الاختلافات الرئيسية بين العتائق والبكتيريا - مادة الاحياء - 2026

تستند الاختلافات الرئيسية بين العتائق والبكتيريا إلى الجوانب الهيكلية الجزيئية والاستقلابية التي سنطورها أدناه. يصنف مجال الأركيا كائنات حية دقيقة أحادية الخلية لها شكل خلية بدائية النواة (بدون غشاء نووي أو أغشية عضية حشوية) ، وهي خصائص تشبه البكتيريا.

ومع ذلك ، هناك أيضًا سمات تفصل بينهما ، نظرًا لأن الأركيا تتمتع بآليات تكيف خاصة جدًا تسمح لها بالعيش في بيئات ذات ظروف قاسية.

الشكل 1. بكتيريا Escherichia coli. المصدر: NIAID ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

يحتوي مجال البكتيريا على أكثر أشكال البكتيريا وفرة تسمى eubacteria ، أو البكتيريا الحقيقية. هذه أيضًا كائنات أحادية الخلية ، مجهرية ، بدائية النواة تعيش في أي بيئة ذات ظروف معتدلة.

تطور تصنيف هذه المجموعات

في القرن الرابع قبل الميلاد ، تم تصنيف الكائنات الحية إلى مجموعتين فقط: الحيوانات والنباتات. تمكن فان ليوينهوك ، في القرن السابع عشر ، باستخدام المجهر الذي بناه بنفسه ، من ملاحظة الكائنات الحية الدقيقة التي كانت حتى ذلك الحين غير مرئية ووصفت الكائنات الأولية والبكتيريا تحت اسم "أنيماكولوس".

في القرن الثامن عشر ، تم دمج "الحيوانات المجهرية" في التصنيفات المنهجية لكارلوس لينيو. في منتصف القرن التاسع عشر ، قامت مملكة جديدة بتجميع البكتيريا: افترض هيكل نظامًا قائمًا على ثلاث ممالك. Kingdom Plantae و Kingdom Animalia و Kingdom Protista ، والتي جمعت الكائنات الحية الدقيقة مع نواة (الطحالب والأوليات والفطريات) والكائنات الحية بدون نواة (البكتيريا).

منذ هذا التاريخ ، اقترح العديد من علماء الأحياء أنظمة تصنيف مختلفة (تشاتون في عام 1937 ، كوبلاند في عام 1956 ، ويتاكر في عام 1969) ومعايير تصنيف الكائنات الحية الدقيقة ، بناءً على الاختلافات المورفولوجية والاختلافات في التلوين (صبغة غرام) ، أصبحوا على أساس الاختلافات الأيضية والكيميائية الحيوية

في عام 1990 ، اكتشف كارل ووز ، الذي طبق تقنيات التسلسل الجزيئي في الأحماض النووية (حمض الريبوسوم الريبي النووي ، الرنا الريباسي) ، أنه من بين الكائنات الحية الدقيقة التي تم تصنيفها على أنها بكتيريا ، كانت هناك اختلافات جينية كبيرة جدًا.

أظهر هذا الاكتشاف أن بدائيات النوى ليست مجموعة أحادية النواة (مع سلف مشترك) واقترح ووز بعد ذلك ثلاثة مجالات تطورية سماها: العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى (الكائنات الخلوية ذات النواة).

الخصائص التفاضلية للعتائق والبكتيريا

الكائنات الحية القديمة والبكتيريا لها خصائص مشتركة من حيث أن كلاهما أحادي الخلية أو حر أو متجمع. ليس لديهم نواة أو عضيات محددة ، لديهم حجم خلية يتراوح بين 1 إلى 30 ميكرومتر في المتوسط.

يقدمون اختلافات كبيرة فيما يتعلق بالتركيب الجزيئي لبعض الهياكل وفي الكيمياء الحيوية لعمليات التمثيل الغذائي الخاصة بهم.

