If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Նախակորիզավորների դասակարգումն ու բազմազանությունը

Նախակորիզավորների տարբեր խմբեր։ Բակտերիաների և արքեաների էվոլյուցիոն հարաբերություններ։ Էքստրեմաֆիլներ։

Հիմնական դրույթներ

  • Նախակորիզավոր օրգանիզմների՝ բակտերիաների և արքեաների վերնաթագավորությունները միմյանցից առանձնանում են կյանքի էվոլյուցիայի վաղ փուլերում։
  • Բակտերիաները շատ բազմազան են։ Դրանք կարող են լինել և՛ ախտածին, և՛ օգտակար՝ լուսասինթեզ իրականացնող և համակեցություններ ձևավորող։
  • Արքեաները ևս բազմազան են, բայց դրանք ախտածին չեն, և դրանցից շատերը բնակվում են ծայրահեղ պայմաններում։
  • ԴՆԹ-ի սեքվենավորման մետագենոմիկա կոչվող մեթոդը թույլ է տալիս գիտնականներին բացահայտել բակտերիաների և արքեաների նոր տեսակներ, ներառյալ այն տեսակները, որոնք չեն կարող արհեստական պայմաններում մշակվել։

Ներածություն

Նախակորիզավորները՝ բակտերիաներն ու արքեաները, տարածված են ամենուրեք։ Դրանք բնակվում են բոլոր էկոհամակարգերում, քո տան բոլոր մակերեսներին և բոլորիս օրգանիզմներում։ Որոշ նախակորիզավորներ բնակվում են մյուս բոլոր օրգանիզմների համար ծայրահեղ պայմաններում, օրինակ՝ օվկիանոսների հատակում առկա տաք աղբյուրներում։
Նկարի աղբյուր՝ "Black smoker in Atlantic ocean," ըստ P. Rona-ի (public domain)
Չնայած որ նախակորիզավորները մշտապես մեր կողքին են, շատ դժվար է դրանց հայտնաբերումը, հաշվումը ևւ դասակարգումը։ Գիտնականները կարծում են, որ այն բոլոր տեսակները, որոնք մինչ օրս բացահայտվել են, Երկրի վրա գոյություն ունեցող բոլոր նախակորիզավորների միայն փոքր մասն են կազմում1։ Իրականում «տեսակ» հասկացությունը դառնում է շատ բարդ նախակորիզավորների աշխարհում։
Այս հոդվածում նախ կուսումնասիրենք նախակորիզավորների հիմնական խմբերը։ Այնուհետև կբացահայտենք, թե ինչու ենք երբեմն դժվարանում դրանց ճանաչել և դասակարգել։ Վերջապես՝ մենք կտեսնենք, թե ինչպես են ԴՆԹ-ի սեքվենավորման մեթոդներն օգնում մեզ ավելի լավ ճանաչելու մեզ շրջապատող բակտերիաները։

Նախակորիզավորների «տոհմածառը»

Երկար ժամանակ նախակորիզավորները դասակարգված էին միայն մեկ վերնաթագավորության մեջ (մեծագույն կարգաբանական խմբավորում
Սակայն 1970 թվականին մանրէաբան Կառլ Վյոզեն իր աշխատանքով ապացուցեց, որ նախակորիզավորները բաժանվում են երկու հստակ տոհմերի կամ ծագման գծերի՝ արքեաներ և բակտերիաներ։ Այսօր նշված խմբերը համարվում են կյանքի երեք վերնաթագավորություններից երկուսը։ Երրորդ վերնաթագավորությունում (կորիզավորների) ներառված են բոլոր կորիզավոր օրգանիզմները, օրինակ՝ բույսեր, կենդանիներ և սնկեր2։
Էվոլյուցիոն ծառերը պատկերում են կյանքի երեք վերնաթագավորությունների(կորիզավորների, արքեաների և բակտերիաների) միջև առկա էվոլյուցիոն փոխհարաբերությունները։ Նախակորիզավորների 2 վերնաթագավորությունները(բակտերիաների և արքեաների) կազմված են մի շարք ավելի փոքր կարգաբանական խմբավորումներից։ Արքեաների վերնաթագավորությունը բաժանվում է հետևյալ խմբերի․ եվրարքեոտներ, կրենարքեոտներ, նանոարքեոտներ, և կորարքեոտներ։ Իսկ բակտերիաների վերնաթագավորությունը՝ պրոտեոբակտերիաների, քլամիդիաների, սպիրոխետների, ցիանոբակտերիաների և գրամ-դրական բակտերիաների խմբերին։
Նկարի աղբյուր՝ "Structure of prokaryotes: Figure 3," ըստ OpenStax College-ի, Biology (CC BY 3.0)
Միլիոնավոր տարիներ առաջ միմյանցից առանձնանալով՝ բակտերիաներն ու արքեաները բաժանվել են մի շարք խմբերի և տեսակների։

