生命之樹主幹:域、界、門
地球生命怎麼分類?這一頁彙總遊戲裡生命之樹的域、界、門,講它們的上下級關係。
地球上所有生命都來自同一個祖先,所以可以畫成一棵樹。樹根是“最後共同祖先”,從它分出三大域:細菌域、古菌域和真核域;真核域再分成五個界;每個域或界下面是一批門。這一頁講的是遊戲裡生命之樹的“主幹”,也就是最上面的三層:域、界、門,不包括更細的綱、目、科。
生命之樹的三域劃分,是一次真正的改寫。過去人們把生命分成細菌和別的;比較核糖體 RNA 後才發現,“細菌”其實是兩類截然不同的生命,古菌從此獨立成支(Woese 與 Fox,《PNAS》1977)。隨後,生命之樹被重新劃分為細菌、古菌、真核生物三大域(Woese、Kandler 與 Wheelis,《PNAS》1990)。
樹根:最後共同祖先
最後共同祖先(LUCA)是樹根。從現代基因反推,它可能生活在高溫、缺氧、富含氫的深海熱泉附近(Weiss 等,《Nature Microbiology》2016)。樹上所有的域,都隸屬於它。
三大域
| 域 | 拉丁名 | 下屬門的數量 |
|---|---|---|
| 細菌域 | Bacteria | 九個門 |
| 古菌域 | Archaea | 四個門 |
| 真核域 | Eukaryota | 五個界,各含若干門 |
細菌域的九個門
細菌域下屬的九個門是:藍細菌門、假單胞菌門(變形菌門)、芽孢桿菌門(厚壁菌門)、放線菌門、擬桿菌門、螺旋體門、異常球菌門、產液菌門和熱袍菌門。
古菌域的四個門
- 甲烷桿菌門(廣古菌門)
- 熱變形菌門(泉古菌門)
- 亞硝化球菌門(奇古菌門)
- 阿斯加德古菌門
阿斯加德古菌門的位置很有意思。在深海沉積物中找到的洛基古菌,攜帶許多原以為只有真核生物才有的基因(Spang 等,《Nature》2015)。這提示真核生物與古菌的關係格外近。
真核域的五個界
真核域在遊戲裡分成五個界,每個界下面各有一批門。
| 界 | 下屬的門 |
|---|---|
| 原生動物界 | 眼蟲門、變形蟲門、領鞭毛門 |
| 色素界 | 褐藻門、纖毛門、有孔蟲門、定鞭藻門、頂復門、甲藻門 |
| 植物界 | 紅藻門、綠藻門、輪藻門、苔蘚植物門、蕨類植物門、裸子植物門、被子植物門 |
| 真菌界 | 壺菌門、球囊菌門、子囊菌門、擔子菌門 |
| 動物界 | 多孔動物門、刺胞動物門、櫛板動物門、扁形動物門、線蟲動物門、輪蟲動物門、緩步動物門、環節動物門、軟體動物門、腕足動物門、節肢動物門、棘皮動物門、脊索動物門 |
動物界下屬的門最多,共十三個。植物界從紅藻、綠藻一路排到被子植物,幾乎就是一條植物登陸的路線:輪藻門之後才出現苔蘚植物門,再到蕨類、裸子植物和被子植物。
數一數這棵樹
把三個域的門加起來:細菌域九個,古菌域四個,真核域的五個界合起來共三十三個,總共四十六個門。動物界的十三個門是全樹裡最多的一個界,色素界六個,植物界七個,真菌界四個,原生動物界三個。這棵樹只畫到“門”這一層,所以看不到更細的分類。整棵樹只有一個根、三個域,從根往上一層層分叉,越往上分得越細。
樹上的幾個關鍵事件
- 內共生:線粒體和葉綠體曾是獨立的細菌,被吞下後成了細胞的一部分,這個學說當年被十幾家期刊拒稿(馬古利斯,署名 Sagan,《Journal of Theoretical Biology》1967)。
想讀原文,可以搜這些題目
- Woese 與 Fox(1977):《Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms》,大意是“原核生物域的系統發育結構:初級的界”
- Woese 等(1990):《Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya》,大意是“邁向生物的自然系統:古菌域、細菌域和真核域的提議”
- Spang 等(2015):《Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes》,大意是“彌合原核生物與真核生物鴻溝的複雜古菌”
- Weiss 等(2016):《The physiology and habitat of the last universal common ancestor》,大意是“最後共同祖先的生理與棲息地”
真實依據
細菌域(Bacteria):生命之樹上的域,隸屬於最後共同祖先。
藍細菌門(Cyanobacteriota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
假單胞菌門(變形菌門)(Pseudomonadota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
芽孢桿菌門(厚壁菌門)(Bacillota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
放線菌門(Actinomycetota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
擬桿菌門(Bacteroidota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
螺旋體門(Spirochaetota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
異常球菌門(Deinococcota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
產液菌門(Aquificota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
熱袍菌門(Thermotogota):生命之樹上的門,隸屬於細菌域。
古菌域(Archaea):生命之樹上的域,隸屬於最後共同祖先。
甲烷桿菌門(廣古菌門)(Methanobacteriota):生命之樹上的門,隸屬於古菌域。
熱變形菌門(泉古菌門)(Thermoproteota):生命之樹上的門,隸屬於古菌域。
