Царств живых существ больше не пять

Вы, наверное, учили в школе, что живые существа делятся на пять царств: животных, растений, грибов, протистов (примитивные организмы между царством растений и животных М.П.) и монеров (одноклеточные безъядерные организмы/прокариоты/ подобные бактериям и сине-зеленым водрослям М.П.). Однако это разделение, популярное и сегодня, представляет собой очень упрощенную концепцию с учетом того, что мы знаем сегодня.

Разнообразие видов на планете Земля чрезвычайно богато. На самом деле мы даже не знаем, сколько видов существует, так как описано всего около 2 миллионов, что, вероятно, составляет небольшой процент от общего разнообразия.

С целью лучшего понимания биоразнообразия Земли ученые иерархически сгруппировали виды в различные таксономические категории, следуя эволюционным критериям. Высшие таксономические категории, такие как домен или группа царств, более низкие, такие как тип, отдел, класс, отряд, семейство или род.

Животные, растения, простейшие и монера

На протяжении всей истории виды были сгруппированы в разное количество царств.

Первое разделение датируется IV веком до нашей эры. Оно включает две большие группы живых существ: растения и животные. В этой классификации Аристотель и Теофраст делили живые существа на тех, которые обладают только способностью к размножению, росту и питанию (растения), и тех, которые, помимо этих характеристик, обладают способностью двигаться, получать раздражители и реагировать на них (животные). 

В XIX веке стало понятно, что существует множество организмов с промежуточными характеристиками между животным и растительным царствами. Были предложены альтернативы, допускающие три или четыре царства, например система трех царств Эрнста Геккеля. Он предложил царство протиста объединить одноклеточные или многоклеточные организмы с характеристиками, промежуточными между животными и растениями.

Уже в XX веке ряду авторов было известно, что среди одноклеточных организмов были радикально разные живые существа. В частности, было замечено, что у некоторых одноклеточных организмов есть ядро, а у других его нет, что укрепляет идею четырех царств: растительного, животного, простейшего и монеры. В это последнее царство входили бактерии — одноклеточные организмы без ядра.

Различные виды бактерий. / Wikimedia Commons, CC BY-SA

Пять царств

Во второй половине 20-го века из рук Роберта Уиттакера возникла классификация пяти царств, которая пользуется большой популярностью практически по сей день и была принята такими авторитетными учеными, как Линн Маргулис.

В этой классификации используются очень практичные критерии:

• растительный мир автотрофных многоклеточных организмов (фотосинтез);
• животный мир гетеротрофных многоклеточных организмов;
• царство грибов (грибов) для сапрофитных многоклеточных организмов (деструкторов);
• царство protista для ядросодержащих одноклеточных организмов;
• царство monera для безъядерных одноклеточных организмов.

Хотя почти с момента публикации возникли подозрения, что эта классификация является полифилетической или неестественной (царства, имеющие более чем одно происхождение), она используется почти по сей день из-за ее практического характера.

Классификация существ в книге Unidades Didácticas (Editorial Miñón) для учащихся 5-го класса средней школы, одобренной Министерством образования 30 марта 1967 года.

В качестве небольшого анекдота можно привести тот факт, что в то время как велись академические дискуссии по классификации живых существ, в средней школе франкистской Испании в 1960-х годах биоразнообразие было разделено на четыре иерархические группы: растения, животные, люди и ангелы.

В конце 20 века, благодаря революции в молекулярной филогении, были проведены дополнительные реорганизации.

Во-первых, можно было видеть, что традиционное царство Монера состоит из одноклеточных безъядерных организмов радикально различной природы. Это привело к созданию системы из трех владений и шести королевств.

Прокариоты (безъядерные одноклеточные) были разделены на два домена: бактерии и археи, каждый из которых имел одно царство. Эукариоты образовали домен с четырьмя царствами: растительным, животным, грибным и простейшим, границы которого также претерпели некоторые корректировки с целью достижения монофилии (единого эволюционного происхождения) царств.

Шесть супергрупп эукариотов

В начале 21 века развитие молекулярной филогении привело Томаса Кавалье-Смита к классификации эукариот на шесть супергрупп, сравнимых с царствами:

• Археопластида: растения.
• Опистоконта: настоящие животные и грибы.
• Амебозоа: группа амебоидных организмов, ранее входивших в состав грибов.
• Excavata: древние протисты, характеризующиеся вентральной питательной бороздкой, используемой для захвата и заглатывания мелких частиц.
• Chromalveolata: гетерогенная группа, включавшая в себя все, от (иногда) гигантских бурых водорослей до древних фотосинтезирующих протистов, возникшая в результате вторичного эндосимбиоза с красными водорослями и некоторыми гетеротрофными одноклеточными организмами.
• Ризарии: древние протисты, составляющие линию без какой-либо определяющей характеристики.

Эта классификация на шесть супергрупп получила широкое признание среди ученых за последние 20 лет. Супергруппа Opisthokonta включает линии, по-видимому, столь же разные, как настоящие животные и грибы, хотя некоторые исследователи предлагают группировать их в разные супергруппы.

Если вам интересно, связаны ли люди с грибами более тесно, чем с растениями, предложение Кавальер-Смита и результаты недавних эволюционных исследований, основанных на сравнении крупных фрагментов генома, подсказывают ответ: да.

Панорама сложная.

В настоящее время, после открытия многочисленных, не известных до недавнего времени организмов, и использования филогеномных исследований для установления родственных связей между эукариотами, схема Кавальера-Смита претерпела значительные изменения.

На рисунке, следующем за этим абзацем, мы представляем филогенетическое древо эукариот с учетом последних опубликованных исследований. Это дерево делит живые существа с ядросодержащими клетками на 12 супергрупп (хотя другие исследователи недавно предположили 14 супергрупп).

Разделение эукариот на 12 супергрупп. Марсьяль Эскудеро и Модесто Лусеньо

Хотя мы понимаем, что для получения более окончательных выводов все еще необходимы новые исследования, уже сейчас можно сделать вывод, что сценарий классификации эукариот на большие группы гораздо сложнее, чем предполагалось.

Наконец, нельзя забывать и о вирусах, статус которых как живых существ спорен, но которые могут составлять четвертый домен наряду с бактериями, архей и эукариотами.

Лучшее понимание биоразнообразия, которое нас окружает, имеет первостепенное значение, если мы хотим защитить все ветви древа жизни от нынешних угроз, таких как изменение климата или шестое массовое вымирание, в которое мы, к сожалению, погружены.