Üç Üst Âlem (Domain) Sistemi
İbni Sina islam dünyasının önemli bilim insanlarından biridir. Bir çok alanda önemli bilimsel çalışmalar yapmıştır. Bu alanlardan bazıları; tıp, matematik, kimya, coğrafya, astronomi ve felsefedir.
► Kitabü'ş Şifa adlı eserinde hayvan ve bitkilerin sınıflandırılmasıyla ilgili geniş bilgiler sunmuştur.
► Bu canlıların morfolojik benzerlikleri, anatomileri, yaşam alanları, davranışları gibi özelliklerini dikkate alarak sınıflandırmıştır.
► Başlangıçta canlılar genel olarak morfolojik ve ekolojik özelliklerine göre sınıflandırılmıştır.
► O dönemde canlılar; bitkiler ve hayvanlar şeklinde iki büyük gruba ayrılmıştır.
► Bu bilgiler ışığında günümüzde sınıflandırma işlemleri gelişerek son şeklini almıştır.
Biyolojik Sınıflandırma Sistemi
► Günümüz sistematikçileri canlıları Üç Üst Alem (üçlü domain sistemi) içerisinde gruplandırmaktadırlar.
Üçlü domain sisteminde; organizmalar üç ana gruba ayrılır.
1. Bakteriler (Bacteria) Üst Alemi (Domaini)
2. Arkeler (Archaea) Üst Alemi (Domaini)
3. Ökaryotlar (Eukarya) Üst Alemi (Domaini)
Ökaryotlar domaini ise dört alemden oluşur. Bunlar;
♦ Protista Alemi
♦ Bitkiler Alemi
♦ Mantarlar Alemi
♦ Hayvanlar Alemi
► Üçlü Domain Sistemin amacı; organizmalar arasındaki genetik ve yapısal farklılıkların göz önünde bulundurularak daha kapsayıcı ve doğru bir sınıflandırma yapılmasıdır.
► Önceleri bakterilerle birlikte gruplandırılan Arkelerin günümüzde ayrı bir grup olarak ele alınması mikroorganizmaların çeşitliliği ve ekolojik öneminin anlaşılması için çok önemlidir.
► Üçlü domain sistemde yer alan canlılar; ortak özelliklerinin yanısıra birbirlerinden farklı bir çok özellikte taşırlar.
► Genel olarak değerlendirildiğinde;
♦ Hücre tipi, hücre duvarı, hücre zarı,
♦ Kromozom yapıları, gen dizilimleri,
♦ Metabolik ve ekolojik özellikleri açısından her domainin kendine özgü özellikleri vardır.
Konuya Ait Videolar
Konu İle İlgili Sorular
Soru 1.
Bir öğretmen, öğrencilerinden bitkiler ve mantarlar âlemlerini tanıtan bilgi kartları hazırlamalarını istemiştir. Bu kapsamda bir öğrencinin hazırladığı bilgi kartı örneği aşağıda verilmiştir:
1. Kartlardaki bazı bilgiler yanlış olduğuna göre hangi özelliklerin yerleri değiştirilirse bilgiler tamamen doğru sınıflandırılmış olacaktır? Yazınız.
2. Bilgi kartlarında değiştirilen özelliklerin neden değiştirilmesi gerektiğini açıklayınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
1. Hangi özellikler yer değiştirmeli?
“Heterotrof beslenir.” ifadesi Bitkiler âleminden çıkarılıp Mantarlar âlemine yazılmalı.
“Ototrof beslenir.” ifadesi Mantarlar âleminden çıkarılıp Bitkiler âlemine yazılmalı.
2. Neden değiştirilmesi gerekiyor?
Bitkiler Âlemi: Klorofil pigmentine sahiptirler, fotosentez yaparak ototrof (kendi besinini kendi üreten) canlılardır. Dolayısıyla “ototrof beslenir” ifadesi bitkilere aittir.