亞硝化球菌門(奇古菌門)(Nitrososphaerota):生命之樹上的門,隸屬於古菌域。
阿斯加德古菌門(Asgardarchaeota):生命之樹上的門,隸屬於古菌域。
真核域(Eukaryota):生命之樹上的域,隸屬於最後共同祖先。
原生動物界(Protozoa):生命之樹上的界,隸屬於真核域。
眼蟲門(Euglenozoa):生命之樹上的門,隸屬於原生動物界。
變形蟲門(Amoebozoa):生命之樹上的門,隸屬於原生動物界。
領鞭毛門(Choanozoa):生命之樹上的門,隸屬於原生動物界。
色素界(Chromista):生命之樹上的界,隸屬於真核域。
褐藻門(Ochrophyta):生命之樹上的門,隸屬於色素界。
纖毛門(Ciliophora):生命之樹上的門,隸屬於色素界。
有孔蟲門(Foraminifera):生命之樹上的門,隸屬於色素界。
定鞭藻門(Haptophyta):生命之樹上的門,隸屬於色素界。
頂復門(Apicomplexa):生命之樹上的門,隸屬於色素界。
甲藻門(Dinoflagellata):生命之樹上的門,隸屬於色素界。
植物界(Plantae):生命之樹上的界,隸屬於真核域。
紅藻門(Rhodophyta):生命之樹上的門,隸屬於植物界。
綠藻門(Chlorophyta):生命之樹上的門,隸屬於植物界。
輪藻門(Charophyta):生命之樹上的門,隸屬於植物界。
苔蘚植物門(Bryophyta):生命之樹上的門,隸屬於植物界。
蕨類植物門(Pteridophyta):生命之樹上的門,隸屬於植物界。
裸子植物門(Gymnospermae):生命之樹上的門,隸屬於植物界。
被子植物門(Angiospermae):生命之樹上的門,隸屬於植物界。
真菌界(Fungi):生命之樹上的界,隸屬於真核域。
壺菌門(Chytridiomycota):生命之樹上的門,隸屬於真菌界。
球囊菌門(Glomeromycota):生命之樹上的門,隸屬於真菌界。
子囊菌門(Ascomycota):生命之樹上的門,隸屬於真菌界。
擔子菌門(Basidiomycota):生命之樹上的門,隸屬於真菌界。
動物界(Animalia):生命之樹上的界,隸屬於真核域。
多孔動物門(Porifera):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
刺胞動物門(Cnidaria):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
櫛板動物門(Ctenophora):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
扁形動物門(Platyhelminthes):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
線蟲動物門(Nematoda):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
輪蟲動物門(Rotifera):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
緩步動物門(Tardigrada):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
環節動物門(Annelida):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
軟體動物門(Mollusca):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
腕足動物門(Brachiopoda):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
節肢動物門(Arthropoda):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
棘皮動物門(Echinodermata):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
脊索動物門(Chordata):生命之樹上的門,隸屬於動物界。
相關研究
這些研究和本頁主題相關,但不是本頁內容的直接證明。
第三種生命:比較核糖體 RNA 後發現,“細菌”其實是兩類截然不同的生命,古菌從此獨立成支。
出處:Woese & Fox, PNAS 1977, "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms"
三域系統:生命之樹被重新劃分為細菌、古菌、真核生物三大域。
出處:Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990, "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya"
內共生學說:馬古利斯提出線粒體和葉綠體曾是獨立的細菌,被吞下後成了細胞的一部分。當年被十幾家期刊拒稿。
出處:Sagan (Margulis), Journal of Theoretical Biology 1967, "On the origin of mitosing cells"
LUCA 的家:從現代基因反推,所有生命的共同祖先可能生活在高溫、缺氧、富含氫的深海熱泉附近。
出處:Weiss et al., Nature Microbiology 2016, "The physiology and habitat of the last universal common ancestor"
阿斯加德古菌:在深海沉積物中找到的洛基古菌,攜帶許多原以為只有真核生物才有的基因。
出處:Spang et al., Nature 2015, "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"
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