em 2000.

Os três domínios da vida

A árvore da vida proposta por Carl Woese estabelece as possíveis relações genealógicas entre os seres orgânicos, sugerindo a existência de três domínios da vida.

Essa hipótese foi proposta graças à análise do RNA ribossomal 16S - abreviado como 16S rRNA.

Este marcador é um componente da subunidade 30S do ribossomo procariótico. Seguindo o trabalho de Woese, ele tem sido amplamente usado para inferência filogenética. Hoje é muito útil estabelecer a classificação e identificação de bactérias.

A seguir, descreveremos as características mais notáveis de cada um dos membros que compõem os três domínios da vida:

Domínio Archaea

Archaea são organismos que se caracterizam principalmente por habitarem ambientes com condições extremas de temperatura, acidez, pH, entre outros.

Assim, eles foram encontrados em águas com concentrações salinas significativamente altas, ambientes ácidos e fontes termais. Além disso, algumas arquéias também habitam regiões com condições "médias", como o solo ou o trato digestivo de alguns animais.

Do ponto de vista celular e estrutural, as arqueas são caracterizadas por: não possuem membrana nuclear, os lipídios das membranas estão ligados por ligações éter, apresentam parede celular - mas não é composta por peptidoglicano, e a estrutura dos genes é semelhantes aos eucariotos em cromossomos circulares.

A reprodução desses procariontes é assexuada e a transferência horizontal de genes foi evidenciada.

Classificação de arquéias

São classificados como metanogênicos, halofílicos e termoacidofílicos. O primeiro grupo usa dióxido de carbono, hidrogênio e nitrogênio para produzir energia, produzindo gás metano como produto residual. O primeiro arco a ser sequenciado pertence a este grupo.

O segundo grupo, os halófilos, são "amantes do sal". Para o seu desenvolvimento, é necessário que o ambiente tenha uma concentração salina cerca de 10 vezes maior que a do oceano. Algumas espécies podem tolerar concentrações até 30 vezes maiores. Esses microrganismos são encontrados no Mar Morto e em lagoas evaporadas.

Finalmente, os termoacidófilos são capazes de resistir a temperaturas extremas: maiores que 60 graus (alguns podem tolerar mais de 100 graus) e menos do que o ponto de congelamento da água.

É preciso esclarecer que essas são as condições ideais para a vida desses microrganismos - se os expormos à temperatura ambiente é bem possível que morram.

Domínio Bactéria

O domínio da bactéria compreende um grande grupo de microrganismos procarióticos. Em geral, costumamos associá-los a doenças. Nada está mais longe da realidade do que esse mal-entendido.

Embora seja verdade que certas bactérias causam doenças fatais, muitas delas são benéficas ou vivem em nosso corpo estabelecendo relações comensais, fazendo parte de nossa flora normal.

As bactérias não têm membrana nuclear, não têm organelas, sua membrana celular é composta de lipídios com ligações do tipo éster e a parede é composta de peptidoglicano.

Eles se reproduzem assexuadamente, e eventos de transferência horizontal de genes foram evidenciados.

Classificação de bactérias

Embora a classificação das bactérias seja realmente complexa, discutiremos aqui as divisões fundamentais do domínio, cianobactérias e eubactérias.

Os membros das cianobactérias são bactérias fotossintéticas azul-esverdeadas que produzem oxigênio. De acordo com o registro fóssil, eles surgiram há cerca de 3,2 bilhões de anos e foram responsáveis pela mudança drástica de um ambiente anaeróbio para um ambiente aeróbio (rico em oxigênio).

Enquanto isso, as eubactérias são as verdadeiras bactérias. Estes ocorrem em várias morfologias (cocos, bacilos, vibrios, helicoidais, entre outros) e apresentam estruturas modificadas para sua mobilidade, como cílios e flagelos.

Domínio Eukarya

Eucariotos são organismos que se distinguem principalmente pela presença de um núcleo bem definido, delimitado por uma membrana biológica complexa.

Em comparação com os outros domínios, a membrana tem uma variedade de estruturas e os lipídios exibem ligações do tipo éster. Apresentam verdadeiras organelas, delimitadas por membranas, a estrutura do genoma é semelhante a arquea, e está organizada em cromossomos lineares.

A reprodução em grupo é extraordinariamente diversa, exibindo modalidades sexuais e assexuadas, e muitos membros do grupo são capazes de se reproduzir em ambas as maneiras - não são mutuamente exclusivos.

Classificação de eucariotos

Inclui quatro reinos com formas muito variadas e heterogêneas: os protistas, os fungos, as pantas e os animais.

Protistas são eucariotos unicelulares, como euglena e paremécia. Os organismos que comumente conhecemos como fungos são os membros do reino Fungi. Existem formas uni e multicelulares. Eles são elementos-chave em ecossistemas para degradar matéria orgânica morta.

As plantas são constituídas por organismos fotossintéticos com uma parede celular composta principalmente por celulose. Sua característica mais notável é a presença do pigmento fotossintético: clorofila.

Inclui samambaias, musgos, samambaias, gimnospermas e angiospermas.

Os animais constituem um grupo de seres orgânicos multicelulares heterotróficos, a maioria deles capaz de movimento e deslocamento. Eles são divididos em dois grandes grupos: invertebrados e invertebrados.

Os invertebrados são compostos por poríferos, cnidários, nematóides, moluscos, artrópodes, equinodermos e outros pequenos grupos. Da mesma forma, os vertebrados são peixes, anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos.

Os animais conseguiram colonizar praticamente todos os ambientes, incluindo oceanos e ambientes aéreos, exibindo um conjunto complexo de adaptações para cada um.

Referências

Forterre P. (2015). A árvore universal da vida: uma atualização.Fronteiras em microbiologia, 6, 717.
Koonin E. V. (2014). A visão de Carl Woese sobre a evolução celular e os domínios da vida.Biologia de RNA, 11(3), 197-204.
Margulis, L., & Chapman, M. J. (2009).Reinos e domínios: um guia ilustrado para os filos da vida na Terra. Academic Press.
Sapp, J. (2009).Os novos fundamentos da evolução: na árvore da vida. Imprensa da Universidade de Oxford.
Sapp, J., & Fox, G. E. (2013). A busca singular por uma árvore da vida universal.Revisões de microbiologia e biologia molecular: MMBR, 77(4), 541-50.
Staley J. T. (2017). A Teoria da Célula de Domínio apóia a evolução independente da hipótese de Eucariontes, Bactérias e Arquéias e a hipótese de Comunalidade do Compartimento Nuclear.Biologia aberta, 7(6), 170041.