الموطن

تعيش أنواع البكتيريا في مجموعة واسعة من الموائل: فقد استعمرت المياه معتدلة الملوحة والعذبة والبيئات الحارة والباردة والأراضي المستنقعات والرواسب البحرية والشقوق الصخرية ، ويمكنها أيضًا العيش في الهواء الجوي .

يمكنهم العيش مع كائنات أخرى داخل الأنابيب الهضمية للحشرات والرخويات والثدييات وتجويف الفم والجهاز التنفسي والجهاز البولي التناسلي للثدييات ودم الفقاريات.

الشكل 2. الينابيع الساخنة ، الموائل الشديدة حيث تعيش كائنات مجموعة الأركيا ، والتي عادة ما تمنحها ألوانًا زاهية. المصدر: CNX OpenStax عبر ويكيبيديا

كما أن الكائنات الحية الدقيقة التي تنتمي إلى البكتيريا يمكن أن تكون طفيليات أو متعايشات أو مقاييس للأسماك وجذور وسيقان النباتات والثدييات ؛ يمكن أن تترافق مع فطريات الأشنة والأوليات. يمكن أن تكون أيضًا ملوثات غذائية (اللحوم والبيض والحليب والمأكولات البحرية وغيرها).

أنواع مجموعة Archaea لديها آليات تكيف تسمح لها بالحياة في بيئات ذات ظروف قاسية ؛ يمكن أن تعيش في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية وما فوق 100 درجة مئوية (درجة حرارة لا تستطيع البكتيريا تحملها) ، في درجات حموضة قلوية أو حمضية شديدة وتركيزات ملحية أعلى بكثير من تلك الموجودة في مياه البحر.

الكائنات الميثانوجينية (التي تنتج الميثان ، CH ₄) تنتمي أيضًا إلى مجال الأركيا.

غشاء بلازمي

يتكون غلاف الخلايا بدائية النواة عمومًا من الغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية والكبسولة.

لا يحتوي غشاء البلازما لكائنات مجموعة البكتيريا على الكوليسترول أو المنشطات الأخرى ، بل يحتوي على أحماض دهنية خطية مرتبطة بالجلسرين عن طريق روابط من نوع استر.

يمكن أن يتكون غشاء أعضاء الأركيا من طبقة ثنائية أو بطبقة دهنية أحادية الطبقة ، والتي لا تحتوي أبدًا على الكوليسترول. تتكون الفسفوليبيدات الغشائية من هيدروكربونات طويلة السلسلة متفرعة مرتبطة بالجلسرين بواسطة روابط من نوع الأثير.

الجدار الخلوي

في الكائنات الحية من مجموعة البكتيريا ، يتكون جدار الخلية من ببتيدوغليكان أو مورين. تمتلك الكائنات العتيقة جدران خلوية تحتوي على pseudopeptidoglycan أو بروتينات سكرية أو بروتينات ، كتكيفات مع الظروف البيئية القاسية.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكنهم تقديم طبقة خارجية من البروتينات والبروتينات السكرية تغطي الجدار.

حمض الريبوسوم الريبي النووي (الرنا الريباسي)

RRNA هو حمض نووي يشارك في تخليق البروتين - إنتاج البروتينات التي تحتاجها الخلية لأداء وظائفها ولتطويرها - وتوجيه الخطوات الوسيطة لهذه العملية.

تختلف تسلسلات النوكليوتيدات في الأحماض الريبوسومية الريبوسومية في الكائنات الحية القديمة والبكتيريا. اكتشف كارل ووز هذه الحقيقة في دراساته عام 1990 ، مما أدى إلى فصل هذه الكائنات إلى مجموعتين مختلفتين.

إنتاج Endospore

يمكن لبعض أعضاء مجموعة البكتيريا إنتاج هياكل بقاء تسمى الإندوسبورات. عندما تكون الظروف البيئية معاكسة للغاية ، يمكن أن تحافظ الأبواغ على قابليتها للحياة لسنوات ، بدون أيض عمليًا.