Mantarlar Âlemi: Fotosentez yapamazlar, klorofil bulundurmazlar. Çürükçül, parazit veya simbiyotik yollarla heterotrof (dışarıdan hazır besin alan) canlılardır. Dolayısıyla “heterotrof beslenir” ifadesi mantarlara aittir.
✅ Sonuç
Bilgiler doğru hale getirilince: Bitkiler âlemi: Ototrof beslenir. Mantarlar âlemi: Heterotrof beslenir.
👉 Kısacası, kartlarda “ototrof beslenir” ile “heterotrof beslenir” ifadelerinin yerleri değiştirilmelidir.
Soru 2.
Tarihsel süreçte canlıların birçok özelliği sınıflandırma amacıyla kullanılmıştır. Günümüzde akrabalık ilişkilerine göre yapılan sınıflandırma doğal (modern - filogenetik) sınıflandırma olarak adlandırılmaktadır. Bu kapsamda canlıların morfolojik, anatomik, fizyolojik, genetik vb. birçok özelliğinden yararlanılmaktadır. Geçmişte bakteriler ve arkeler aynı domainde sınıflandırılırken günümüzde moleküler biyolojideki gelişmeler sayesinde farklı domainlerde sınıflandırılmaktadır.
Buna göre bakteriler ve arkeler hangi moleküler farklılıkları nedeniyle günümüzde iki ayrı üst âlemlerde (domain) sınıflandırılmaktadır?
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
Bakteriler ve Arkelerin Ayrı Domainlerde Sınıflandırılma Nedeni
Eskiden bakteriler ve arkeler “prokaryot” oldukları için aynı grupta düşünülüyordu. Ama moleküler biyolojideki gelişmeler (DNA dizileme, protein yapılarının karşılaştırılması vb.) onların aslında birbirinden çok farklı olduğunu gösterdi. Bu nedenle günümüzde Bacteria ve Archaea olmak üzere iki ayrı domain altında toplanıyorlar.
Moleküler Farklılıklar
Hücre zarı lipid yapısı
Bakterilerde: Zar lipidleri ester bağlarıyla bağlanmış yağ asitlerinden oluşur.
Arkelerde: Zar lipidleri eter bağlarıyla bağlanmış izopren zincirlerinden oluşur. Bu, arkelerin zorlu koşullarda (aşırı sıcak, tuzlu, asidik ortamlarda) yaşamalarını kolaylaştırır.
Ribozomal RNA (rRNA) dizileri
Moleküler biyoloji çalışmalarında 16S rRNA dizisi incelendiğinde, arkelerin bakterilerden tamamen farklı ve aslında ökaryotlara daha yakın olduğu görülmüştür.
Hücre duvarı yapısı
Bakteriler: Hücre duvarında genellikle peptidoglikan bulunur.
Arkeler: Hücre duvarında peptidoglikan bulunmaz; bunun yerine psödömurein ya da farklı polisakkarit-protein yapıları vardır.
Protein sentezi ve enzimler
Arkelerin bazı enzimleri (örneğin RNA polimeraz yapısı, protein sentezinde kullanılan bazı faktörler) ökaryotlara benzerlik gösterir.
Bakterilerin enzim yapıları ise daha farklıdır.
✅ Özet
Bakteriler ve arkeler;
Hücre zarı lipid bağları (ester vs. eter),
Hücre duvarı yapısı (peptidoglikan vs. yok),
rRNA dizilimleri,
enzim ve protein yapıları
gibi moleküler düzeydeki farklılıklar nedeniyle günümüzde iki ayrı domain (Bacteria ve Archaea) altında sınıflandırılmaktadır.
Soru 3.
Biyologlardan oluşan bir araştırma ekibi, farklı çevresel örneklerde (toprak, su, insan bağırsağı) bulunan bakterilerin yaşamsal faaliyetlerini, biyolojik ve ekonomik önemlerini ve insanlarda oluşturduğu etkileri incelemek için bir çalışma başlatmıştır.
Araştırma ekibi çalışmalar sırasında şu gözlemlere ulaşmıştır:
Gözlem 1: Kirli sularda yaşayan bazı bakteriler, insanlara bulaştığında hastalıklara sebep olmuştur.