Բակտերիաներ

Բակտերիաների վերնաթագավորությունը կազմված է 5 հիմնական խմբերից՝ պրոտեոբակտերիաներ, քլամիդիաներ, սպիրոխետներ, ցիանոբակտերիաներ և գրամ-դրական բակտերիաներ։
Պրոտեոբակտերիաները իրենց հերթին բաժանվում են 5 խմբերի՝ ալֆայից էպսիլոն։ Այս խմբերում դասակարգված տեսակների ապրելակերպը շատ բազմազան է։ Դրանցից որոշները համակեցություն են առաջացնում բույսերի հետ, մյուսները բնակվում են ծովերի հատակին եղած աղբյուրներում, որոշներն էլ մարդկանց հիվանդությունների հարցուցիչներ են, օրինակ՝ ստամոքսի խոցի (Helicobacter pylori) և սննդային թունավորման (Salmonella
Ստորև ներկայացված է բակտերիաների 5 հիմնական տիպերի նկարագրությունը։ Առաջինը կնկարագրենք պրոտեոբակտերիաների տիպը, որը ներառում է 5 դասեր՝ ալֆա, բետա, գամմա, դելտա և էպսիլոն։ Ալֆա պրոտեոբակտերիաների տեսակների հիմնական մասը ֆոտոավտոտրոֆ են, բայց որոշներն էլ համակեցություններ են առաջացնում բույսերի և կենդանիների հետ, իսկ մի մասն էլ ախտածին է։ Գիտնականները կարծում են, որ կորիզավորների միտոքոնդրիումները առաջացել են այս խմբի բակտերիաներից։ Ներկայացված տեսակներում ներառված է Rhizobium-ը՝ ազոտ ամրագրող բակտերիա, որը համակեցություն է առաջացնում լոբազգի բույսերի արմատների հետ։ Իսկ Rickettsia ներբջջային օբլիգատ մակաբույծներն առաջացնում են տիֆ և քարքարոտ սարերի կետավոր տենդ կոչվող հիվանդությունները (սա այն տենդը չէ, որն առաջանում է վիտամին D-ի անբավարարությունից)։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված ցուպիկները Rickettsia-ներ են շատ ավելի մեծ կորիզավոր բջջում։
Բետա պրոտեոբակտերիաների տիպը բակտերիաների բազմազան խումբ է։ Որոշ տեսակներ կարևոր դեր ունեն ազոտի շրջապտույտում։ Ներկայացված տեսակները ներառում են Nitrosomonas բակտերիաները, որոնք օքսիդացնում են ամոնիումը՝ առաջացնելով նիտրատ, և Spirillum minus բակտերիաները, որոնք առաջացնում են առնետի խայթոցի տենդը։ Ստորև ներկայացված է պարուրաձև Spirillum minus բակտերիայի մանրադիտակային պատկերը։
Գամմա պրոտեոբակտերիաները ներառում են ինչպես մարդու աղիքներում բնակվող, համակեցություն առաջացնող օգտակար տեսակներ, այնպես էլ մեզ ծանոթ ախտածին տեսակներ։ Այս ենթախմբի որոշ ներկայացուցիչներ կարող են օքսիդացնել ծծումբ պարունակող միացություններ։ Ներկայացված տեսակները ներառում են Escherichia coli բակտերիան, որը, որպես կանոն, մարդու աղիքներում բնակվող օգտակար բակտերիա է, Salmonella տեսակի բակտերիաների որոշ տեսակներ, որոնք առաջացնում են սննդային թունավորումներ և որովայնային տիֆ, Yersinia pestis-ը՝ Բուբոնիկ ժանտախտի հարուցիչը, Psuedomonas aeruganosa-ն վարակում է թոքերը, Vibrio cholera բակտերիան խոլերա հիվանդության հարուցիչն է և ծծումբ առաջացնող Chromatium բակտերիան, որը օքսիդացնում է ծծումբը՝ առաջացնելով H2S։ Մանրադիտակային պատկերում ներկայացված է ցուպիկաձև Vibrio cholera բակետրիան, որն ունի մոտավորապես 1 միկրոն երկարություն։
Դելտա պրոտեոբակտերիաների որոշ տեսակներ անբարենպաստ պայմաններում ստեղծում են սպորառաջացնող պտղատու մարմին։ Որոշները վերականգնում են սուլֆատներն ու ծծումբը։ Այս տեսակի ներակայացուցիչներն են՝ միքսոբակտերիաները, որոնք անբարենպաստ պայմաններում ստեղծում են սպորառաջացնող մարմիններ, Desulfovibrio vulgaris անօդակյաց բակտերիաները, որոնք վերականգնում են ծծումբը։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված են ծռված ցուպիկաձև, անօդակյաց Desulfovibrio vulgaris բակտերիան՝ իր երկար մտրակով։
