نظام ثلاثي المجالات

نظام المجالات الثلاثة هو نظام تصنيفي يجمع كل الحياة الخلوية في ثلاثة مجالات ، وهي العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى ، وقد قدمه كارل ووز وأوتو كاندلر ومارك ويليس في عام 1990. ^{[ 1 ]} والفرق الرئيسي عن التصنيفات السابقة مثل نظام الإمبراطوريتين وتصنيف الممالك الخمس هو فصل العتائق (التي كانت تسمى سابقًا "البكتيريا القديمة") عن البكتيريا ككائنات حية مختلفة تمامًا.

لقد طعن العلماء في نظام المجالات الثلاثة، إذ يعتقدون أن حقيقيات النوى لا تشكل مجالًا منفصلًا من مجالات الحياة، بل تمثل فرعًا حيويًا إلى جانب العتائق، ضمن مجال مشترك واحد. ^{[ 2 ]} وقد ظهر إجماع على أن حقيقيات النوى قد تطورت من داخل العتائق كما هو مُعرَّف تقليديًا (لها صلات قرابة مع عتائق أسغارد )، بدلًا من كونها مجموعة شقيقة منفصلة.

جادل ووز، استنادًا إلى الاختلافات في جينات الحمض النووي الريبوزي 16S ، بأن البكتيريا والعتائق وحقيقيات النوى نشأت كلٌ على حدة من سلف ذي آلية وراثية ضعيفة التطور ، يُطلق عليه غالبًا اسم السلف الأولي . ولعكس هذه السلالات الأولية، اعتبر كلًا منها نطاقًا، مقسمًا إلى عدة ممالك مختلفة . في الأصل، كان تقسيمه للكائنات بدائية النوى إلى البكتيريا الحقيقية ( البكتيريا حاليًا ) والعتائق ( العتائق حاليًا ). ^{[ 3 ]} استخدم ووز في البداية مصطلح "المملكة" للإشارة إلى المجموعات التطورية الثلاث الرئيسية، وشاع استخدام هذه التسمية حتى تم اعتماد مصطلح "النطاق" في عام 1990. ^{[ 1 ]}

كان قبول صحة تصنيف ووز، القائم على أسس علم الوراثة، عمليةً بطيئة. فقد اعترض علماء أحياء بارزون، من بينهم سلفادور لوريا وإرنست ماير، على تقسيمه للكائنات بدائية النواة. ^{[ 4 ] [ 5 ]} ولم تقتصر الانتقادات الموجهة إليه على المستوى العلمي فحسب، بل إن عقدًا من العمل المضني في فهرسة النيوكليوتيدات أكسبه سمعةً بأنه "شخص غريب الأطوار"، حتى أن مقالًا نُشر في مجلة ساينس عام 1997 وصفه بـ"الثوري المُشوَّه في علم الأحياء الدقيقة". ^{[ 6 ]} ومع تزايد البيانات الداعمة، تقبَّل المجتمع العلمي وجود العتائق بحلول منتصف ثمانينيات القرن العشرين. ^{[ 7 ]} واليوم، لا يزال عدد قليل جدًا من العلماء يقبلون مفهوم وحدة بدائيات النوى. ^{[ 8 ]}

يشمل النظام ذو المجالات الثلاثة العتائق (الممثلة بـ Sulfolobus ، على اليسار)، والبكتيريا (الممثلة بـ Staphylococcus aureus ، في الوسط) وحقيقيات النوى (الممثلة بضفدع الشجر الأخضر الأسترالي ، على اليمين).

يُضيف نظام النطاقات الثلاثة مستوىً تصنيفيًا (النطاقات) "فوق" الممالك الموجودة في أنظمة الممالك الخمس أو الست المستخدمة سابقًا . يُقرّ هذا النظام التصنيفي بالانقسام الجوهري بين مجموعتي بدائيات النوى، حيث تبدو العتائق أقرب صلةً بحقيقيات النوى منها ببدائيات النوى الأخرى - وهي كائنات شبيهة بالبكتيريا لا تحتوي على نواة خلوية . يُصنّف نظام النطاقات الثلاثة الممالك المعروفة سابقًا إلى هذه النطاقات الثلاثة: العتائق ، والبكتيريا ، وحقيقيات النوى . ^{[ 9 ]}

يميل كل نوع من أنواع الخلايا الثلاثة إلى التخصص في أدوار أو وظائف محددة. وتُعد البكتيريا من أكثر الكائنات تكاثرًا، على الأقل في البيئات المعتدلة. أما العتائق، فتميل إلى التكيف بسرعة مع البيئات القاسية، مثل درجات الحرارة المرتفعة، والأحماض العالية، والكبريت العالي، وما إلى ذلك. ويشمل ذلك التكيف مع استخدام مجموعة واسعة من مصادر الغذاء. وتُعد حقيقيات النوى الأكثر مرونة فيما يتعلق بتكوين مستعمرات تعاونية، كما هو الحال في الكائنات متعددة الخلايا، بما في ذلك الإنسان. في الواقع، من المرجح أن يكون تركيب حقيقيات النوى قد نشأ من اندماج أنواع مختلفة من الخلايا، مما أدى إلى تكوين عضيات .

يُعدّ Parakaryon myojinensis ( incertae sedis ) كائنًا وحيد الخلية معروفًا بكونه مثالًا فريدًا. "يبدو أن هذا الكائن الحي شكل حياة متميز عن بدائيات النوى وحقيقيات النوى "، ^{[ 11 ]} مع سمات كليهما.

وقد تم التشكيك في أجزاء من نظرية المجالات الثلاثة من قبل علماء من بينهم إرنست ماير ، وتوماس كافاليير سميث ، ورادهاي إس. غوبتا . ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

اقترحت دراسات حديثة أن حقيقيات النوى ربما تكون قد انفصلت فعليًا عن نطاق العتائق. ووفقًا لسبانج وآخرون ، تُشكل لوكياركيوتا مجموعة أحادية النمط مع حقيقيات النوى في التحليلات الجينومية التطورية. كما تُشفّر الجينومات المرتبطة بها مجموعة موسعة من البروتينات المميزة لحقيقيات النوى، مما يُشير إلى قدرات متطورة لإعادة تشكيل الأغشية. ^{[ 15 ]} تُشير هذه الدراسة إلى نظام ثنائي النطاقات بدلًا من النظام ثلاثي النطاقات. ^{[ 16 ] [ 2 ] [ 9 ]} ولا يزال الجدل قائمًا حول كيفية ووقت تطور العتائق والبكتيريا وحقيقيات النوى، وكيفية ارتباطها ببعضها البعض. ^{[ 17 ] [ 9 ] [ 18 ]} وبحلول منتصف العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين، أصبحت فكرة تطور الخلية المضيفة لحقيقيات النوى من عتائق أسغارد مقبولة على نطاق واسع. ^{[ 19 ]}