सजीव सृष्टी व सूक्ष्मजीवांचे वर्गीकरण — पंचसृष्टि वर्गीकरण पद्धती

सजीव सृष्टी व सूक्ष्मजीवांचे वर्गीकरण — पंचसृष्टि वर्गीकरण पद्धती

Five Kingdom Classification | MPSC / UPSC पूर्वपरीक्षा नोट्स

1. जैवविविधता व वर्गीकरणाची आवश्यकता

भौगोलिक प्रदेश, अन्नग्रहण व संरक्षण अशा विविध कारणांनी पृथ्वीवरील सजीवांत अनुकूलन झालेले आढळते. अनुकूलन साधताना एकाच जातीच्या सजीवांतही विविध बदल झालेले दिसतात. अशा प्रचंड संख्येने असणाऱ्या सजीवांचा अभ्यास सुलभ व्हावा म्हणून सजीवांचे साम्य व फरक लक्षात घेऊन त्यांचे गट व उपगट करण्याची प्रक्रिया केली जाते. यालाच जैविक वर्गीकरण म्हणतात.

जगातील एकूण ज्ञात सजीव प्रजातींची संख्या सुमारे 8.7 दशलक्ष (8.7 million) इतकी आहे — कॅमिलो मोरा व सहकारी यांच्या 2011 च्या PLoS Biology या शोधनिबंधानुसार. यांपैकी सुमारे 86% भूवासी व 91% सागरी प्रजाती अद्याप शोधल्या गेलेल्या नाहीत.

2. सजीव वर्गीकरण पद्धतींचा इतिहास

शास्त्रज्ञांनी शतकानुशतके सजीवांचे वर्गीकरण करण्याचा प्रयत्न केला आहे. यातील महत्त्वाचे टप्पे पुढीलप्रमाणे:

वर्ष	शास्त्रज्ञ	वर्गीकरण
इ.स. 1735	कार्ल लिनिअस	2 सृष्टी — वनस्पती (Vegetabilia) व प्राणी (Animalia)
इ.स. 1866	अर्न्स्ट हेकेल	3 सृष्टी — प्रोटिस्टा, वनस्पती, प्राणी
इ.स. 1925	एडौर्ड चैटॉन(Édouard Chatton)	2 गट — आदिकेंद्रकी (Prokaryote) व दृश्यकेंद्रकी (Eukaryote)
इ.स. 1938	हर्बर्ट कोपलँड	4 सृष्टी — मोनेरा, प्रोटिस्टा, वनस्पती, प्राणी
इ.स. 1969	रॉबर्ट एच. व्हिटाकर	5 सृष्टी — मोनेरा, प्रोटिस्टा, कवके, वनस्पती, प्राणी
इ.स. 1990	कार्ल वूज	3 डोमेन — आर्किया, बॅक्टेरिया, युकेरिया (आण्विक/जनुकीय वर्गीकरण)

आकृती: सजीव वर्गीकरण पद्धतींचा इतिहास

3. रॉबर्ट व्हिटाकर व पंचसृष्टि वर्गीकरण

रॉबर्ट हार्डिंग व्हिटाकर (1920–1980) हे अमेरिकन परिस्थितीकी तज्ज्ञ (Ecologist) होते. त्यांनी इ.स. 1969 मध्ये सजीवांची पंचसृष्टि वर्गीकरण पद्धत मांडली, जी पुढील निकषांवर आधारित आहे:

• पेशीची जटिलता (Complexity of cell structure): आदिकेंद्रकी व दृश्यकेंद्रकी
• सजीवांचा प्रकार/जटिलता (Complexity of organisms): एकपेशीय किंवा बहुपेशीय
• पोषणाचा प्रकार (Mode of nutrition): स्वयंपोषी, परपोषी, मृतोपजीवी
• जीवनपद्धती (Life style): उत्पादक, भक्षक, विघटक
• वर्गानुवंशिक संबंध (Phylogenetic relationship): आदिकेंद्रकी ते दृश्यकेंद्रकी, एकपेशीय ते बहुपेशीय

आकृती 1.1: पंचसृष्टि वर्गीकरण पद्धती (Whittaker, 1969)

4. सृष्टीनिहाय सविस्तर माहिती

सृष्टी 1 — मोनेरा (Monera)

मोनेरा सृष्टीत सर्व प्रकारच्या जीवाणूंचा (Bacteria) व नीलहरित शैवालांचा (Cyanobacteria) समावेश होतो. हे प्रोकॅरिओट (आदिकेंद्रकी) कुटुंबातील सजीव आहेत.