هذه الجراثيم شديدة المقاومة للحرارة والأحماض والإشعاع والعوامل الكيميائية المختلفة. في مجموعة Archaea ، لم يتم الإبلاغ عن أي أنواع تشكل endospores .

حركة

بعض البكتيريا لديها سوط يوفر الحركة ؛ تحتوي اللولبيات على خيوط محورية يمكن بواسطتها التحرك في وسط سائل لزج مثل الطين والدبال.

تمتلك بعض البكتيريا الأرجواني والأخضر والبكتيريا الزرقاء والعتائق حويصلات غازية تسمح لها بالحركة عن طريق الطفو. لا تحتوي أنواع الأركيا المعروفة على ملاحق مثل الأسواط أو الخيوط.

الشكل 3. Río Tinto ، بيئة قاسية في Huelva ، إسبانيا حيث تتطور Arqueas من أجناس Metallosphaera و Sulfolobus. المصدر: Riotinto2006 ، من ويكيميديا ​​كومنز

البناء الضوئي

ضمن مجال البكتيريا ، توجد أنواع من البكتيريا الزرقاء يمكنها إجراء عملية التمثيل الضوئي الأكسجين (التي تنتج الأكسجين) ، نظرًا لاحتوائها على الكلوروفيل والفيكوبيلين كأصباغ ملحقة ، وهي مركبات تلتقط ضوء الشمس.

تحتوي هذه المجموعة أيضًا على الكائنات الحية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي غير المؤكسدة (التي لا تنتج الأكسجين) من خلال مركبات الكلوروفيل الجرثومية التي تمتص أشعة الشمس ، مثل: الكبريت الأحمر أو الأرجواني والبكتيريا الحمراء غير الكبريتية والكبريت الأخضر والبكتيريا الخضراء غير الكبريتية.

في مجال الأركيا ، لم يتم الإبلاغ عن أنواع التمثيل الضوئي ، لكن جنس Halobacterium ، من النباتات الملحية الشديدة ، قادر على إنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، باستخدام ضوء الشمس بدون الكلوروفيل. لديهم صبغة أرجوانية شبكية ، والتي ترتبط ببروتينات الغشاء وتشكل مركبًا يسمى بكتريورودوبسين.

يمتص مركب بكتيريورودوبسين الطاقة من ضوء الشمس وعند إطلاقه يمكنه ضخ أيونات H ⁺ إلى خارج الخلية وتعزيز فسفرة ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين) إلى ATP (أدينوزين ثلاثي الفوسفات) ، والذي منه يحصل الكائنات الحية الدقيقة على الطاقة.

المراجع

1. Barraclough TG and Nee، S. (2001). علم الوراثة والتكاثر. الاتجاهات في علم البيئة والتطور. 16: 391-399.
2. دوليتل ، دبليو إف (1999). تصنيف النشوء والشجرة العالمية. علم. 284: 2124-2128.
3. كشري ، ف ، باندا ، أ ، ليفاسور ، أ ، رولين ، ج. ، بونتاروتي ، ب. وراولت ، د. (2018). يتيح التحليل التطوري لـ Ph-Lactamase في العتائق والبكتيريا تحديد الأعضاء الجدد المفترضين. بيولوجيا الجينوم والتطور. 10 (4): 1106-1114. بيولوجيا الجينوم والتطور. 10 (4): 1106-1114. دوى: 10.1093 / gbe / evy028
4. ويتاكر ، آر إتش (1969). مفاهيم جديدة لممالك الكائنات الحية. علم. 163: 150-161.
5. Woese ، CR ، Kandler ، O. and Wheelis ، ML (1990). نحو نظام طبيعي للكائنات الحية: اقتراح لمجالات العتائق والبكتيريا و Eukarya. وقائع أكاديمية العلوم الطبيعية. الاستخدامات. 87: 45-76.