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三域學說
發布日期:2025-07-25 08:44:51


三域學說


在微生物分類學中常見的術語及命名方式提到三域學說,Carl Woese將生物分成古生菌域、細菌域和真核生物域。今天,我們來認識三域學說。


01三域學說的依據


三域學說是由Carl Woese以16SrRNA建立分子進化樹為基礎提出的生物系統分類學中的一個分類理論,其范圍在分類級別中的“界”之上。三域學說的分類依據主要通過三種技術方式,包括:

  • rRNA的順序和進化:通過對微生物的培養獲得純培養物,以獲得純培養物中的rRNA基因序列等信息,比對分析序列的信息,以確定微生物的親緣關系。


  • 特征序列或序列印記(signature sequence):利用計算機分析軟件,對rRNA全序列信息的分析比對,獲得在不同種群水平上的特異性的寡核苷酸序列,或在某些特定的序列位點上出現的單堿基印記。這一技術可以通過特異序列幫助某種微生物的分類歸屬。


  • 系統發育樹:(phylogenetic tree):以生物大分子序列的同源性程度構建的系統樹,類似樹枝一樣表示各生物之間的親緣關系。


以上的技術方式可以相互印證。琥珀曾在魚類上面構建過系統進化樹,最開始就是獲得魚類某一段基因序列信息,然后通過數據庫和分析軟件進行基因序列的同源性分析,并構建系統發育進化樹,以確定生物之間的親緣關系。在微生物上,亦可如此。

02三域學說的意義


在20世紀60年代,生物分類學劃分為動物界和植物界,主要包括了真核生物和原核生物,然而,古生菌的發現,使得這一劃分不能囊括所有生物,因此Carl Woese提出了三域學說。

三域學說以建立16 SrRNA系統發育樹為基礎,其意義在于:第一,使生物進化的研究范圍能夠覆蓋所有生物類群;第二,是一種衡量生物間系統發育關系的全新方法;第三,提供了探索生命起源和原始生命的發育進程的理論依據;第四,突破了細菌分類僅僅依靠形態學和生理生化特性的限制,完善了分類理論;第五,能夠對不經培養的微生物進行研究,為微生物多樣性和微生物生態學研究建立了新的研究理論和研究方法。

03三域學說的局限性


三域學說是根據16 SrRNA序列信息為基礎建立的,然而,隨著目前的研究發展,基因序列信息的不斷補充,以及生物在進化過程中出現水平基因的轉移現象,單靠16 SrRNA序列信息比對是不足以完成分類的,還需要借助其他生物技術獲得的生物信息,以完善生物系統發育樹的構建。
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