Էպսիլոն պրոտեոբակտերիաների տիպում ներառաված են մի շարք տեսակներ, որոնք բնակվում են մարդու մարսողական համակարգում՝ առաջացնելով համակեցություններ կամ հիվանդություններ։ Այս խմբի բակտերիաները հայտնաբերվել են խոր ծովերի հիդրաջերմային տաք և սառը աղբյուրնրի բնակավայրերում։
Հաջորդիվ նկարագրված է քլամիդիաների տիպը։ Այս խմբի բոլոր բակտերիաները կենդանական բջիջների օբլիգատ (պարտադիր) ներբջջային մակաբույծներ են։ Դրանց բջջապատում քիչ են պեպտիդոգլիկանները։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված է Chlamydia trachomatis-ով վարակված բջիջների քսուք։ Քլամիդիա վարակը սեռական ճանապարհով փոխանցվող ամենատարածված հիվանդություններից է և կարող է հանգեցնել կուրության։
Սպիրոխետների տիպի բոլոր ներկայացուցիչները պարուրաձև են։ Դրանց հիմնական մասը ազատ ապրող և անօդակյաց են, բայց որոշներն էլ ախտածին են։ Դրանց մտրակը տեղակայված է օրգանիզմի ներքին և արտաքին թաղանթների երկայնքով։ Այս տեսակի ներկյացուցիչներն են՝ Treponema pallidum սիֆիլիսի հարուցիչ բակտերիան և Լայմի հիվանդության հարուցիչ Borrelia burgdorferi բակտերիան։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված է խցանահանի տեսք ունեցող Trepanema pallidum բակտերիան (լայնությունը՝ մոտավորապես 1միկրոն)։
Ցիանոբակտերիաների տիպը հայտնի է նաև «կապտականաչ ջրիմուռներ» անվանումով։ Դրանք էներգիա են ստանում լուսասինթեզի միջոցով, տարածված են ամենուրեք՝ ցամաքում, ծովում և քաղցրահամ ջրերում։ Գիտնականները կարծում են, որ կորիզավոր բջիջների քլորոպլաստները առաջացել են այս խմբի բակտերիաներից։ Շատերը կարծում են, որ Prochlorococcus ցիանոբակտերիան մոլորակի ամենամեծածավալ լուսասինթեզ կատարող օրգանիզմն է, որն արտադրում է մոլորակի թթվածնի ծավալների կեսը։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված են Phormidium տեսակի ցուպիկաձև, երկար բակտերիաներ։
Գրամ-դրական բակտերիաներն ունեն հաստ բջջապատ և չունեն արտաքին թաղանթ։ Այս ենթախմբի հողում բնակվող բակտերիաները քայքայում են օրգանական նյութերը։ Որոշ տեսակներ ախտածին են։ Այս տեսակի ներկայացուցիչներն են Bacillus anthracis բակտերիան, որը սիբիրախտ հիվանդության հարուցիչն է, Clostridium difficile բակտերիան, որը հակաբիոտիկներով բուժման ընթացքում առաջացնում է փորլուծություն, Streptomyce բակտերիաները, որոնցից ստացվել են մի շարք հակաբիոտիկներ, այդ թվում նաև ստրեպտոմիցինը, և Mycoplasmas բակտերիաները, որոնք չափերով ամենափոքր բակտերիաներն են և չունեն բջջապատ։ Այս տիպի որոշ բակետրիաներ ազատ ապրող են, իսկ որոշները՝ ախտածին։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված է Clostridium difficile բակտերիան, որը ցուպիկաձև է և ունի մոտավորապես 3 միկրոն երկարություն։
Նկարի աղբյուրը՝ "Structure of prokaryotes: Figure 4," ըստ OpenStax College-ի, Biology, CC BY 4.0։ Բնօրինակի աղբյուրը՝ “Rickettsia rickettsia”: CDC-ի աշխատանքի ձևափոխումից “Spirillum minus”: Wolframm Adlassnig-ի աշխատանքի ձևափոխումից “Vibrio cholera”: Janice Haney Carr-ի աշխատանքի ձևափոխումից, CDC; “Desulfovibrio vulgaris”: Graham Bradley-ի աշխատանքի ձևափոխումից, “Campylobacter”: De Wood-ի աշխատանքի ձևափոխումից, Pooley, USDA, ARS, EMU; մասշտաբային ձողի տվյալները՝ ըստ Matt Russell-ի
