"עץ החיים" מתאר את התפתחות החיים ואת היחסים האבולוציוניים בין אורגניזמים. שורש העץ הוא האב הקדמון המשותף לכל החיים על פני כדור הארץ. כל שאר המינים קורנים מנקודה זו, בדומה לענפי עץ. הקצוות הרבים של ענפים אלה על עץ החיים מייצגים כל מין חי, או קיים. מינים נכחדים, שהם מינים שאינם קיימים עוד, נמצאים לכיוון מרכז העץ. כיום, אורגניזמים אלה, הן קיימים והן נכחדים, מאורגנים בשלושה תחומים: חיידקים, ארכאה ואיקריוטים. עם זאת, ההבחנות בין תחומים אלה לבין סיווג האורגניזמים נדונות ללא הרף, והתוצאה היא עץ חיים "חי" שמשתנה ככל שמתגלה מידע נוסף.

תולדות עץ החיים

עץ החיים עצמו התפתח, בדומה לאורגניזמים שהוא מכיל. זמן קצר לאחר שצ'ארלס דרווין פרסם את "מוצא המינים" ב-1859, הציע ארנסט הקל שלוש "ממלכות" חיים: צמחים, בעלי חיים ופרוטיסטים – שהיו פשוט אורגניזמים שאינם צמחים או בעלי חיים. ההבחנות בין הממלכות הללו התבססו לחלוטין על פנוטיפים קלים לצפייה.

בשנת 1937 חילק אדואר צ'אטון את עץ החיים לשתי "אימפריות" עצומות: אאוקריוטים ופרוקריוטים. במילים פשוטות, לאיקריוטים היו גרעינים הקשורים לקרום, ולפרוקריוטים לא. במהלך שנות ה-70 של המאה ה-20 מצא ווז כי קבוצה תחת סיווג החיידקים, הנקראת ארכאה, נבדלת מהחיידקים בכמה דרכים: היעדר פפטידוגליקן בדפנות התא, הבדלים בקואנזימים והבדלים ברצף הגנים 16S rRNA. כל ההבדלים הללו הצביעו על כך שמקורו של הארכאונים בשושלת מוצא נפרדת מחיידקים.

שלושת תחומי החיים

עץ החיים המודרני מורכב משלושה 'ענפים': חיידקים, ארכאות ואיקריוטים. חיידקי התחום מורכבים מאורגניזמים חד-תאיים, פרוקריוטים, חסרי גרעין הקשור לקרום. חיידקים יכולים ללבוש צורות רבות, החל מקוקוס כדורי ועד בצילוס בצורת מוט. חברים בתחום זה נמצאים כמעט בכל מקום על פני כדור הארץ, כולל על ובתוך גוף האדם.

בדומה לחיידקים, גם הארכאונים הם אורגניזמים חד-תאיים, פרוקריוטים. מבחינה פנוטיפית, קשה מאוד להבדיל בין ארכאונים לחיידקים. ברמה המולקולרית, הארכאונים דומים לאיקריוטים מבחינת המנגנון שלהם לשכפול, שעתוק ותרגום. עם זאת, ארכיאה דומה לחיידקים במונחים של חילוף חומרים והמרת אנרגיה. הארכאונים נמצאים לעתים קרובות בבתי הגידול העוינים ביותר: ביצות, מתקני טיהור שפכים, החלקים העמוקים ביותר של האוקיינוס ומעיינות חומציים חמים.