• सर्व सजीव एकपेशीय (Unicellular) असतात; कधी वसाहती (Colonies) बनवतात.
• पेशी आदिकेंद्रकी — पटलबद्ध केंद्रक व पेशीअंगके नसतात; डी.एन.ए. आण्विक पडद्याविना मुक्त असते.
• पेशीभित्तिका प्रथिन व ग्लायकोप्रथिन मिश्रणाची बनलेली असते.
• पोषण पद्धती: स्वयंपोषी, परपोषी, परजीवी किंवा मृतोपजीवी — सर्व प्रकार आढळतात.
• प्रजनन प्रामुख्याने द्विखंडीभवनाने (Binary fission) होते; अनुकूल परिस्थितीत जीवाणू 20 मिनिटांत संख्येने दुप्पट होऊ शकतात.
• उदा. लॅक्टोबॅसिलाय, ई. कोलाय (E. coli), साल्मोनेला टायफी, क्लोस्ट्रिडिअम टिटॅनी, व्हायब्रिओ कोलेरी.
• सन 2018 पर्यंत मोनेरा सृष्टीतील अंदाजे 4,000–10,000 जातींचे वर्गीकरण करण्यात आले आहे; एक ग्रॅम मातीत सुमारे 4 कोटी जीवाणू असू शकतात.

सृष्टी 2 — प्रोटिस्टा (Protista)

प्रोटिस्टा सृष्टीतील सजीव एकपेशीय व दृश्यकेंद्रकी (Eukaryote) असतात — यांच्या पेशीत पटलबद्ध केंद्रक असते. बहुतेक प्रोटिस्टा पाण्यात, ओलसर जागी किंवा परजीवी म्हणून आढळतात.

• प्रचलनासाठी छद्मपाद (Pseudopodia), रोमके (Cilia) किंवा कशाभिका (Flagella) यांचा वापर करतात.
• स्वयंपोषी उदा. युग्लिना, व्हॉल्व्हॉक्स (पेशीत हरितलवके असतात).
• परपोषी उदा. अमिबा, पॅरामेशिअम, प्लाझ्मोडिअम.
• एन्टामिबा हिस्टोलिटिका — आमांश (Dysentery) होण्यास कारणीभूत.
• प्लाझ्मोडिअम व्हायव्हॅक्स — हिवताप/मलेरिया होण्यास कारणीभूत.
• प्रजनन द्विखंडन पद्धतीने होते.

सृष्टी 3 — कवके (Fungi)

कवक सृष्टीत परपोषी, असंश्लेषी (non-photosynthetic) व दृश्यकेंद्रकी सजीवांचा समावेश होतो.

• बहुसंख्य कवके मृतोपजीवी असून कुजलेल्या सेंद्रिय पदार्थांवर जगतात.
• पेशीभित्तिका 'कायटिन' (Chitin) या जटिल शर्करेपासून बनलेली असते (वनस्पतीप्रमाणे सेल्युलोजची नसते).
• अन्न कवकतंतूंच्या (Hyphae) साहाय्याने शोषून घेतात; पोषणासाठी कार्बन व नायट्रोजन संयुगे आवश्यक.
• कर्बोदके ग्लायकोजेनच्या स्वरूपात साठवतात (वनस्पतीप्रमाणे स्टार्च नाही).
• प्रजनन लैंगिक पद्धतीने (बीजाणूद्वारे) आणि अलैंगिक पद्धतीने (द्विखंडन, मुकुलायन) होते.
• उदा. यीस्ट (किण्व/Baker's yeast), अ‍ॅस्परजिलस, पेनिसिलिअम, भूछत्रे (मशरूम).
• पेनिसिलिअम या कवकापासून पेनिसिलीन हे प्रतिजैविक (Antibiotic) बनवले जाते.