Բակտերիաների մյուս չորս խմբերը նույնպես նախորդի նման բազմազան են։ Խլամիդիաները ախտածին են, բնակվում են տիրոջ բջիջներում, մինչդեռ ցիանոբակտերիաները լուսասինթեզ են կատարում՝ արտադրելով մոլորակի թթվածնի մեծ մասը։ Սպիրոխետները ներառում են և՛ անվնաս, և՛ վնասակար բակտերիաներ, ինչպես, օրինակ՝ Borrelia burgdorferi բակտերիան, որը Լայմի հիվանդության հարուցիչն է։ Նույնը վերաբերում է նաև գրամ-դրական բակտերիաներին, որոնց շարքին դասվում են և՛ մածուն առաջացնող բակտերիաները, և՛ Bacillus anthracis բակտերիաները, որոնք սիբիրախտի հարուցիչներն են։
Քլամիդիաները, սպիրոխետները, ցիանոբակտերիաներն ու գրամ-դրական բակտերիաները նկարագրված են այս աղյուսակում։
Քլամիդիաներ․ այս խմբի բոլոր բակտերիաները կենդանական բջիջների օբլիգատ մակաբույծներ են։ Դրանց բջջապատում քիչ են պեպտիդոգլիկանները։ Այս տիպի ներկայացուցիչ է Chlamydia trachomatis բակտերիան, որը կուրություն առաջացնող, տարածված սեռական հիվանդության հարուցիչ է։ Ներկայացուցչի մանրադիտակային պատկեր․ այս քսուքում Chlamydia trichomatis բակտերիաները բջջի ներսում վարդագույն ներառուկների տեսք ունեն։
Սպիրոխետներ․ այս տիպի շատ ներկայացուցիչներ պարուրաձև, ազատ ապրող, անօդակյաց բակտերիաներ են, բայց որոշներն էլ ախտածին են։ Դրանց մտրակը տեղակայված է օրգանիզմի ներքին և արտաքին թաղանթների երկայնքով։ Այս տիպի ներկայացուցիչներն են սիֆիլիս հիվանդության հարուցիչ Treponema pallidum տեսակի բակտերիաները և Լայմի հիվանդության հարուցիչ Borrelia burgdorferi բակտերիաները։ Ներկայացուցչի մանրադիտակային պատկեր․ խցանահանի տեսք ունեցող Treponema pallidum բակտերիաները։
Ցիանոբակտերիաներ․ հայտնի են նաև կապտականաչ ջրիմուռներ անվանումով։ Այս բակտերիաները էներգիա են ստանում լուսասինթեզի միջոցով։ Շատերը կարծում են, որ Prochlorococcus ցիանոբակտերիան մոլորակի ամենամեծածավալ լուսասինթեզ կատարող օրգանիզմն է, որն արտադրում է մոլորակի թթվածնի ծավալների կեսը։ Ներկայացուցչի մանրադիտակային պատկերը․ երկար, բարակ, ցուպիկաձև Phormidium բակտերիան։
Գրամ-դրական բակտերիաներ․ այս ենթախմբի հողում բնակվող բակտերիաները քայքայում են օրգանական նյութերը։ Որոշ տեսակներ ախտածին են։ Դրանք ունեն հաստ բջջապատ և չունեն արտաքին թաղանթ։ Այս տիպի ներկայացուցիչներն են Clostridium botulinum բակտերիան, որը բոտուլիզմի հարուցիչն է, Clostridium difficile բակտերիան, որը հակաբիոտիկներով բուժման ընթացքում առաջացնում է փորլուծություն, Streptomyce բակտերիաները, որոնցից ստացվել են մի շարք հակաբիոտիկներ, այդ թվում նաև ստրեպտոմիցինը և Mycoplasmas բակտերիաները, որոնք չափերով ամենափոքր բակտերիաներն են և չունեն բջջապատ։ Այս տիպի որոշ բակետրիաներ ազատ ապրող են, իսկ որոշները՝ ախտածին։ Ներկայացուցչի մանրադիտակային պատկերը․ Clostridium difficile ցուպիկաձև բակտերիա։
Նկարի աղբյուրը՝ "Structure of prokaryotes: Figure 5," ըստ OpenStax College-ի, Biology, CC BY 4.0։ Նկարի բնօրինակը՝ “Chlamydia trachomatis”: Dr. Lance-ի աշխատանքի ձևափոխումից Liotta Laboratory, NCI; credit “Treponema pallidum”: Dr. David Cox-ի աշխատանքի ձևափոխումից, CDC; “Phormidium”: USGS-ի աշխատանքի ձևափոխումից; “Clostridium difficile”: Lois S. Wiggs-ի աշխատանքի ձևափոխումից, CDC։ մասշտաբային ձողի տվյալները՝ ըստ Matt Russell-ի