Gözlem 2: Clostridium botulinum bakterileri oksijensiz şartlarda, ürettiği toksinlerle yiyeceklerin bozulmasına ve insanda besin zehirlenmesine neden olmuştur.
Gözlem 3: İnsanın sindirim sisteminde yaşayan bazı bakteriler E, K ve B grubu vitamini çeşitlerinden birkaçını sentezleyerek beslenmeye yardımcı olmuştur.
Gözlem 4: Hastalıklardan korunmada ve tedavide bakterilerden elde edilen aşı ve serumlardan yararlanılmıştır.
Gözlemlere göre bakterilerin insan yaşamına olan etkileri nelerdir? Açıklayınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
🔹 Olumsuz etkiler: Gözlem 1: Kirli sulardaki bakterilerin insanlara bulaşarak hastalık yapması → Patojen etki (tifo, dizanteri, kolera gibi hastalıklar). Gözlem 2: Clostridium botulinum’un toksin üretip yiyecekleri bozması ve besin zehirlenmesi yapması → Zehir üretme ve gıda güvenliğini tehdit etme.
👉 Yani bakteriler; hastalık yapıcı ve zehir üretici etkileriyle insan sağlığı için olumsuz sonuçlar doğurabilir.
🔹 Olumlu etkiler: Gözlem 3: Bağırsak florasında yaşayan bakterilerin vitamin (E, K, B grubu) sentezlemesi → Beslenmeye katkı ve sindirim sistemine destek. Gözlem 4: Bakterilerden elde edilen aşı ve serumların kullanılması → Hastalıklardan korunma ve tedavide bakterilerin biyoteknolojik önemi.
👉 Yani bakteriler; sağlıklı yaşamı destekleyici (vitamin sentezi) ve tıbbi/ekonomik fayda sağlayıcı (aşı–serum üretimi) roller üstlenebilir.
✅ Sonuç: Bakterilerin insan yaşamına etkileri iki yönlüdür: Olumsuz etkiler: Hastalık yapma, toksin üretme, besin zehirlenmesine yol açma. Olumlu etkiler: Vitamin senteziyle beslenmeye katkı sağlama, aşı ve serum üretiminde kullanılarak sağlık alanında fayda sağlama.
Soru 4.
Bir bilim insanı, farklı domain özelliklerine sahip üç mikroorganizma türü keşfetmiştir. Bu türlerin özellikleri aşağıdaki gibidir:
Tür A: Hücrelerinde çekirdek bulunuyor, tatlı suda yaşıyor.
Tür B: Zarla çevrili organeller içermiyor, tuz havzasında yaşıyor.
Tür C: Çekirdek içermiyor. Hücre duvarına sahip, zorlayıcı koşullarda yaşayamıyor ama insan bağırsağında çoğalıp hastalığa sebep oluyor.
Görsel ve metin dikkate alındığında;
Tür A hangi domainde yer alır?
Tür B hangi domainde yer alır?
Tür C hangi domainde yer alır?
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
🔹 Tür A: Özellik: Hücrelerinde çekirdek bulunuyor, tatlı suda yaşıyor. Çekirdek var → Ökaryot canlı. 👉 Tür A → Ökaryotlar domaini
🔹 Tür B: Özellik: Zarla çevrili organel yok, tuz havzasında (ekstrem ortamda) yaşıyor. Çekirdek yok, organel yok → Prokaryot. Ekstrem koşulda yaşayabilme → Arke özelliği. 👉 Tür B → Arkeler domaini
🔹 Tür C: Özellik: Çekirdek yok, hücre duvarı var, ekstrem koşullarda yaşamıyor ama insanda hastalık yapıyor. Çekirdek ve zarla çevrili organel yok → Prokaryot. Hastalık yapabilme özelliği → Bakteri. 👉 Tür C → Bakteriler domaini
✅ Sonuç: Tür A → Ökaryotlar Tür B → Arkeler Tür C → Bakteriler
Soru 5.