सृष्टी 4 — वनस्पती (Plantae)

सर्व वनस्पतींचा समावेश या सृष्टीत होतो. या बहुपेशीय, दृश्यकेंद्रकी व स्वयंपोषी (Autotrophic) सजीव आहेत.

• पेशीभित्तिका सेल्युलोजपासून बनलेली व ताठर असते; पेशीत मोठी मध्यवर्ती रिक्तिका (Vacuole) असते.
• पेशीत हरितलवके (Chloroplast) असतात, ज्यांतील हरितद्रव्याच्या (Chlorophyll) साहाय्याने प्रकाशसंश्लेषण होते.
• वनस्पती सामान्यतः स्थिर (Non-motile) असतात.
• प्रजनन लैंगिक व अलैंगिक (वनस्पतिजन्य प्रसार) पद्धतीने होते.
• उदा. शेवाळे (Algae — बहुपेशीय प्रकार), नेचे (Ferns), शंकूधारी (Conifers) व सपुष्प वनस्पती (Flowering plants).

सृष्टी 5 — प्राणी (Animalia)

प्राणी सृष्टीतील सजीव बहुपेशीय, दृश्यकेंद्रकी असून त्यांच्या पेशींभोवती पेशीभित्तिका (Cell wall) नसते.

• पोषण पद्धती परपोषी (Heterotrophic) — स्वतःचे अन्न स्वतः तयार करू शकत नाहीत.
• पेशींचे रूपांतर स्नायुपेशींमध्ये होते, ज्यांचा उपयोग हालचालीसाठी होतो.
• बहुतेक प्राणी गतिशील (Motile) असतात व त्यांची अवयवसंस्था प्रगत असते.
• प्रजनन प्रामुख्याने लैंगिक पद्धतीने; काही निम्न स्तरांवर अलैंगिक प्रजननही आढळते.
• उदा. मानव (Homo sapiens), सिंह, कुत्रे, फुलपाखरे, मासे — पोरिफेरा, सिलेंटराटा, आर्थ्रोपोडा, एकायनोडर्माटा, कॉर्डाटा इ. संघांत विभागणी.

5. सूक्ष्मजीवांचे वर्गीकरण (Classification of Microbes)

पृथ्वीवरील एकूण सजीवांमध्ये सूक्ष्मजीव सर्वाधिक संख्येने आहेत. आकारासंदर्भात पुढील प्रमाण लक्षात ठेवावे — 1 मीटर = 10⁶ मायक्रोमीटर (μm) = 10⁹ नॅनोमीटर (nm).

आकृती: सूक्ष्मजीवांचे वर्गीकरण व त्यांचा आकार

सूक्ष्मजीवांचे वर्गीकरण

जीवाणू (Bacteria) यांचा आकार साधारण 1 ते 10 µm इतका असतो. हे आदिकेंद्रकी सजीव असून त्यांच्या पेशीभोवती पेप्टिडोग्लायकनयुक्त पेशीभित्तिका असते. यांचे प्रजनन द्विखंडीभवन पद्धतीने होते आणि अनुकूल परिस्थितीत ते अत्यंत वेगाने वाढतात — उदा. E. coli मध्ये संख्या साधारण 20 मिनिटांत दुप्पट होऊ शकते. उदाहरणे: E. coli, Mycobacterium tuberculosis (क्षयरोग), Vibrio cholerae (कॉलरा).

आदिजीव (Protozoa) यांचा आकार साधारण 10 ते 200 µm इतका असतो. हे दृश्यकेंद्रकी व एकपेशीय सजीव असून त्यांना पेशीभित्तिका नसते. यांच्या हालचालींच्या अवयवांत मोठी विविधता आढळते — पादाभ, सिलिया किंवा कशाभिका — आणि पोषणपद्धतीतही स्वयंपोषी, परपोषी किंवा परजीवी असे प्रकार दिसतात. उदाहरणे: अमिबा, पॅरामेशिअम, प्लाज्मोडिअम व्हायव्हॅक्स (हिवताप).