Արքեաներ

Արքեաների վերնաթագավորությունը կազմված է 4 հիմնական խմբերից։ Զարմանալի է, բայց մինչ օրս մարդու համար ախտածին արքեաներ չեն հայտնաբերվել։
Արքեաներն ապրում են մեր և որոշ կենդանիների օրգանիզմներում (օրինակ՝ աղիքներում), բայց դրանք բոլորն էլ անվնաս կամ օգտակար են տիրոջ օրգանիզմի համար։ Թեպետ կան որոշ վարկածներ, բայց ոչ ոք դեռևս չգիտի՝ արդյոք բոլոր արքեաները մեզ համար «ընկերական» են, այն է՝ ինչու ախտածին տեսակներ դեռ չեն զարգացել։
Մարդու աղիքներում իրենց կյանքը վայելող արքեաներից զատ՝ գոյություն ունեն նաև բազմաթիվ էքստրեմոֆիլ տեսակներ, որոնք բնակվում են ոչ հյուրընկալ վայրերում՝ ներառյալ հրաբխային կամ ծովի հատակի տաք աղբյուրներում և աղով գերհագեցած միջավայրերում, օրինակ՝ Մեռյալ ծովում։
Ստորև նկարագրված են աքեաների 4 տիպերը։ Էվրիարքեոտներում ներառված են մեթանոգեն տեսակներ, որոնք, որպես նյութափոխանակության արգասիք, արտարդում են մեթան, ինչպես նաև աղաջրային ծայրահեղ պայմաններում բնակվող հալոբակտերիաներ։ Մեթանոգենները մարդկանց և կենդանիների օրգանիզմներում առաջացնում են գազերի կուտակումներ։ Դրանք կարող են չափերով մեծանալ՝ նմանվելով կարմիր փուչիկների, քանի որ իրենց թաղանթում ունեն բակտերիոռոդոպսին։ Բակտերիոռոդոպսինը նման է ցանցաթաղանթում առկա ռոդոպսին գունակին։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված են ցուպիկաձև հալոբակտերիաները։ Ամենուրեք տարածված կրենարքեոտ տիպի արքեաները կարևոր դեր ունեն ածխածնի ամրագրման գործընթացում։ Այս խմբի շատ ներկայացուցիչներ ծծմբից կախյալ էքստրեմոֆիլներ են։ Որոշները թերմոֆիլ կամ հիպերթերմոֆիլ են։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված են կոկերի տեսք ունեցող Sulfolobus արքեաների ցեղը, որոնք բնակվում են 75°- 80°C ջերմաստիճան և 2-3 pH ունեցող հրաբխային աղբյուրներում։ Նանոարքեաների տիպը այժմ ներառում է միայն 1 տեսակ՝ Nanoarchaeum equitans, որը հայտնաբերվել է Ատլանտյան օվկիանոսի հատակին և Յելոուսթոն ազգային պարկի հիդրոթերմալ աղբյուրների շրջանում։ Այն համակեցություն է առաջացնում արքեաների մեկ այլ տիպի ներկայացուցչի՝ Ignococcus-ի հետ։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված են երկու փոքր, կլոր N. equitans բջիջներ, որոնք միացած են չափերով ավելի մեծ Ignococcus բջջին։ Կորարքեոտները համարվում են կյանքի պարզագույն ձևերից մեկը և մինչ օրս հայտնաբերվել են միայն Յելոուսթոն ազգային պարկի տաք աղբյուրներց մեկում՝ Obsidian ավազանում։ Մանրադիտակային պատկերում ցուցադրված է այս խմբի ներկայացուցիչների մի քանի նմուշ, որոնք ունեն տարբեր տեսք։
Նկարի աղբյուրը՝ "Structure of prokaryotes: Figure 6," ըստ OpenStax College-ի, Biology, CC BY 4.0։ Նկարի բնօրինակը՝ “Halobacterium”: NASA-ի աշխատանքի ձևափոխումից “Nanoarchaeotum equitans”: Karl O. Stetter-ի աշխատանքի ձևափոխումից՝ “korarchaeota”: Office of Science of the U.S. Dept. of Energy-ի աշխատանքի ձևափոխումից; մասշտաբային ձողի տվյալները՝ ըստ Matt Russell-ի

