نطاق (تصنيف)

خصائص النطاقات الثلاثة

إضافةً إلى ذلك، يحتوي كل من النطاقات الثلاثة على حمض نووي ريبوزي ريبوسومي (rRNA) فريد، وهو الأساس الذي يقوم عليه نظام النطاقات الثلاثة. تتميّز حقيقيات النوى (Eukarya) عن العتائق (Archaea) والبكتيريا (Bacteria) بوجود غشاء نووي (nuclear envelope)، في حين أن العتائق والبكتيريا تفتقران إليه. ومع ذلك، فإن العتائق تختلف عن البكتيريا من حيث التركيب الكيميائي الحيوي لغشاءها الخلوي وعلاماتها الجزيئية في الحمض النووي الريبوزي.

استبعاد الفيروسات والبريونات

وعلى صعيد آخر، لا يشمل نظام النطاقات الثلاثة أي شكل من أشكال الحياة غير الخلوية. في عام 2012، اقترح ستيفان لوكيتا نظامًا مكونًا من خمسة عوالم، حيث أضاف الى نظام النطاقات الثلاثة، نطاقين إضافيين هما: البريونات وهي كائنات غير خلوية لا تحتوي على حمض نووي. والفيروسات وهي كائنات غير خلوية تحتوي على حمض نووي.

في هذا الإطار، يُعد هذا الاقتراح محاولة لتصنيف الكيانات الأحيائية التي لا تتبع التقسيم التقليدي للكائنات الحية.

العتائق

في هذا الإطار، العتائق هي كائنات بدائية النواة، وتتميّز بوجود دهون غشائية تتكوّن من سلاسل هيدروكربونية متفرعة مرتبطة بالجليسرول عبر روابط إيثرية، وهي خاصية تمنحها قدرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة والبيئات شديدة الحموضة. ومع ذلك، فإن الكثير من أنواع العتائق تعيش في بيئات معتدلة. من أبرز أمثلتها: الكائنات المحبة للملوحة العالية، التي تعيش في البيئات ذات التركيز العالي من الأملاح. والكائنات المحبة للحرارة العالية، التي تعيش في درجات حرارة مرتفعة للغاية.

وفي هذا الصدد، تتميّز العتائق بصغر حجمها، حيث يتراوح قطرها بين 0.1 إلى 15 ميكرومتر، وقد يصل طولها إلى 200 ميكرومتر، وهو حجم مماثل للبكتيريا والميتوكوندريا في الخلايا حقيقية النواة. ويُعد جنس «Thermoplasma» أصغر أنواع العتائق المعروفة.

حقيقيات النوى

كذلك، حقيقيات النوى هي كائنات تنتمي إلى نطاق «Eukarya»، وتتميز بامتلاكها عضيات غشائية، بما في ذلك نواة تحتوي على المادة الوراثية. يضم هذا النطاق خمسة ممالك رئيسية: المملكة النباتية (Plantae) والطلائعيات (Protozoa) والمملكة الحيوانية (Animalia) والكرومايستا (Chromista) والمملكة الفطرية (Fungi).

البكتيريا

ومن جهة أخرى، يتميز نطاق البكتيريا بتنوع هائل، ويزداد تعقيد هذا التنوع بسبب تبادل الجينات بين السلالات البكتيرية المختلفة. يؤدي وجود جينات مكررة بين البكتيريا البعيدة نسبيًا من الناحية التطورية إلى صعوبة التمييز بين الأنواع البكتيرية، أو تقدير عددها على الأرض، أو تنظيمها في بنية شجرية واضحة. وللتعامل مع هذه التداخلات الجينية، يُقترح أحيانًا تمثيل العلاقات بين البكتيريا على شكل شبكة بدلًا من شجرة تصنيفية تقليدية.

علاوةً على ذلك، ومن أمثلتها البكتيريا الزرقاء والميكوبلازما. البكتيريا هي كائنات بدائية النواة، مثل العتائق، لكنها تختلف عنها في تركيب الغشاء الخلوي، حيث يتكوّن غشاء البكتيريا من طبقة مزدوجة من الدهون المفسفرة، بدون الروابط الإيثرية التي تميّز العتائق. داخليًا، بنية الرنا (RNA) في الريبوسومات في البكتريا مختلفة عن تلك الموجودة في العتائق، مما يجعلها تُصنَّف في نطاق منفصل ضمن نظامي التصنيف ثنائي وثلاثي النطاقات.

المصطلحات

وفي السياق ذاته، اقترح كارل ووز وأوتو كاندلر ومارك ويليس مصطلح النطاق عام 1990 ضمن نظام النطاقات الثلاثة. ويُعد هذا المصطلح مرادفًا لفئة السيادة (باللاتينية: dominium)، التي قدّمها مور (Moore) عام 1974.

تطور نظام النطاقات

كذلك، اكتسب تصنيف النطاق شهرة واسعة من خلال نظام التصنيف (taxonomy) الشهير الذي وضعه كارل لينيوس (Carl Linnaeus) في منتصف القرن الثامن عشر. لاحقًا، طوّر تشارلز داروين هذا النظام من خلال دراساته، لكنه لم يتمكن من تصنيف البكتيريا بسهولة، نظرًا لقلة الميزات المرئية التي تمتلكها البكتيريا التي يمكن مقارنتها بالنطاقات الأخرى.

في هذا الإطار، حقق كارل ووز اختراقًا ثوريًا عام 1977 عندما قارن تسلسلات النوكليوتيدات في الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي 16اس، فاكتشف أن تصنيف النطاق يتضمن ثلاث شعب وليس اثنتين كما كان يُعتقد سابقًا. في البداية، وبسبب التشابهات الشكلية، صُنِّفت العتائق والبكتيريا معًا تحت اسم العتائق البكتيرية (Archaebacteria)، لكن العلماء أدركوا لاحقًا أن هذين النطاقين مختلفان جذريًا من الناحية الداخلية.