El sistema de tres dominios es un sistema de clasificación taxonómica que agrupa toda la vida celular en tres dominios , a saber, Archaea , Bacteria y Eukarya , introducido por Carl Woese , Otto Kandler y Mark Wheelis en 1990. [1] La diferencia clave con clasificaciones anteriores como El sistema de dos imperios y la clasificación de cinco reinos es la separación de Archaea (anteriormente denominada "arqueobacteria") de Bacteria como organismos completamente diferentes. Ha sido cuestionado por el sistema de dos dominios que divide a los organismos únicamente en Bacteria y Archaea, ya que los eucariotas se consideran un clado de Archaea. [2] [3] [4]
Woese argumentó, sobre la base de diferencias en los genes 16S rRNA , que las bacterias, arqueas y eucariotas surgieron cada uno por separado de un ancestro con maquinaria genética poco desarrollada, a menudo llamado progenota . Para reflejar estas líneas primarias de descendencia, trató a cada una como un dominio, dividido en varios reinos diferentes . Originalmente, su división de los procariotas fue en Eubacteria (ahora Bacteria ) y Archaebacteria (ahora Archaea ). [5] Woese utilizó inicialmente el término "reino" para referirse a los tres grupos filogénicos primarios, y esta nomenclatura se utilizó ampliamente hasta que se adoptó el término "dominio" en 1990. [1]
La aceptación de la validez de la clasificación filogenéticamente válida de Woese fue un proceso lento. Destacados biólogos, entre ellos Salvador Luria y Ernst Mayr, se opusieron a su división de los procariotas. [6] [7] No todas las críticas hacia él se restringieron al nivel científico. Una década de laboriosa catalogación de oligonucleótidos le dejó una reputación de "maniático", y Woese pasaría a ser apodado "el revolucionario marcado por la microbiología" en un artículo impreso en la revista Science en 1997. [8] La cantidad creciente La existencia de datos de apoyo llevó a la comunidad científica a aceptar las Archaea a mediados de los años 1980. [9] Hoy en día, muy pocos científicos todavía aceptan el concepto de un Prokarya unificado. [10]
El sistema de tres dominios añade un nivel de clasificación (los dominios) "por encima" de los reinos presentes en los sistemas de cinco o seis reinos utilizados anteriormente . Este sistema de clasificación reconoce la división fundamental entre los dos grupos procarióticos, en la medida en que Archaea parece estar más estrechamente relacionada con los eucariotas que con otros procariotas (organismos similares a bacterias sin núcleo celular) . El sistema de tres dominios clasifica los reinos previamente conocidos en estos tres dominios: Archaea , Bacteria y Eukarya . [2]
Las Archaea son procarióticas , sin membrana nuclear, pero con bioquímica y marcadores de ARN distintos a las bacterias. Los arcaicos poseen una historia evolutiva antigua y única, por lo que se les considera una de las especies de organismos más antiguas de la Tierra, sobre todo por sus diversos y exóticos metabolismos.
Algunos ejemplos de organismos arqueales son:
Las Bacterias también son procarióticas ; su dominio está formado por células con ARNr bacteriano, sin membrana nuclear, y cuyas membranas poseen principalmente lípidos diéster de diacilglicerol . Tradicionalmente clasificadas como bacterias, muchas prosperan en los mismos ambientes favorecidos por los humanos y fueron las primeras procariotas descubiertas; fueron llamadas brevemente Eubacteria o bacterias "verdaderas" cuando las Archaea fueron reconocidas por primera vez como un clado distinto .
La mayoría de los organismos procarióticos patógenos conocidos pertenecen a bacterias (consulte [11] para conocer las excepciones). Por esa razón, y porque las arqueas suelen ser difíciles de cultivar en los laboratorios, actualmente las bacterias se estudian más extensamente que las arqueas.
Algunos ejemplos de bacterias incluyen:
Los eucariotas son organismos cuyas células contienen un núcleo rodeado de membranas. Incluyen muchos organismos unicelulares grandes y todos los organismos no microscópicos conocidos . El dominio contiene, por ejemplo:
Cada uno de los tres tipos de células tiende a encajar en especialidades o funciones recurrentes. Las bacterias tienden a ser las reproductoras más prolíficas, al menos en ambientes moderados. Los arcaicos tienden a adaptarse rápidamente a ambientes extremos, como altas temperaturas, altos niveles de ácidos, alto contenido de azufre, etc. Esto incluye adaptarse al uso de una amplia variedad de fuentes de alimentos. Los eucariotas son los más flexibles a la hora de formar colonias cooperativas, como en los organismos multicelulares, incluidos los humanos. De hecho, es probable que la estructura de un eucariota haya derivado de una unión de diferentes tipos de células, formando orgánulos .
Parakaryon myojinensis ( incertae sedis ) es un organismo unicelular conocido por ser un ejemplo único. "Este organismo parece ser una forma de vida distinta de los procariotas y eucariotas ", [12] con características de ambos.
Partes de la teoría de los tres dominios han sido cuestionadas por científicos como Ernst Mayr , Thomas Cavalier-Smith y Radhey S. Gupta. [13] [14] [15]
Un trabajo reciente ha propuesto que Eukaryota pudo haberse separado del dominio Archaea. Según Spang et al. Lokiarchaeota forma un grupo monofilético con eucariotas en análisis filogenómicos. Los genomas asociados también codifican un repertorio ampliado de proteínas características eucarióticas que sugieren capacidades sofisticadas de remodelación de membrana. [16] Este trabajo sugiere un sistema de dos dominios en contraposición al sistema de tres dominios. [3] [4] [2] Se sigue debatiendo exactamente cómo y cuándo se desarrollaron las arqueas, las bacterias y la eucarya y cómo se relacionan. [17] [2] [18]
Una versión arraigada de este árbol de tres dominios colocó a Archaea y Eukarya como clados hermanos, lo que sugiere que los eucariotas estaban relacionados muy lejanamente con las arqueas y no más relacionados con ningún grupo específico. Más recientemente, los análisis filogenéticos que utilizan modelos más sofisticados y conjuntos de datos genéticos ampliados han brindado un apoyo cada vez mayor a una topología de árbol alternativa en la que el clado eucariota se ramifica dentro de Archaea, en lugar de al lado de ella.