Մի շարք «առեղծվածային նախակորիզավորները»

Տարիներ շարունակ նախակորիզավորներն ուսումնասիրելու միակ ձևը լաբորատորիայում աճեցնելն էր։ Եթե ստացվում էր տվյալ օրգանիզմն ագարի թասիկում կամ հեղուկ կուլտուրայում աճեցնել, ապա գիտնականները կարողանում էին ուսումնասիրել և վերլուծել դրանց։ Հետևաբար այդ օրգանիզմը ավելացվում էր նախակորիզավորների տեսակների ցանկում։
Այնուամենայնիվ, որոշ նախակորիզավորներ չեն կարող աճել լաբորատոր պայմաններում (համենայն դեպս, չեն կարողանում աճել գիտնականների կողմից փորձարկվող պայմաններում)։ Փաստորեն, բակտերիաների և արքեաների 99%-ը լաբորատոր պայմաններում աճեցվող չեն։
Ցուցադրված են կարմիր ագար և բակտերիաներ պարունակող երկու թասիկներ։ Երկու թասիկներն էլ ծածկված են բակտերիաների գաղութներով։ Աջում առկա են հեմոլիտիկ բակտերիաներ, և թասիկի այն հատվածներում, որտեղ բակտերիաներն աճում են, կարմիր ագարը դառնում է թափանցիկ։ Ձախում առկա են ոչ հեմոլիտիկ բակտերիաներ, և ագարը թափանցիկ չէ։
Այս ագարի թասիկների աճի միջավայրում առկա են նաև արյան կարմիր բջիջներ։ Արյան ագարը հեմոլիտիկ (արյունը քայքայող) Streptococcus բակտերիաների ներկայությամբ թափանցիկ է դառնում։ Նկարի աղբյուրը՝ Prokaryotic diversity: Figure 6, ըստ OpenStax College-ի, Biology, (CC BY 4.0)։ Նկարի բնօրինակը՝ ըստ Bill Branson, NCI
Սա ցուցադրում է նախակորիզավորների վերաբերյալ մեր գիտելիքների սղությունը։ Համեմատության համար նշեմ նաև, որ այժմ հայտնի է կորիզավորների 8,7 միլիոն տեսակ6։ Եթե աճեցման այս խնդիրն ունենայինք նաև կորիզավորների հետ, ապա մենք տեղեկացված կլինեինք կորիզավոր միայն 87000 տեսաների մասին։ Այս ամենի պատճառով կյանքի ծառը կարող էր շատ դատարկ լինել և մեր գիտելիքներն ու պատկերացումները կորիզավորների մասին կարող էին շատ սակավ լինել։ Օրինակ՝ կարող էինք տեղեկացված լինել, որ կան կենդանիներ, բայց քիչ տեղեկություն ունենալ բույսերի և սնկերի մասին։