Aşağıda verilen diyalogda öğrenciler, birbirlerine canlıların temel özellikleriyle ilgili sorular sorup elde ettikleri ipuçlarına dayanarak bir canlının hangi domain ve âleme ait olduğunu tahmin etmeye çalışmaktadır.
Zeynep: Bu canlı fotosentez yapabilir mi?
Elif: Evet, yapabilir.
Zeynep: Tek hücreli mi yoksa çok hücreli mi?
Elif: Tek hücreli.
Zeynep: Genetik materyal histon proteine sarılmış mı?
Elif: Evet, histon proteine sarılmış.
Zeynep: Hücrelerinde çekirdek ve zarla çevrili organeller bulunur mu?
Elif: Evet, bulunur.
Diyalogdan yola çıkarak bu canlının hangi domaine ve âleme ait olduğunu gerekçeleriyle açıklayınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
1. Fotosentez yapabiliyor
👉 Bu canlı ototrof olabilir. Yani enerji ihtiyacını ışık enerjisinden karşılıyor.
2. Tek hücreli
👉 Canlı çok hücreli bitkiler değil, tek hücreli bir tür.
3. Genetik materyali histon proteine sarılı
👉 Histon proteinleri ökaryot hücrelerin DNA’sında bulunur. Bakterilerde histon yoktur, arkelerde bazı farklı tip histon benzeri proteinler vardır. Burada açıkça “histon proteine sarılı” dendiği için bu canlı Ökaryot domainine ait.
4. Çekirdek ve zarla çevrili organeller var
👉 Bu özellik de sadece ökaryotlara ait.
Sonuç
-
Domain (Üst âlem): Ökaryotlar
-
Âlem: Fotosentez yapan, tek hücreli, ökaryot canlılar Protista âlemine girer.
(Basit algler, öglena gibi canlılar bu grupta bulunur.)
✅ Gerekçe
-
Fotosentez yapabilmesi → ototrof canlı.
-
Tek hücreli olması → bitki değil, protist.
-
Histon proteinlerinin bulunması ve çekirdekli olması → Ökaryot domaini.
Dolayısıyla bu canlı Ökaryot domaini, Protista âlemindedir.
Soru 6.
Yeryüzündeki canlıların sınıflandırılmasında kullanılan üç domaini karşılaştıran bir tablo hazırlayınız.
Doğru Cevap İçin Tıklayınız...
Açıklaması:
| Özellik | Bakteriler (Bacteria) | Arkeler (Archaea) | Ökaryotlar (Eukarya) |
|---|---|---|---|
| Hücre yapısı | Prokaryot | Prokaryot | Ökaryot |
| Çekirdek | Yok | Yok | Var |
| Zarlı organeller | Yok | Yok | Var (mitokondri, kloroplast vb.) |
| Hücre duvarı | Genellikle peptidoglikan | Peptidoglikan içermez (pseudomurein, protein vb.) | Bitkilerde selüloz, mantarlarda kitin, hayvanlarda yok |
| Plazma zarı yapısı | Ester bağlı lipidler | Eter bağlı lipidler (farklı yapıda) | Ester bağlı lipidler |
| Genetik materyal | Dairesel DNA | Dairesel DNA | Doğrusal DNA (kromozom) |
| Histon proteini | Yok | Var | Var |
| Yaşam ortamı | Çeşitli (toprak, su, insan vücudu) | Genellikle ekstrem koşullar (yüksek tuz, sıcak, asidik ortamlar) | Çeşitli (su, kara, bitki/ hayvan dokuları) |
| Örnekler | E. coli, Streptococcus | Metanojenler, halofiller, termoasidofiller | Hayvanlar, bitkiler, mantarlar, protistler |
✅ Özet: Bakteri ve Arkeler prokaryottur, ancak hücre zarı ve genetik düzen farkları nedeniyle ayrı domainlerde sınıflandırılır. Ökaryotlar ise çekirdek ve zarlı organellere sahip olduklarından farklı bir domain oluşturur.