कवके (Fungi) यांच्यात एकपेशीय प्रकार साधारण 3 ते 10 µm व्यासाचे असतात, तर बहुपेशीय कवकांचे तंतू (Hyphae) काही सेंटीमीटरपर्यंत वाढू शकतात. हे दृश्यकेंद्रकी सजीव असून त्यांच्या पेशीभित्तिकेत कायटिन हा पदार्थ असतो (जीवाणूंच्या पेप्टिडोग्लायकनपेक्षा वेगळा). बहुतेक कवके मृतोपजीवी असतात, तर काही परजीवी किंवा सहजीवी स्वरूपातही आढळतात. यांचे प्रजनन मुकुलायन व बीजाणूंद्वारे होते. उदाहरणे: यीस्ट, कॅन्डिडा, आळंबी/मशरूम.

शैवाले (Algae) यांच्यात एकपेशीय प्रकार साधारण 2 ते 10 µm व्यासाचे असतात, तर बहुपेशीय शैवाले काही सेंटीमीटर ते काही मीटरपर्यंत वाढू शकतात व डोळ्यांनी सहज दिसतात. हे दृश्यकेंद्रकी व स्वयंपोषी सजीव असून हरितलवकांद्वारे प्रकाशसंश्लेषण करतात, त्यामुळे यांना जलीय परिसंस्थेतील प्राथमिक उत्पादक मानले जाते. उदाहरणे: क्लोरेला, क्लॅमिडोमोनास, स्पायरोगायरा, केल्प.

विषाणू (Virus) यांचा आकार साधारण 10 ते 100 nm इतका असतो (व्यापक शास्त्रीय संदर्भानुसार 20 ते 300 nm पर्यंत) — जीवाणूंपेक्षा 10 ते 100 पटीने लहान, त्यामुळे फक्त इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शीनेच पाहता येतात. हे सजीव-निर्जीव यांच्या सीमारेषेवर मानले जातात, कारण स्वतंत्रपणे चयापचय करू शकत नाहीत. यांची रचना DNA किंवा RNA (यांपैकी फक्त एकच प्रकार) व त्याभोवतीचे प्रथिन आवरण (कॅप्सिड) यांची बनलेली असते, आणि प्रजनन फक्त जिवंत यजमान पेशीतच होते. उदाहरणे: HIV, इन्फ्लुएंझा, रेबीज, पोलिओ, SARS-CoV-2.

🏛️ कार्य संस्था — राष्ट्रीय विषाणू संस्था, पुणे (National Institute of Virology, Pune)
स्थापना: 1952 साली भारतीय वैद्यकीय संशोधन परिषद (ICMR) व रॉकफेलर फाउंडेशन (Rockefeller Foundation, USA) यांच्या संयुक्त विद्यमाने 'व्हायरस रिसर्च सेंटर' (Virus Research Centre) या नावाने स्थापना.
1978 साली संस्थेचा विस्तार होऊन तिचे नामकरण 'राष्ट्रीय विषाणू संस्था (NIV)' असे करण्यात आले. सध्या ही संस्था ICMR च्या अखत्यारीत असून विषाणुजन्य आजारांचे संशोधन, निदान व नियंत्रण यांसाठी कार्यरत आहे (उदा. निपाह, झिका, डेंग्यू, कोविड-19).

6. पंचसृष्टि वर्गीकरणाचे फायदे

• प्रोकॅरिओट्स (मोनेरा) व युकेरियोट्स (इतर चार सृष्टि) यांतील पेशीय रचनेतील मूलभूत फरक स्पष्टपणे अधोरेखित करते.
• पूर्वीच्या द्वि-सृष्टि/त्रि-सृष्टि पद्धतींपेक्षा अधिक सखोल व वैविध्यपूर्ण वर्गीकरण देते.
• मुख्य गुणधर्म व समान वंशावर आधारित प्रजातींचे वर्गीकरण करून उत्क्रांती संबंध (Evolutionary relationships) स्पष्ट करते.
• आजही अनेक शास्त्रज्ञ शालेय व महाविद्यालयीन अभ्यासक्रमांत या पद्धतीलाच प्रमाण मानतात — हे या पद्धतीचे यश आहे.

7. पंचसृष्टि वर्गीकरणाच्या मर्यादा

• शैवालांच्या बाबतीत एकपेशीय व बहुपेशीय जीवांत स्पष्ट भेद करणे कठीण — व्हिटाकरने एकपेशीय हरित शैवाल प्रोटिस्टात समाविष्ट केले नाही.
• ही प्रणाली विषाणूंचे (Virus) वर्गीकरण करत नाही, कारण विषाणू सजीव-निर्जीव यांच्या सीमारेषेवर मानले जातात.
• आर्किबॅक्टेरिया (Archaebacteria) यांची रचना, रसायनशास्त्र व शरीरविज्ञान इतर जीवाणूंहून वेगळे असूनही ते मोनेरा सृष्टीतच समाविष्ट केले गेले.
• मोनेरा व प्रोटिस्टा या दोन्ही सृष्टींत पेशीभित्तिका असणारे व नसणारे, प्रकाशसंश्लेषक व अप्रकाशसंश्लेषक असे परस्परविरोधी गुणधर्म असणारे सजीव एकत्र आढळतात.

8. आधुनिक दृष्टिकोन — थ्री डोमेन वर्गीकरण

व्हिटाकरनंतर सन 1990 मध्ये सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ कार्ल वूज (Carl Woese) यांनी आण्विक/जनुकीय (rRNA) विश्लेषणावर आधारित थ्री डोमेन (Three-Domain) वर्गीकरण पद्धत मांडली — आर्किया (Archaea), बॅक्टेरिया (Bacteria) व युकेरिया (Eukarya). ही पद्धत सजीवांतील उत्क्रांती संबंध अधिक अचूकपणे दर्शवते, कारण आर्किया व बॅक्टेरिया हे दोन्ही प्रोकॅरिओट असूनही अनुवांशिकदृष्ट्या एकमेकांपासून खूप वेगळे आहेत.

स्पर्धा परीक्षांच्या दृष्टीने महत्त्वाचे: पंचसृष्टि वर्गीकरण (व्हिटाकर, 1969) हे अजूनही अभ्यासक्रमात प्रमाण मानले जाते व परीक्षेत हमखास विचारले जाते; मात्र थ्री डोमेन वर्गीकरण ही अधिक आधुनिक व शास्त्रीयदृष्ट्या स्वीकारली गेलेली पद्धत आहे — दोन्ही पद्धतींचे ज्ञान असणे उपयुक्त ठरते.

9. सराव प्रश्न (Practice MCQs)

प्र.1. पंचसृष्टि वर्गीकरण पद्धती कोणी व केव्हा मांडली?
(अ) कार्ल लिनिअस — 1735   (ब) रॉबर्ट व्हिटाकर — 1969   (क) कार्ल वूज — 1990   (ड) अर्न्स्ट हेकेल — 1866
उत्तर: (ब) रॉबर्ट व्हिटाकर — 1969

प्र.2. खालीलपैकी कोणत्या सृष्टीतील सजीवांच्या पेशीभित्तिका 'कायटिन' पासून बनलेल्या असतात?
(अ) मोनेरा   (ब) प्रोटिस्टा   (क) कवके   (ड) वनस्पती
उत्तर: (क) कवके

प्र.3. जगातील एकूण ज्ञात सजीव प्रजातींची अंदाजित संख्या (2011 च्या अभ्यासानुसार) किती आहे?
(अ) 87 दशलक्ष   (ब) 8.7 दशलक्ष   (क) 0.87 दशलक्ष   (ड) 870 दशलक्ष
उत्तर: (ब) 8.7 दशलक्ष (Mora et al., 2011, PLoS Biology)

प्र.4. राष्ट्रीय विषाणू संस्था, पुणे याची मूळ नावाने (1952 मध्ये) स्थापना कोणत्या नावाने झाली?
(अ) नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ व्हायरॉलॉजी   (ब) व्हायरस रिसर्च सेंटर   (क) इंडियन व्हायरॉलॉजी बोर्ड   (ड) आयसीएमआर व्हायरस लॅब
उत्तर: (ब) व्हायरस रिसर्च सेंटर (1978 साली NIV असे नामकरण)

प्र.5. थ्री डोमेन वर्गीकरण पद्धत कोणी मांडली?
(अ) रॉबर्ट व्हिटाकर   (ब) एडवर्ड चॅटन   (क) कार्ल वूज   (ड) हर्बर्ट कोपलँड
उत्तर: (क) कार्ल वूज (1990)