Ինչ է նախակորիզավոր տեսակը

Նախակորիզավոր տեսակներ գտնելու համար մենք երևի թե պետք է սահմնանենք, թե ինչ են դրանք։ Սա կարող է պարզ հարց թվալ, բայց եթե դու մանրէաբան լինեիր, քեզ համար այդ հարցը բավականին բարդ և նույնիսկ հակասական կլիներ։
Կորիզավորների համար գիտնականների մեծ մասը սահմանում է տեսակը որպես օրգանիզմների խումբ, որոնք կարող են ազատ խաչասերվել և թողնել բեղուն սերունդ։ Այս սահմանումը համապատասխանում է սեռական եղանակով բազմացող տեսակներին, բայց այդքան էլ չի համապատասխանում բակտերիայի նման օրգանիզմներին։ Բակտերիաները բազմանում են անսեռ եղանակով՝ առաջացնելով իրենց պատճենները, այսինքն՝ նրանք չեն խաչասերվում։
Դրա փոխարեն գիտնականները բակտերիաներն ու արքեաները դասակարգում են՝ հիմնվելով դրանց արտաքին, ֆիզիոլոգիական և գենետիկ նմանությունների վրա7։ Շատերը անվանվում են՝ ըստ Լինեանի դասակարգման, այսինքն՝ դրանց անվան մեջ նշվում է և՛ ցեղը, և՛ տեսակը։ Բայց այն հարցրերը, թե արդյոք կամ ինչպես պետք է նախակորիզավորները խմբավորվեն տեսակների, դեռևս գիտնականների համար շարունկաում է մնալ քննարկման թեմա։ Այս օրգանիզմների համար ճշգրիտ «տեսակների հայեցակարգը» դեռևս մշակման փուլում է8։

Մետագենոմիկա․ մանրէների ուսումնասիրության նոր տեսակետ

Գիտնականները մոտարկել են, որ կարող են գոյություն ունենալ նախակորիզավորների միլիոնավոր տեսակներ (կամ տեսականման խմբեր), բայց մենք դրանց մեծ մասի մասին շատ քիչ տեղեկություն ունենք1։ Սակայն այս իրավիճակը սկսել է փոխվել ԴՆԹ-ի լայնածավալ սեքվենավորման շնորհիվ։
ԴՆԹ-ի սեքվենավորումը գիտնականների համար հնարավոր է դարձնում նախակորիզավորների ամբողջ համայնքների հենց իրենց բնակավայրերում ուսումնասիրումը՝ ներառյալ նաև այն նախակորիզավորները, որոնք չեն աճեցվում և նախկինում գիտնականների համար «անտեսանելի» էին։
Այսպիսի համայնքների հավաքական գենոմը կոչվում է մետագենոմ, իսկ մետագենոմների հաջորդականության վերլուծությունը հայտնի է որպես մետագենոմիկա։ Նախակորիզավորների մետագենոմիկան, իմ կարծիքով, կենսաբանության ամենահետաքրքիր և առեղծվածային ոլորտներից մեկն է։
Օրինակ՝ տաք աղբյուրների մանրէաբանական շերտից, ինչպես, օրինակ՝ Յելոուսթոն ազգային պարկի գեղեցիկ, գունավոր շերտից ԴՆԹ-ի նմուշի վերցնելը։ Այս հարուստ կենսաբանական համայնքի նույնիսկ փոքրիկ նմուշը պարունակում է տարբեր տեսակների մի շարք առանձնյակներ9։
Նկարի աղբյուր՝ "Bacteria mat," ըստ sevenblock-ի CC BY-NC-SA 2.0
ԴՆԹ-ի նմուշների սեքվենավորման և վերլուծության միջոցով գիտնականները կարող են հավաքել նախկինում անհայտ տեսակների ամբողջական գենոմներ։ Որոշ դեպքերում էլ նրանք օգտագործում են հատուկ գեների հաջորդականության տեղեկույթը, որպեսզի հասկանան, թե ինչ տեսակի նախակորիզավոր է առկա տվյալ միջավայրում (թե ինչպես են դրանք հարաբերվում միմյանց և մեզ հայտնի այլ տեսակների հետ)։ ԴՆԹ-ի նմուշներում հայտնաբերված գեները նաև որոշ տեղեկույթ են տրամադրում ուսումնասիրվող համայնքի օրգանիզմների նյութափոխանակային եղանակների մասին։

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: