生命之树主干:域、界、门

地球生命怎么分类?这一页汇总游戏里生命之树的域、界、门,讲它们的上下级关系。

地球上所有生命都来自同一个祖先,所以可以画成一棵树。树根是“最后共同祖先”,从它分出三大域:细菌域、古菌域和真核域;真核域再分成五个界;每个域或界下面是一批门。这一页讲的是游戏里生命之树的“主干”,也就是最上面的三层:域、界、门,不包括更细的纲、目、科。

生命之树的三域划分,是一次真正的改写。过去人们把生命分成细菌和别的;比较核糖体 RNA 后才发现,“细菌”其实是两类截然不同的生命,古菌从此独立成支(Woese 与 Fox,《PNAS》1977)。随后,生命之树被重新划分为细菌、古菌、真核生物三大域(Woese、Kandler 与 Wheelis,《PNAS》1990)。

树根:最后共同祖先

最后共同祖先(LUCA)是树根。从现代基因反推,它可能生活在高温、缺氧、富含氢的深海热泉附近(Weiss 等,《Nature Microbiology》2016)。树上所有的域,都隶属于它。

三大域

域拉丁名下属门的数量
细菌域Bacteria九个门
古菌域Archaea四个门
真核域Eukaryota五个界,各含若干门

细菌域的九个门

细菌域下属的九个门是:蓝细菌门、假单胞菌门(变形菌门)、芽孢杆菌门(厚壁菌门)、放线菌门、拟杆菌门、螺旋体门、异常球菌门、产液菌门和热袍菌门。

古菌域的四个门

  • 甲烷杆菌门(广古菌门)
  • 热变形菌门(泉古菌门)
  • 亚硝化球菌门(奇古菌门)
  • 阿斯加德古菌门

阿斯加德古菌门的位置很有意思。在深海沉积物中找到的洛基古菌,携带许多原以为只有真核生物才有的基因(Spang 等,《Nature》2015)。这提示真核生物与古菌的关系格外近。

真核域的五个界

真核域在游戏里分成五个界,每个界下面各有一批门。

界下属的门
原生动物界眼虫门、变形虫门、领鞭毛门
色素界褐藻门、纤毛门、有孔虫门、定鞭藻门、顶复门、甲藻门
植物界红藻门、绿藻门、轮藻门、苔藓植物门、蕨类植物门、裸子植物门、被子植物门
真菌界壶菌门、球囊菌门、子囊菌门、担子菌门
动物界多孔动物门、刺胞动物门、栉板动物门、扁形动物门、线虫动物门、轮虫动物门、缓步动物门、环节动物门、软体动物门、腕足动物门、节肢动物门、棘皮动物门、脊索动物门

动物界下属的门最多,共十三个。植物界从红藻、绿藻一路排到被子植物,几乎就是一条植物登陆的路线:轮藻门之后才出现苔藓植物门,再到蕨类、裸子植物和被子植物。

数一数这棵树

把三个域的门加起来:细菌域九个,古菌域四个,真核域的五个界合起来共三十三个,总共四十六个门。动物界的十三个门是全树里最多的一个界,色素界六个,植物界七个,真菌界四个,原生动物界三个。这棵树只画到“门”这一层,所以看不到更细的分类。整棵树只有一个根、三个域,从根往上一层层分叉,越往上分得越细。

树上的几个关键事件

  • 内共生:线粒体和叶绿体曾是独立的细菌,被吞下后成了细胞的一部分,这个学说当年被十几家期刊拒稿(马古利斯,署名 Sagan,《Journal of Theoretical Biology》1967)。

想读原文,可以搜这些题目

  • Woese 与 Fox(1977):《Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms》,大意是“原核生物域的系统发育结构:初级的界”
  • Woese 等(1990):《Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya》,大意是“迈向生物的自然系统:古菌域、细菌域和真核域的提议”
  • Spang 等(2015):《Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes》,大意是“弥合原核生物与真核生物鸿沟的复杂古菌”
  • Weiss 等(2016):《The physiology and habitat of the last universal common ancestor》,大意是“最后共同祖先的生理与栖息地”

真实依据

  • 细菌域(Bacteria):生命之树上的域,隶属于最后共同祖先。

  • 蓝细菌门(Cyanobacteriota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 假单胞菌门(变形菌门)(Pseudomonadota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 芽孢杆菌门(厚壁菌门)(Bacillota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 放线菌门(Actinomycetota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 拟杆菌门(Bacteroidota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 螺旋体门(Spirochaetota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 异常球菌门(Deinococcota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 产液菌门(Aquificota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 热袍菌门(Thermotogota):生命之树上的门,隶属于细菌域。

  • 古菌域(Archaea):生命之树上的域,隶属于最后共同祖先。

  • 甲烷杆菌门(广古菌门)(Methanobacteriota):生命之树上的门,隶属于古菌域。

  • 热变形菌门(泉古菌门)(Thermoproteota):生命之树上的门,隶属于古菌域。

  • 亚硝化球菌门(奇古菌门)(Nitrososphaerota):生命之树上的门,隶属于古菌域。

  • 阿斯加德古菌门(Asgardarchaeota):生命之树上的门,隶属于古菌域。

  • 真核域(Eukaryota):生命之树上的域,隶属于最后共同祖先。

  • 原生动物界(Protozoa):生命之树上的界,隶属于真核域。

  • 眼虫门(Euglenozoa):生命之树上的门,隶属于原生动物界。

  • 变形虫门(Amoebozoa):生命之树上的门,隶属于原生动物界。

  • 领鞭毛门(Choanozoa):生命之树上的门,隶属于原生动物界。

  • 色素界(Chromista):生命之树上的界,隶属于真核域。

  • 褐藻门(Ochrophyta):生命之树上的门,隶属于色素界。

  • 纤毛门(Ciliophora):生命之树上的门,隶属于色素界。

  • 有孔虫门(Foraminifera):生命之树上的门,隶属于色素界。

  • 定鞭藻门(Haptophyta):生命之树上的门,隶属于色素界。

  • 顶复门(Apicomplexa):生命之树上的门,隶属于色素界。

  • 甲藻门(Dinoflagellata):生命之树上的门,隶属于色素界。

  • 植物界(Plantae):生命之树上的界,隶属于真核域。

  • 红藻门(Rhodophyta):生命之树上的门,隶属于植物界。

  • 绿藻门(Chlorophyta):生命之树上的门,隶属于植物界。

  • 轮藻门(Charophyta):生命之树上的门,隶属于植物界。

  • 苔藓植物门(Bryophyta):生命之树上的门,隶属于植物界。

  • 蕨类植物门(Pteridophyta):生命之树上的门,隶属于植物界。

  • 裸子植物门(Gymnospermae):生命之树上的门,隶属于植物界。

  • 被子植物门(Angiospermae):生命之树上的门,隶属于植物界。

  • 真菌界(Fungi):生命之树上的界,隶属于真核域。

  • 壶菌门(Chytridiomycota):生命之树上的门,隶属于真菌界。

  • 球囊菌门(Glomeromycota):生命之树上的门,隶属于真菌界。

  • 子囊菌门(Ascomycota):生命之树上的门,隶属于真菌界。

  • 担子菌门(Basidiomycota):生命之树上的门,隶属于真菌界。

  • 动物界(Animalia):生命之树上的界,隶属于真核域。

  • 多孔动物门(Porifera):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 刺胞动物门(Cnidaria):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 栉板动物门(Ctenophora):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 扁形动物门(Platyhelminthes):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 线虫动物门(Nematoda):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 轮虫动物门(Rotifera):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 缓步动物门(Tardigrada):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 环节动物门(Annelida):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 软体动物门(Mollusca):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 腕足动物门(Brachiopoda):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 节肢动物门(Arthropoda):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 棘皮动物门(Echinodermata):生命之树上的门,隶属于动物界。

  • 脊索动物门(Chordata):生命之树上的门,隶属于动物界。

相关研究

这些研究和本页主题相关,但不是本页内容的直接证明。

  • 第三种生命:比较核糖体 RNA 后发现,“细菌”其实是两类截然不同的生命,古菌从此独立成支。

    出处:Woese & Fox, PNAS 1977, "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms"

  • 三域系统:生命之树被重新划分为细菌、古菌、真核生物三大域。

    出处:Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990, "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya"

  • 内共生学说:马古利斯提出线粒体和叶绿体曾是独立的细菌,被吞下后成了细胞的一部分。当年被十几家期刊拒稿。

    出处:Sagan (Margulis), Journal of Theoretical Biology 1967, "On the origin of mitosing cells"

  • LUCA 的家:从现代基因反推,所有生命的共同祖先可能生活在高温、缺氧、富含氢的深海热泉附近。

    出处:Weiss et al., Nature Microbiology 2016, "The physiology and habitat of the last universal common ancestor"

  • 阿斯加德古菌:在深海沉积物中找到的洛基古菌,携带许多原以为只有真核生物才有的基因。

    出处:Spang et al., Nature 2015, "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"