Многообразие органического мира сроки появления систематическое подразделение. Многообразие живого мира

Современная биология представляет комплекс, систему наук. Отдельные биологические науки или дисциплины возникли вследствие процесса дифференциации, постепенного обособления относительно узких областей изучения и познания живой природы. Это, как правило, интенсифицирует и углубляет исследования в соответствующем направлении. Так, благодаря изучению в органическом мире животных, растений, простейших одноклеточных организмов, микроорганизмов, вирусов и фагов произошло выделение в качестве крупных самостоятельных областей зоологии, ботаники, протистологии, микробиологии, вирусологии.

Изучение закономерностей, процессов и механизмов индивидуального развития организмов, наследственности и изменчивости, хранения, передачи и использования биологической информации, обеспечения жизненных процессов энергией является основой для выделения эмбриологии, биологии развития, генетики, молекулярной биологии и биоэнергетики. Исследования строения, функциональных отправлений, поведения, взаимоотношений организмов со средой обитания, исторического развития живой природы привели к обособлению таких дисциплин, как морфология, физиология, этология, экология, эволюционное учение. Интерес к проблемам старения, вызванный увеличением средней продолжительности жизни людей, стимулировал развитие возрастной биологии.

Для уяснения биологических основ развития, жизнедеятельности и экологии конкретных представителей животного и растительного мира неизбежно обращение к общим вопросам сущности жизни, уровням ее организации, механизмам существования жизни во времени и пространстве. Наиболее универсальные свойства и закономерности развития и существования организмов и их сообществ изучает общая биология. Сведения, получаемые каждой из наук, объединяются, взаимодополняя и обогащая друг друга, и проявляются в обобщенном виде, в познанных человеком закономерностях, которые либо прямо, либо с некоторым своеобразием (в связи с социальным характером людей) распространяют свое действие на человека.

Основными методами биологии являются наблюдение (позволяет описать биологические явления), сравнение (дает возможность найти общие закономерности в строении и жизнедеятельности различных организмов), эксперимент, как опыт (помогает исследователю изучить свойства биологических объектов), моделирование (имитируются многое процессы, недоступные для непосредственного наблюдения или экспериментального воспроизведения), исторический метод (позволяет на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познать процессы развития живой природы).

Исследования К. Линнея

В классической биологии родство организмов, относящихся к разным группам, устанавливали путем сравнения организмов во взрослом состоянии, эмбрионального развития, поиска переходных Ископаемых форм. Современная биология подходит к решению этой задачи также путем изучения различий в нуклеотидных последовательностях ДНК или аминокислотных последовательностях белков. По главным своим результатам схемы эволюции, составленные на основе классического и молекулярно-биологического подходов, совпадают.

Ранее люди классифицировали организмы в зависимости от их практического значения. К. Линней (1735) ввел бинарную классификацию, согласно которой для определения положения организмов в системе живой природы указывается их принадлежность к конкретному виду и роду. Хотя бинарный принцип сохранен в современной систематике, оригинальный вариант классификации К. Линнея носит формальный характер. Биологи до создания теории эволюции относили живые существа к соответствующему роду и виду по их подобию друг другу, прежде всего близости строения. Эволюционная теория, объясняющая сходство между организмами их генетическим родством, составила естественно-научную основу биологической классификации. Приобретя в эволюционной теории такую основу, современная классификация органического мира непротиворечиво отражает, с одной стороны, факт разнообразия живых форм, а с другой — единство всего живого. Его ботанические работы, особенно Роды растений, легли в основу современной систематики растений. В них Линней описал и применил новую систему классификации, значительно упрощавшую определение организмов. В методе, который он назвал "половым", основной упор делался на строении и количестве репродуктивных структур растений, т.е. тычинок и пестиков.

Еще более смелым трудом стала знаменитая Система природы, попытка распределить все творения природы – животных, растения и минералы – по классам, отрядам, родам и видам, а также установить правила их идентификации. Исправленные и дополненные издания этого трактата выходили 12 раз в течение жизни Линнея и несколько раз переиздавались после смерти ученого.

Систематика органического мира

Попытки классификации живой материи предпринимались учёными неоднократно. Среди первых попыток можно вспомнить труды Аристотеля по зоологии и Теофраста по ботанике. Начало современной систематике положила "Система природы" Карла Линнея. Он разделил всех животных на шесть классов: звери, птицы, гады, рыбы, насекомые и черви, а все растения – на несколько классов по способу размножения. К середине XIX века некоторые учёные (например, Эрнст Геккель) наравне с животными и растениями стали выделять новое царство протистов, в которое вошли бактерии, водоросли, грибы и одноклеточные животные.

С развитием микробиологии стало ясно, что одной из важнейших характеристик организмов является их клеточное строение. В результате, в первой половине XX века были выделены два надцарства — прокариоты и эукариоты. Надцарство прокариот включило в себя бактерии и сине-зелёные водоросли, клетки которых не содержат ядра. Остальные клеточные организмы были отнесены к ядерным (эукариотам).

Итак, в основу деления организмов по надцарствам положено строение клетки. Что касается деления эукариот на царства, то устоявшейся точки зрения пока ещё нет. Любые искусственные разграничения нарушают естественные связи между организмами. Действительно, существует большое количество отличительных признаков, по каждому из которых может быть произведена классификация; среди них:

• строение организма;

· способность к передвижению.

Рис.1. Система пяти царств (по Роберту Уитткеру)

Наука о классификации животных и растений носит название таксономии, она определяет родственные связи между организмами. Основателем научной систематики был шведский ботаник Карл Линней, который ввел (1753) так называемую биномиальную номенклатуру, позволяющую с максимальной точностью определить положение любого животного или растения в системе. Согласно этой номенклатуре каждый вид получает двойное название: родовое и видовое. Все названия пишутся на латинском языке. Родовое имя пишется с большой буквы, видовое — с малой. Степень сходства между организмами, входящими в одну таксономическую категорию, возрастает по мере перехода к категориям более низкого ранга.

В биологической систематике объекты классифицируются с использованием системы иерархически соподчиненных таксономических категорий (вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство) и бинарной номенклатуры, разработанных К.Линнеем. С использованием этих семи таксономических категорий можно описать систематическое положение любого из известных науке видов.
1. Вид (species) – низшая таксономическая категория. Названия видов состоят из двух частей (бинарные), например, Volvox globator. Первая часть указывает на принадлежность к роду, вторая отражает их видовую специфичность.
2. Род (genus) – основная надвидовая таксономическая категория, объединяющая филогенетически близкородственные виды, была предложена Ж.Турнефором.
3. Семейство (familia) – объединяет близкородственные роды, имеющие общее происхождение. Латинские названия семейств в ботанической систематике имеют окончания –ceae, например, Volvocaceae. Была предложена П.Маньолем.
4. Порядок (ordo) – объединяет филогенетически родственные семейства. Названия порядков оканчиваются на –les, например, порядок Volvocales. Предложена К.Линнеем.
5. Класс (classis) – объединяет родственные порядки растений. Стандартное окончание –phycea, например, Chlorophycea. Предложена К.Линнеем.
6. Отдел (divisio) – объединяет филогенетически родственные классы и соответствует главным ветвям филогенетического древа царства растений. Оканчиваются на –phyta, например, отдел Chlorophyta. Предложена А.Бленвилем.
7. Царство (regnum)- самая высокая таксономическая категория в биологической систематике, объединяющая филогенетически близкие отделы. Введена К.Линнеем. Общепринятых правил по формированию названий нет.

Основными таксонами являются царство, тип (отдел), класс, отряд (порядок), семейство, род, вид. Каждая предыдущая группа в этом списке объединяет несколько последующих (так, семейство объединяет несколько родов и, в свою очередь, принадлежит к какому-либо отряду или порядку). По мере перехода от высшей иерархической группы к низшей степень родства возрастает. Для более детальной классификации используются вспомогательные единицы, названия которых образуются прибавлением к основным единицам приставок "над-" и "под-", например, надцарство, подвид. Только виду можно дать относительно строгое определение, все остальные таксономические группы определяются достаточно произвольно.

Современная система органического мира

Органический мир делится на два надцарства: ядерные (эукариоты) и безъядерные (доядерные, или прокариоты) и четыре царства: Растения, Грибы, Животные, Бактерии и цианобактерии. Основа их классификации - родство, общность происхождения организмов.

Бактерии и сине-зеленые, или цианобактерии - одноклеточные просто-организованные безъядерные организмы, автотрофы или гетеротрофы, посредники между неорганической природой и надцарством ядерных. Бактерии - разрушители органических веществ, их роль в разложении органических веществ до минеральных. Роль цианобактерии в биосфере - заселение бесплодных субстратов (камни, скалы и др.) и подготовка их для заселения разнообразными организмами.

Грибы - одноклеточные и многоклеточные организмы, обитающие как на суше, так и в воде. Гетеротрофы. Роль грибов в круговороте веществ в природе, в превращении органических веществ в минеральные, в почвообразовательных процессах.

Растения - одноклеточные и многоклеточные организмы, большинство которых в клетках содержит пигмент хлорофилл, придающий растению зеленую окраску. Растения - автотрофы, синтезируют органические вещества из неорганических с использованием энергии солнечного света. Растения - основа для существования всех других групп организмов, кроме сине-зеленых и ряда бактерий, так как растения снабжают их пищей, энергией, кислородом.

Животные - царство организмов, активно передвигающихся в пространстве (исключение составляют некоторые полипы и др.). Гетеротрофы. Роль в круговороте веществ в природе - потребители органического вещества. Транспортная функция животных в биосфере - переносят вещество и энергию.

Возраст Солнца, Звезд, Вселенной. Отличия научной картины мира от классической. Распределение солнечной энергии

2. ДАЙТЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О НАУЧНОЙ МЕТОДОЛОГИИ И ФОРМИРОВАНИИ КРИТЕРИЯ ИСТИНЫ В РАЗНОЕ ВРЕМЯ. ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ СОВРЕМЕННАЯ НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА ОТ КЛАССИЧЕСКОЙ? КАК ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПРЕЕМСТВЕННОСТЬ ИДЕЙ И КОНЦЕПЦИЙ

При смене картины мира пересматриваются основные вопросы мироздания, структура знаний и место науки в жизни общества. Среди естественных наук в течение двух столетий, несомненно, лидировала физика, исследовавшая явления неживой природы…

Галофильные микроорганизмы озера Мраморное

1.4. Продукция и деструкции органического вещества микроорганизмами

В соленых озерах непрерывно протекают процессы образования и разложения ОВ при участии различных физиологических групп бактерий. В таких водоемах высокие значения минерализации ограничивают развитие высших форм жизни (Заварзин и др., 2000)…

Генетика и эволюционное учение

5. Современная генетика.

Генетика и эволюция. Основные аксиомы биологии

12. Современная генетика

Если век XIX по праву вошел в историю мировой цивилизации как Век Физики, то стремительно завершающемуся веку XX-му, в котором нам счастливилось жить, по всей вероятности, уготовано место Века Биологии, а может быть, и Века Генетики…

Геоцентрическая система мира

Аристотелевская система мира

Начиная с IV века до н. э. греческие мыслители строят геометрические модели мира, призванные объяснить движение небесных светил. Рождению новой космологической модели способствовал самый выдающийся ученый Древней Греции — Аристотель (384 — 322 гг…

Геоцентрическая система мира

Птолемеевская система мира

Попытка решения трудностей в модели Аристотеля была предпринята выдающимся александрийским ученым Клавдием Птолемеем. Клавдий Птолемей (90-168 г.г. н. э.) — выдающийся греко-египетский астроном, астролог, математик, географ и оптик, вероятно…

Иерархическая организация

1.2 Современная иерархия

Многие исследователи пытаются разместить вce живые системы в едином иерархическом ряду, но при этом обычно те или иные системы остаются за бортом—то биогеоценозы, то популяции, то виды, не говоря уже о надвидовых таксонах…

Исторические эволюции картин мира

3. Современная картина мира

В ХХ в. на роль лидера научного познания наряду с физической претендует и биология, к которой относятся такие мощные направления, как эволюционное учение, генетика и экология, ставшая наукой о биосфере в целом…

Концепции современного естествознания

2. Физические картины мира. Многообразие и единство мира. Микро-, макро — и мегамир. Геометрия Вселенной. Вопрос о конечности и бесконечности Вселенной

Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей вере в единство природы. Человек не успокоится, пока не разгадает загадку своего происхождения…

Научная картина мира, понятие, структура, функции. Корпускулярно–волновой дуализм. Его сущность

2.2 Современная научная картина мира и ее отличие от ненаучных картин мира.

Основой современной научной картины мира являются фундаментальные знания, полученные, прежде всего, в области физики. Однако в последние десятилетия прошлого века все больше утверждалось мнение…

Представление о критерии истинности знания

8. Раскройте сущность микро- и макроэволюции, приве-дите примеры действующих в них процессов.

Каковы доказательства эволюции органического мира?

Современная эволюционная теория подразделяет сложный эволюционный процесс на два этапа: макро- и микроэволюцию. Знание элементарных представлениий, лежащих в основе эволюции…

Развитие гелиоцентрической системы мира от её появления до её признания

2. Система мира Коперника

Николай Коперник родился в 1473 г.

в польском городе Торне. Сын богатого купца, он получил всестороннее образование в лучших университетах того времени. Затем в 1505 г…

Системы живого мира

2. Классическая система живого мира

Построение естественной системы органического мира является непрерывным процессом. Это связано с бесконечной серией все углубляющихся и усложняющихся исследований…

1. Современная классификация органического мира

Современная классификация органического мира. История развития жизни на нашей планете

1.3 Систематика органического мира

Систематика — это часть ботаники и зоологии, изучающая разнообразие форм живого. Систематика даёт научные названия организмам, оценивает черты сходства и различия между ними. Важной частью систематики является таксономия…

Шпаргалка: Современная классификация органического мира. История развития жизни на нашей планете

—PAGE_BREAK—1.3 Систематика органического мира

Систематика – это часть ботаники и зоологии, изучающая разнообразие форм живого. Систематика даёт научные названия организмам, оценивает черты сходства и различия между ними. Важной частью систематики является таксономия, целью которой является разделение организмов на группы (таксоны) и расположение этих групп в порядке, отражающем их родственные связи и иерархию. Существует несколько методов определения относительного положения таксона в системе.

Попытки классификации живой материи предпринимались учёными неоднократно. Среди первых попыток можно вспомнить труды Аристотеля по зоологии и Теофраста по ботанике. Начало современной систематике положила «Система природы» Карла Линнея. Он разделил всех животных на шесть классов: звери, птицы, гады, рыбы, насекомые и черви, а все растения – на несколько классов по способу размножения. К середине XIX века некоторые учёные (например, Эрнст Геккель) наравне с животными и растениями стали выделять новое царство протистов, в которое вошли бактерии, водоросли, грибы и одноклеточные животные.

С развитием микробиологии стало ясно, что одной из важнейших характеристик организмов является их клеточное строение.

В результате, в первой половине XX века были выделены два надцарства - прокариоты и эукариоты. Надцарство прокариот включило в себя бактерии и сине-зелёные водоросли, клетки которых не содержат ядра. Остальные клеточные организмы были отнесены к ядерным (эукариотам).

Особой формой, промежуточной между живым и неживым состоянием, являются вирусы, отличающиеся от всех остальных организмов отсутствием важнейшего признака организации живой материи – клеточного строения. Некоторые исследователи, чтобы показать отличие вирусов от других организмов, вводят новый таксон – империю – и включают в одну из империй вирусы, а в другую – все клеточные организмы.

В 90-х годах XX века учёные обратили пристальное внимание на очень древнюю и сравнительно малочисленную группу архебактерий. Выяснилось, что хотя клетка архебактерии и не содержит ядра, она разительно отличается по строению и от клетки эукариот, и от клетки прокариот. В результате архебактерии, рассматривавшиеся ранее как один из классов бактерий, в настоящее время нередко выделяются в отдельное царство или даже надцарство.

Итак, в основу деления организмов по надцарствам положено строение клетки. Что касается деления эукариот на царства, то устоявшейся точки зрения пока ещё нет. Любые искусственные разграничения нарушают естественные связи между организмами. Действительно, существует большое количество отличительных признаков (рис.2), по каждому из которых может быть произведена классификация; среди них:

· строение организма;

· способ получения органических веществ;

· способность к передвижению.

В советских учебниках долгое время была распространена классификация эукариот по способу питания, подразумевавшая разделение надцарства эукариот на три царства: растения (фотосинтезирующие автотрофы), грибы (в основном, осмотрофные гетеротрофы) и животные (в основном, голозойные гетеротрофы). Однако, в эту схему достаточно сложно уложить, например, эвгленовые водоросли, которые могут питаться как автотрофно, так и гетеротрофно.

В 1969 году Робертом Уиттекером была предложена система пяти царств, завоёвывающая сейчас всё больше и больше сторонников (рис.1). Прокариоты у него по-прежнему объединены в одно царство Monera. Примитивные эукариоты, не имеющие тканевой дифференциации (простейшие, водоросли, слизевики), объединены в царство Protista. Всё, что осталось от растений, (мхи, папоротники и семенные растения) составило царство Plantae, все высшие классы грибов – царство Fungi, все многоклеточные животные – царство Animalia.

Эта система, однако, тоже имеет свои недостатки. Среди них:

· систематическое положение оомицетов и слизевиков, являющихся промежуточными формами между протистами и грибами, пока что не ясно;

· сами грибы обладают многими признаками, сближающими их с протистами (таковыми, в частности, является отсутствие истинных тканей).

Наука о классификации животных и растений носит название таксономии, она определяет родственные связи между организмами. Основателем научной систематики был шведский ботаник Карл Линней, который ввел (1753) так называемую биномиальную номенклатуру, позволяющую с максимальной точностью определить положение любого животного или растения в системе. Согласно этой номенклатуре каждый вид получает двойное название: родовое и видовое. Все названия пишутся на латинском языке. Родовое имя пишется с большой буквы, видовое - с малой. Степень сходства между организмами, входящими в одну таксономическую категорию, возрастает по мере перехода к категориям более низкого ранга. Применяются следующие таксономические категории:

Основными таксонами являются царство, тип (отдел), класс, отряд (порядок), семейство, род, вид. Каждая предыдущая группа в этом списке объединяет несколько последующих (так, семейство объединяет несколько родов и, в свою очередь, принадлежит к какому-либо отряду или порядку). По мере перехода от высшей иерархической группы к низшей степень родства возрастает. Для более детальной классификации используются вспомогательные единицы, названия которых образуются прибавлением к основным единицам приставок «над-» и «под-», например, надцарство, подвид. Только виду можно дать относительно строгое определение, все остальные таксономические группы определяются достаточно произвольно.

· Вид – это группа особей, обладающих единственным в своём роде набором морфологических (структурных) и функциональных признаков, т.е. внешним видом, особенностями расположения органов и их работы и т.п.

· Вид – это группа особей, способных, скрещиваясь между собой, давать плодовитое потомство.

· Вид – это группа особей, сходных по генотипу (количеству, размеру и форме хромосом).

· Вид – это группа особей, занимающих одну и ту же экологическую нишу.
продолжение
—PAGE_BREAK—

Главная / Лекции 1 курс / Медицинская биология / Вопрос 9. Учение об организации живого / 4. Структуры уровней органического мира

4. Структуры уровней органического мира

Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня. Характер клеточного уровня организации определяется молекулярными и субклеточными уровнями, организменный - клеточным, тканевым и органным, видовой (популяционный) - организменным и т. д.

Следует отметить большое сходство дискретных единиц на низших уровнях и все возрастающее различие - на высших.

Таблица 1. Уровни организации органического мира

Предложенный. Вашему вниманию учебное пособие построен с учетом задач программы учебного курса"Ботаника", предусмотренных для студентов высшей педагогической школы

Задача курса состоит в том, чтобы ознакомить студентов с разнообразием растительных форм, раскрыть взаимосвязи между растениями и окружающей средой, изучить процессы, которые проходят в органах росли ин, показать хозяйственное значение и необходимость рационального использования и охраны растительных ресурсе.

Общей целью курса"Ботаника"является раскрытие закономерностей внутренней и внешней строения растительного организма. Доказать, что растение является целостным организмом, сформировавшийся постепенно во время онтогенез зу и филогенеза. Раскрыть родство растений рассмотреть принципы и основные положения международного кодекса ботанической номенклатур номенклатури.

По структуре учебное пособие составляет курс лекций. Практика показала, что это способствует эффективной подготовке к семинарским и практическим занятиям, облегчает проработки учебного материала для само остийного изучения. После изложения учебного материала в пособии помещены вопросы для самопроверки знаний студентеів.

Создавая учебное пособие для будущих специалистов, авторы включили в его текст научно-популярную информацию под рубриками"Из истории науки","Из истории народов","Эволюционный процесс","Со мир ту науки","Интересно знать","Важно знать","Для любознательныхаво знати", "Важливо знати", "Для допитливих".

Настойчивое изучение курса"Ботаника"обеспечит студентов необходимым объемом теоретических знаний, практических умений и навыков, позволяющих молодому специалисту преподавать в соответствии с современными и требованиями и на должном уровному рівні.

ЛЕКЦИЯ 1 РАЗНООБРАЗИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

. План

1. Естественная система органического мира

2 Структурные уровни организации живых организмов

3. Краткая история растительного мира

Основные понятия: естественная система, прокариоты, эукариоты, систематика, таксоны, таксономические категории (таксономические единицы), структурные уровни организации живой материи, геологическая эра, период, эпоха

1 Естественная система органического мира

Весь современный органический мир принято делить на две империи. Империя неклеточных (Noncellulata) состоит только из одного царства. Вирусы (Vira), но по мнению многих ученых, вирусы — не настоящие и организмы, так как не способны к самостоятельному обмена веществ. Империя клеточных (Cellulata) делится на два надцарства: безъядерные (или прокариоты (от латт. pro — перед, к; karion — ядро)) и ядерные (или эукариоты (от греч eu — полностью, karion — ядро))

По палеонтологическим данным, прокариоты на нашей планете возникли около 3,2 млрд лет назад, тогда как эукариоты намного моложе — их возраст составляет лишь около 1,6 млрд лет

Прокариотические клетки по размерам значительно меньше эукариотических — их средний диаметр составляет около 0,5-2 мкм, тогда как у эукариот — 5-20 мкм

Клетки прокариот и эукариот на фенотипическом уровне подобные при наличии. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и белок-синтезирующего аппарата, представленного рибосомами, при наличии внешней мембраны (плазмалеммы), ферментных комплексов. В состав клеток прокари иот и эукариот входят белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, минеральные соединения и вода.

Прокариоты не имеют специализированных фотосинтетических органелл. Представители эукариот имеют специализированные органеллы — хлоропласты, где и сосредоточен весь пигментный комплекс

. Отмены между прокариот и эукариот на геномном уровне заключаются в том, что прокариотическая клетка является системой, которая содержит один геном, сосредоточен в нуклеоид, то есть моногеномною эукариотических клетках ина является системой с несколькими (двумя, тремя или даже четырьмя) неродственными геномами, то есть полигеномною.

Прокариоты не способны к фаго-и пиноцитоза, не имеют морфологически оформленного ядра, митохондрий, пластид, эндоплазматической сети, комплекса. Гольджи, лизосом, а также органелл, построенные с микротом—рубочок — жгутиков, базальных тел жгутиков, клеточного центра по центриолями. В прокариот отсутствуют митоз, мейоз, половой процесс, а обмен генетической информацией осуществляется парасексуальный — путем т рансформаций и коньюгаций. Прокариоты, в отличие от эукариот, способны очень быстро размножатьсяся.

Прокариоты составляют два царства:. Архебактерии (Archaebacteria) и. Бактерии (Eubacteria). Разница между которыми заключается в отсутствии двухслойной липидной мембраны в архебактерий и ее наличием у бактерий

Эукариоты разделяют на три царства:. Растения (Plantae или Vegetabilia). Грибы (Fungi),. Животные (Animalia) (табл. 1)

. Таблица 1

. СИСТЕМА. ОРГАНИЧЕСКОГО. МИРА

По самым осторожным оценкам сегодня на нашей планете зарегистрировано около 1,8 млн видов живых организмов. Из них более 1000 видов вирусов, около 4500 видов дробьянок, около 500 тыс. видов — это растения, около 100 тыс. видов — грибы, у 1,5 млн видов — животные (из них более 1 млн. — насекомые). Это многообразие возникло вследствие длительного процесса эволюции, в ходе которого одни виды давали начало другим, некотор и исчезали. Виды, образовавшиеся от общего предка, сохраняют немало признаков сходства. Чем отдаленным исторический связь между видами, тем существеннее есть различия между ними. Таким образом, все виды, насе ляют нашу планету, повязкам связаны между собой родственными связями, то есть образуютутворюють естественную систему . Исследованием этой системы и попытками воспроизвести ее, то есть попытками отразить последовательность эволюционных событий на планете занимается систематика

. Систематика (от греч systematikos — упорядоченный) — наука, изучающая разнообразие живых организмов, устанавливает филогенетические связи между ними и другими таксономическими категориями органического мира и разработок обляе естественную классификацию. Воспроизведение природной системы (чаще называют разработкой или построением естественной системы) является одним из самых сложных и важных научных задач, стоящих перед биолог ией. Значительные теоретические обобщения биологии XIX и. ХХ в — эволюционная теория. Дарвина и симбиогенеза теория. Мере-жковського-Маргелис — были напрямую связаны с разработкой естественной системтеми.

Естественная система как научное, так и прикладное значение. Научная ценность природной системы заключается в том, что при ее построении требуются синтез и обобщение знания по всем областям биологии — би иохимии, биофизики, генетики, молекулярной биологии, цитологии, экологии. Таким образом, в естественной системе в концентрированном виде представлены достижения современной биологии в целом. Прикладное значение природной системы заключается в ее прогнозируемости.

Знание степени родства объектов позволяет методом аналогий прогнозировать свойства других объектов. Эта черта природной системы в чрезвычайном сту пени оказалась полезной для современной биотехнологии, особенно тогда, когда производится поиск новых биотехнологических объект объектеєктів.

Наука систематика оперирует двумя основными понятиями: таксонами и систематическими единицами (категориям)

. Таксон (от греч taxis — размещение, порядок) — это группа дискретных (обособленных) организмов, родственных между собой общностью признаков и свойств, благодаря чему им можно присвоить систематическую единицу (т таксономическую категорию).

. Систематическая единица в отличие от таксона, является понятием логичным, и отражает не реальные организмы, а определенный ранг или уровень классификации, к которому может быть отнесен определенный таксон на основе комплекса установленных такс сономичних озна.

Основные таксономические категории систематике растений, грибов и животных представлены в таблице 2

. Таблица 2

Итак, вишня обыкновенная — представляет собой таксон, а вид, род, семья и тд не является таксонами, а есть таксономическими категориями, или таксономическими единицами. Кроме основных таксономических категорий существуют также помо омижни: надцарство, подотдел, надкласс, подкласс, пидпорядок, подсемействина.

Каждый таксон, в соответствии с тем, к какой таксономической категории он относится, имеет собственную уникальную название. Порядок предоставления таксонам правильных и законных названий регламентируется. Международным кодек ксом ботанической номенклатуры (МКБН). Согласно. МКБН, правильной научным названием таксона является латинское название. Причем для таксонов ранга от отдела к семье устанавливаются специальные окончания, указывает ют, к которой таксономической категории относится данный таксон (табл. 3. 3).

. Таблица 3

. СПЕЦИАЛЬНЫЕ. ОКОНЧАНИЯ таксонов, принадлежащих к разным. ОСНОВНЫХ таксономической. КАТЕГОРИЙ

Родовое название представляет собой существительное без специального окончания, написан с большой буквы. Видовое название является биноминальной, то есть состоит из двух слов, из которых первое является названием рода, а второе — зрелище им эпитетом. Правила написания названий царств и. Надцарство отдельно в. МКБН. НЕ оговореноні.

Рассмотрим таксономические категории одного из видов растений:

o вид -. Вишня обыкновенная (Cerasus vulgaris);

o род -. Вишня (Cerasus);

o семья -. Розовые (Rosaceae);

o порядок -. Розоцветные (Rosales);

o класс -. Двудольные (Magnoliopsida);

o отдел -. Покрытосеменные, или. Цветочные (Magnoliophyta);

o царство -. Растения (Plantae)

Жизнь существует на Земле около 5 млрд. лет. Однако то, что происходило в этот длительный период времени на Земле, наука представляет себе достаточно хорошо. Большую помощь в этом оказывает изучение горных пород, сохранивших окаменевшие остатки древних организмов. Известно, что горные породы залегают слоями и самый нижний слой является самым древним. Следовательно, остатки растений и животных, встречаемые в нижних слоях, должны быть более древними по происхождению, чем организмы, жившие в поздние эпохи и оказавшиеся в виде окаменелостей в более верхних слоях. Достаточно знать характерные для данного пласта ископаемые, чтобы определить возраст породы.

Современная наука располагает радиоактивными методами определения возраста пород – ториевым, урановым, рубидиевым, калиевым, углеродным и др. Эти методы позволили создать шкалу геологического летоисчисления, представляющую собственно историю развития жизни на Земле.

Архейская (самая древняя) эра, продолжавшаяся более 900 млн. лет, оставила мало, следов жизни, так как пласты сильно изменились под воздействием высокой температуры и давления. Найденные в горных породах этой эры графит, известняк и мрамор говорят о существовании в ту пору сине-зеленых водорослей и бактерий, которые за простую организацию (у них мелкие клетки без четко выраженного ядра) — получили название прокариотов.

В архее произошли три крупных ароморфоза, сыгравших громадную роль в дальнейшем развитии жизни на Земле: 1) возник половой процесс, приведший к обмену генами и появлению комбинативной изменчивости, которая значительно расширила материал для естественного отбора; 2) появился фотосинтез, приведший к разделению, единого органического мира по способу питания на мир растений и мир животных. Растения оказались способными синтезировать необходимые для жизни вещества из неорганических — автотрофные организмы. Они обеспечили накопление кислорода и органических веществ, которые использовали Для своей жизнедеятельности животные — гетеротрофные организмы; 3) образовались многоклеточные организмы, способные захватывать и переваривать более крупные частицы и осваивать новые среды обитания.

Протерозойская эра длилась примерно 2 млрд. лет. В эту эру процветали зеленые водоросли — организмы с типичными клетками — эукариоты. Среди них были формы свободноплавающие, и придонные. От последних в дальнейшем возникли формы с расчлененным телом. В протерозое процветали многоклеточные мор животные — кишечнополостные, кольчатые черви, моллюски, иглокожие и членистоногие, а в конце эры появились хордовые (бесчерепные).

В протерозойскую эру произошли следующие крупные ароморфозы: сформировалась

двусторонняя симметрия, обеспечившая дифференцировку тела на спинную и брюшную стороны, передний и задний концы. Спинная сторона выполняла защитную функцию, брюшная — обеспечивала движение и захват пищи, в переднем конце развивались органы чувств, а затем — нервные узлы и головной мозг. Это значительно повысило жизненную активность животных; появились первые хордовые — самый высокоорганизованный тип животных. Наличие хорды обеспечило опору мускулатуры; центральная нервная система в виде трубки способствовала их активизации, появились органы дыхания — жабры.

Палеозойская эра – эра древней жизни. Возраст – 570 млн. лет.

Кембрийский период получил своё название от древнего названия Уэльса. Кембрий продолжался около 80 млн. лет. Этот период характеризуется довольно ровным и теплым климатом. Суша, представлявшая в конце протерозоя единый суперконтинент, раскололась на отдельные материки, сгруппированные около экватора. Это привело к созданию большого количества мелких прибрежных районов, пригодных для расселения живых организмов. Кембрийский период ознаменовался возникновением и распространением представителей новых типов беспозвоночных животных, многие из которых имели известковый или фосфатный скелет. Ученые связывают это с появлением хищничества. Среди одноклеточных животных были многочисленны фораминиферы – представители простейших, имевших известковую раковину. Первыми из многоклеточных скелетных организмов были археоциаты – своеобразные существа, имевшие форму кубка с двойными стенками. Появились и достигли большого разнообразия трилобиты, относящиеся к типу членистоногих. Некоторые из находок в кембрийских отложениях (пластинки, своим строением напоминающие чешую рыбообразных) позволяют ученым предположить, что в это время могли появиться и древнейшие позвоночные. В целом в кембрии появились почти все известные типы животных.

Ордовикский период получил своё название от одного из кельтских племен, обитавших в той части Англии, где находятся характерные для этого периода остатки. В этот период происходили активные горообразовательные процессы, площадь суши значительно сократилась. В морях господствовали из растений разнообразные водоросли, из животных – трилобиты. Археоциаты к этому времени вымерли, на смену им пришли кораллы. Для ордовикских отложений характерны граптолиты – колониальные полухордовые животные, сочетавшие признаки беспозвоночных и позвоночных животных.

Силурийский период также получил название от кельтских племен. Климат силура был более сухим, чем в ордовике, увеличилась площадь суши, представленной суперконтинентом Пангей. В морях уменьшается разнообразие трилобитов, появляются новые членистоногие – ракоскорпионы, достигавшие в длину 2 метров. Начинается массовое распространение первых настоящих позвоночных – панцирных бесчелюстных. По форме тела они напоминали рыб, но принадлежали к другому классу. До настоящего времени сохранились представители этого класса – миноги.

Важнейшим ароморфозом этого периода был выход растений на сушу. Это были споровые растения псилофиты. Они росли на прибрежных мелководьях, настоящих корней у них не было, специальные нитевидные отростки служили для прикрепления к почве. Вслед за растениями на сушу вышли и представители животных. Ими были паукообразные, очень похожие на современных скорпионов.

Девонский период назван от графства Девоншир в Англии, где найдены характерные для этого периода слои древнего песчаника – следы древних пустынь. Продолжилось поднятие суши и сокращение площади морей. Климат стал более континентальным, в горных районах наблюдались оледенения.

В девонских морях господствующее положение заняли хрящевые рыбы, появились и костные рыбы. Среди костных рыб особое положение занимают кистеперые рыбы. Их плавники с мускулистой кистевидно

расчлененной лопастью позволяли им не только плавать, но и переползать по дну пересыхающих водоёмов. Долго считалось, что кистеперые рыбы, дав начало назем позвоночным, вымерли в палеозое. Однако в середине ХХ в. первую такую живую рыбу выловили у берегов Южной Африки. В честь первой исследовательницы этого «живого ископаемого» К. Латимер ры6у назвали Латимерией. К настоящему времени выловлено более 100 экземпляров этой крупной (длиной до 1, 8 м и весом до 95 кг) рыбы. Продолжалось освоение суши членистоногими. Появились и первые земноводные, которые, по-видимому, вели водный образ жизни, хотя и могли переползать по суше, — ихтиостеги и ла6иринтодоныl, внешне похожие на тритонов и саламандр и достигавшие длины до 5 м. От высыхания их защищала кожа, покрытая слизистым секретом. К концу девонского периода на поверхности суши стали возникать первые леса. Они состояли из споровых растений — папоротникообразных, плаунов, хвощей.

Каменноугольный период получил своё название из-за огромных масс каменного угля. Карбон отличался теплым мягким климатом и активной вулканической деятельностью. Чередующиеся наступления и отступления моря погубили массу животных и растений и образовали топи и болота, зараставшие древовидными папоротниками и хвощами. В этих условиях шло приспособление животных к различным средам обитания: на суше процветали пауки и скорпионы, в воздухе летали насекомые; в топях и болотах царствовали земноводные; в морях плавали иглокожие, моллюски.

В конце карбона и начале Перми произошли горообразовательные процессы, влажный климат сменился сухим.

Это привело к новым ароморфозам. На смену растениям пришли более высокоорганизованные и приспособленные к произрастанию условиях сухого климата семенные папоротники и голосеменные растения, у которых оплодотворение происходило вне воды. На смену земноводным пришли более приспособленные к новым условиям и высокоорганизованные — пресмыкающиеся. Роговой слой защищал их тело от высыхания, плотная оболочка и большой запас питательных веществ в яйце Обеспечивали благоприятные условия для развития зародыша.

Пермский период назван по имени русского города Пермь, возле которого найдены характерные отложения. Пермь отличалась засушливым континентальным климатом и активной вулканической деятельностью. Это способствовало дальнейшему распространению голосеменных и исчезновению древовидных хвощей и папоротников. В этот период вымерли трилобиты, многие земноводные, большее развитие получили пресмыкающиеся, насекомые, акулы и кистеперые рыбы.

Основной ароморфоз — на смену хвощам и папоротникам приходят голосеменные растения.

Мезозойская эра — эра средней жизни.

Название триасового периода происходит отложений, найденных в Германии поверх пермских отложений. В триасовый период климат был континентальным. Это способствовало развитию голосеменных растений и пресмыкающихся, заселивших всю планету. В морях обитали моллюски, иглокожие, акулы, двоякодышащие рыбы.

Крупным ароморфозом было появление в конце триаса первых млекопитающих и настоящих костистых рыб.

Юрский период получил название от цепи гор на границе Франции и Швейцарии. Юрский период отличался мягким климатом. В этот период господствовали голосеменные растения, были распространены небольшие хвощи, папоротники. Из животных особый расцвет получили пресмыкающиеся, заселившие моря, сушу и воздух.

Cлайд 1

Cлайд 2

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

Cлайд 7

Cлайд 8

Cлайд 9

Cлайд 10

Cлайд 11

Cлайд 12

Cлайд 13

Cлайд 14

Cлайд 15

4.1. Многообразие организмов. Значение работ К. Линнея и Ж-Б. Ламарка. Основные систематические (таксономические) категории: вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство; их соподчиненность. Вирусы — неклеточные формы жизни. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний.

Многообразие организмов

В настоящее время на Земле известно около 2 млн. видов живых организмов (по некоторым оценкам общее количество видов может достигать 5-10 млн), что чрезвычайно затрудняет ориентирование в данном изобилии. В связи с этим сформировался особый раздел биологии, задачей которого является описание и обозначение всех существующих и вымерших видов организмов, а также их классификация по различным группам — систематика.
Классифицировать организмы можно по любому принципу, например по окраске, и тогда в группу зеленых организмов попадут не только роза и дуб, но и крокодил с кузнечиком. Наиболее общими критериями, которые широко применяются в современной систематике, являются уровень организации, способ питания, особенности строения клетки и способность к активному перемещению организма в пространстве.
Современная систематика стремится к созданию естественной, или филогенетической, системы организмов, поэтому прежде всего учитываются не только существенные признаки, объединяющие живые существа в более или менее крупные группы, но и общность происхождения.

Значение работ К. Линнея и Ж. Б. Ламарка

Хотя корни систематики теряются в глубине веков, поскольку первые попытки классифицировать организмы делали еще Аристотель и его ученик Теофраст, наукой она стала благодаря трудам великого шведского ученого К. Линнея (1707-1778).
В первую очередь он привел в порядок ботаническую терминологию, применяемую для описания растений, поскольку до него листья вновь открытых видов могли сравнивать с таковыми у лавра, розы и т. д., а также ввел короткие названия организмов из двух слов, первое из которых является родовым названием, или «фамилией» растения, а второе — определением к нему, или «именем собственным», которое могло бы отражать какие-то особенности данного вида растений. Само по себе видовое название не может служить обозначением вида, поскольку слово «обыкновенный » может характеризовать как дуб, так и подорожник, а вот сочетание родового и видового названий является уникальным. Такой способ обозначения живых организмов при помощи двух слов носит название бинарной , или биномиальной номенклатуры.
Поскольку во времена Линнея международным языком науки являлся не английский, а латинский, совершенно очевидно, что и названия видам и их описания по сей день даются на латыни, например, Triticum aestivum L. — это мягкая пшеница. Буквы после видового названия являются общепринятым сокращением фамилии ученого, впервые или наиболее полно описавшего данный вид. В данном случае L. обозначает, что описание выполнено самим К. Линнеем.
Описав и дав названия примерно 10 тыс. видам растений и более 4 тыс. видам животных, К. Линней также внес существенный вклад в разработку самого понятия «вид». Он рассматривал его как группу сходных между собой особей, дающих плодовитое потомство.
Венцом научной деятельности К. Линнея стала его знаменитая система органического мира, в которой он установил строгую соподчиненность систематических групп: класс — порядок — род — вид — разновидность.
Будучи приверженцем использования четких критериев, в основу систематики растений он положил строение генеративной сферы цветка — количество пестиков и тычинок, которое отличается гораздо меньшей изменчивостью, нежели остальные части цветка и вегетативные органы, что дало ему возможность разделить растения на 24 класса.
Вместе с тем система царства растений К. Линнея была несовершенной, поскольку в одну группу могли попасть совершенно разные виды, а близкородственные виды оказывались в разных группах. Это было обусловлено тем, что он использовал только отдельные признаки растений, не принимая в расчет остальные. Понимая это, К. Линней упорно работал над разработкой «естественной системы», но так и не успел завершить этот труд.
Система же царства животных К. Линнея во многом была просто неудачной, так как в ней выделялось всего два класса, и киты попадали в одну группу с рыбами, а черви — со змеями.
Младший современник К. Линнея — Ж. Б. Ламарк (1744-1829) внес не менее ощутимый вклад в развитие систематики, поскольку он не только разделил животных на беспозвоночных и позвоночных, но и выделил уже 10 классов. Кроме того, он построил первую естественную систему животного мира, расположив в ней систематические группы по принципу усложнения организации, приблизившись тем самым к пониманию эволюции органического мира.
Основные систематические (таксономические) категории: вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство; их соподчиненность
Вид - это совокупность особей, сходных по морфологическим, физиолого-биохимическим, эколого-географическим и генетическим критериям, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Так как ни один из критериев вида не является универсальным, для определения вида необходимо использовать их совокупность.
Виды объединяются в роды, роды — в семейства, семейства — в отряды (у животных) или порядки (у растений). Отряды или порядки входят в состав классов. Из классов состоят типы (у животных) и отделы (у растений). Эти крупные группы организмов объединяются в царства. Например, два родственных вида ирисов, или касатиков — желтоцветковый Ирис болотный и сиреневоцветковый Ирис сибирский — относятся к одному роду Ирис, который вместе с родами Шафран и Гладиолус составляют семейство Ирисовые, или Касатиковые. В свою очередь, семейство Ирисовые является единственным семейством порядка Ирисовые (Касатикоцветные), наряду с порядком Лилиецветные входящим в класс Однодольные. Классы Однодольные и Двудольные относятся к отделу Покрытосеменные, а Покрытосеменные и Голосеменные — это отделы царства Растения.
Вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство — это основные таксономические , или систематические категории , т. е. соподчиненные группы растений и животных, имеющих различную степень родства. Слово вид, род и т. д. не подразумевает конкретный организм, это как бы ступень лестницы или пирамиды, тогда как добавление к этим словам конкретных названий, например Ирис, как бы наполняет их смыслом, превращает в таксон — группу организмов, связанных определенной степенью родства.
В XVIII веке, когда работал К. Линней, количество известных видов было невелико, поэтому было достаточно таксономических категорий вид, род, класс и царство, однако уже при его жизни стали использовать понятие семейство, а затем и остальные. На определенном этапе развития систематики не стало хватать и этих категорий, тогда начали использовать промежуточные, обозначаемые приставками над-, под- и т. д. (надцарство, подцарство и т. д.).
Наибольшей таксономической категорией является царство. До настоящего времени нет устоявшейся точки зрения на количество царств живой природы, их могут выделять от 4 до 22. Обобщая представления о живых организмах, их клеточном строении и особенностях жизнедеятельности, можно выделить, по крайней мере, четыре царства — бактерий, растений, грибов и животных, относящихся к двум надцарствам — Прокариоты и Эукариоты.
Бактерии относятся к прокариотам, по способу питания они могут принадлежать как к автотрофам, так и к гетеротрофам. Для бактерий характерен ограниченный рост. Большинство бактерий — одноклеточные организмы.
Растения отличаются способностью к автотрофному питанию, преобладанием процессов синтеза над процессами распада, прикрепленным способом жизни и неограниченным ростом. Основным запасающим веществом растений является крахмал. Клеточные стенки растений содержат целлюлозу.
Подавляющее большинство животных — гетеротрофы, активно перемещаются в пространстве, имеют небольшое соотношение площади поверхности и объема, а их рост ограничен. Основное запасное вещество клеток животных — гликоген, тогда как сами клетки лишены клеточной стенки.
Грибы по способу питания — гетеротрофы, они не могут активно перемещаться, их рост неограничен. Клетки грибов имеют в основном хитиновые клеточные стенки, основным запасным веществом грибов чаще всего является гликоген.
Не совсем ясно положение вирусов в системе органического мира, так как они не имеют клеточного строения, однако их предлагают выделить в отдельное царство вирусов, относящееся к империи Неклеточные, тогда как все остальные организмы будут относиться к империи Клеточные. В общем виде современную систему органического мира можно представить схематически или в виде родословного (филогенетического) древа, ветви которого соответствуют различным таксонам, а их взаимное расположение отражает родственные связи между этими таксонами.
Система органического мира не является незыблемой, в нее часто вносят изменения, причем иногда достаточно радикальные. Так, до середины ХХ века грибы рассматривались в составе царства растений, хотя уже в XIX веке высказывались предположения об их исключительности, в настоящее время дискутируется вопрос о выделении по меньшей мере двух царств прокариотических организмов (архей и бактерий, или бактерий и цианобионтов).
Вирусы — неклеточные формы жизни

Характеристика вирусов

Заболевание СПИД и ВИЧ-инфекция

ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) был обнаружен только в начале 80-х годов ХХ века, однако скорость распространения вызываемого им заболевания и невозможность излечения на данном этапе развития медицины заставляют уделять ему повышенное внимание. В 2008 году Ф. Барре-Синусси и Л. Монтанье за исследование ВИЧ была присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины.

ВИЧ — сложный РНК-содержащий вирус, который поражает главным образом Т4-лимфоциты, координирующие работу всей иммунной системы. На РНК вируса при помощи фермента РНК-зависимой ДНК-полимеразы (обратной транскриптазы) синтезируется ДНК, которая встраивается в геном клетки-хозяина, превращается в провирус и «затаивается» на неопределенное время. Впоследствии с этого участка ДНК начинается считывание информации о вирусной РНК и белках, которые собираются в вирусные частицы и практически одновременно покидают ее, обрекая на гибель. Вирусные частицы поражают все новые клетки и приводят к снижению иммунитета.
ВИЧ-инфекция имеет несколько стадий, при этом длительный период человек может быть носителем заболевания и заражать других людей, однако сколько бы ни длился этот период, все равно наступает последняя стадия, которая называется синдромом приобретенного иммунодефицита , или СПИДом.
Заболевание характеризуется снижением, а затем и полной потерей иммунитета организма ко всем возбудителям заболеваний. Признаками СПИДа являются хроническое поражение слизистых оболочек полости рта и кожи возбудителями вирусных и грибковых заболеваний (герпесом, дрожжевыми грибами и т. д.), тяжелая пневмония и другие СПИДассоциированные заболевания.
ВИЧ передается половым путем, через кровь и другие жидкости организма, но не передается через рукопожатия и бытовые предметы. В первое время в нашей стране инфицирование ВИЧ чаще было сопряжено с неразборчивыми половыми контактами, особенно гомосексуальными, инъекционной наркоманией, переливанием зараженной крови, в настоящее же время эпидемия вышла за пределы групп риска и быстро распространяется на другие категории населения.
Основными средствами профилактики распространения ВИЧ-инфекции являются использование презервативов, разборчивость в половых связях и отказ от употребления наркотиков.

Меры профилактики распространения вирусных заболеваний

Основным средством профилактики вирусных заболеваний у человека является ношение марлевых повязок при контакте с больными заболеваниями дыхательных путей, мытье рук, овощей и фруктов, протравливание мест обитания переносчиков вирусных заболеваний, вакцинация от клещевого энцефалита, стерилизация медицинских инструментов в лечебных учреждениях и др. Во избежание заражения ВИЧ следует также отказаться от употребления алкоголя, наркотиков, иметь единственного полового партнера, использовать индивидуальные средства защиты при половых контактах и т. д.

Вироиды

Вироиды - это мельчайшие возбудители болезней растений, в состав которых входит только низкомолекулярная РНК.
Их нуклеиновая кислота, вероятно, не кодирует собственные белки, а только воспроизводится в клетках растения-хозяина, используя ее ферментные системы. Нередко она может также разрезать ДНК клетки-хозяина на несколько частей, обрекая тем самым клетку и растение в целом на гибель. Так, несколько лет назад вироиды вызвали гибель миллионов кокосовых пальм на Филиппинах.

Прионы

Прионы (сокр. англ. proteinaceous infectious и -on ) — это небольшие инфекционные агенты белковой природы, имеющие форму нити или кристалла.
Такие же по составу белки имеются и в нормальной клетке, однако прионы обладают особой третичной структурой. Попадая в организм с пищей, они помогают соответствующим «нормальным» белкам приобретать свойственную самим прионам структуру, что приводит к накоплению «ненормальных» белков и дефициту нормальных. Естественно, что это вызывает нарушения функций тканей и органов, в особенности центральной нервной системы, и развитие неизлечимых в настоящий момент заболеваний: «коровьего бешенства», болезни Крейтцфельдта - Якоба, куру и др.

Все многообразие живого мира практически невозможно выразить в количественном эквиваленте. По этой причине систематики объединили их в группы на основании определенных признаков. В нашей статье мы рассмотрим основные свойства, основы классификации и организмов.

Многообразие живого мира: кратко

Каждый вид, существующий на планете, индивидуален и неповторим. Однако многие из них имеют целый ряд сходных черт строения. Именно по этим признакам все живое можно объединить в таксоны. В современный период ученые выделяют пять Царств. Многообразие живого мира (фото демонстрирует некоторых его представителей) включает Растения, Животные, Грибы, Бактерии и Вирусы. Последние из них не имеют клеточного строения и по этому признаку относятся к отдельному Царству. Молекула вирусов состоит из нуклеиновой кислоты, которая может быть представлена как ДНК, так и РНК. Вокруг них располагается белковая оболочка. С таким строением данные организмы способны осуществлять только единственный признак живых существ - размножаться самосборкой внутри организма хозяина. Все бактерии являются прокариотами. Это значит, что в их клетках нет оформленного ядра. Их генетический материал представлен нуклеоидом - кольцевыми молекулами ДНК, скопления которых находятся прямо в цитоплазме.

Растения и животные отличаются способом питания. Первые способны сами синтезировать органические вещества в ходе фотосинтеза. Такой способ питания называется автотрофным. Животные поглощают уже готовые вещества. Такие организмы называют гетеротрофами. Грибы обладают признаками как растений, так и животных. К примеру, они ведут прикрепленный образ жизни и неограниченный рост, но не способны к фотосинтезу.

Свойства живой материи

А по каким признакам, вообще, организмы называют живыми? Ученые выделяют целый ряд критериев. Прежде всего, это единство химического состава. Вся живая материя образована органическими веществами. К ним относятся белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты. Все они являются естественными биополимерами, состоящими из определенного количества повторяющихся элементов. К также принадлежат питание, дыхание, рост, развитие, наследственная изменчивость, обмен веществ, размножение, способность к адаптации.

Каждый таксон характеризуется своими особенностями. К примеру, растения произрастают неограниченно, в течение всей жизни. А вот животные увеличиваются в размерах только до определенного времени. То же самое касается и дыхания. Принято считать, что этот процесс происходит только при участии кислорода. Такое дыхание называется аэробным. Но вот некоторые бактерии могут окислять органические вещества и без наличия кислорода - анаэробно.

Многообразие живого мира: уровни организации и основные свойства

Указанными признаками живого обладает и микроскопическая бактериальная клетка, и огромный голубой кит. Кроме того, все организмы в природе взаимосвязаны непрерывным обменом веществ и энергии, а также являются необходимыми звеньями в цепях питания. Несмотря на многообразие живого мира, уровни организации предполагают наличие только определенных физиологических процессов. Они ограничиваются особенностями строения и видовым разнообразием. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Молекулярный уровень

Многообразие живого мира наряду с его уникальностью определяется именно этим уровнем. Основу всех организмов составляют белки, структурным элементов которых являются аминокислоты. Количество их невелико - около 170. Но в состав белковой молекулы входит всего 20. Их сочетание обуславливает бесконечное разнообразие белковых молекул - от запасного альбумина птичьих яиц до коллагена мышечных волокон. На этом уровне осуществляется рост и развитие организмов в целом, хранение и передача наследственного материала, обмен веществ и превращение энергии.

Клеточный и тканевый уровень

Молекулы органических веществ формируют клетки. Многообразие живого мира, основные свойства живых организмов на этом уровне уже проявляются в полном объеме. В природе широко распространены одноклеточные организмы. Это могут быть как бактерии, так и растения, и животные. У таких существ клеточный уровень соответствует организменному.

На первый взгляд может показаться, что их строение достаточно примитивно. Но это совсем не так. Только представьте: одна клетка выполняет функции целого организма! К примеру, осуществляет движение с помощью жгутика, дыхание через всю поверхность, пищеварение и регуляцию осмотического давления посредством специализированных вакуолей. Известен у этих организмов и половой процесс, который происходит в форме конъюгации. У формируются ткани. Эта структура состоит из клеток, сходных по строению и функциям.

Организменный уровень

В биологии многообразие живого мира изучается именно на этом уровне. Каждый организм является единым целым и работает согласовано. Большинство из них состоит их клеток, тканей и органов. Исключением являются низшие растения, грибы и лишайники. Их тело образовано совокупностью клеток, которые не формируют тканей и называется слоевищем. Функцию корней в организмах такого типа выполняют ризоиды.

Популяционно-видовой и экосистемный уровень

Наименьшей единицей в систематике является вид. Это совокупность особей, обладающих рядом общих черт. Прежде всего, это морфологические, биохимические особенности и способность к свободному скрещиванию, позволяющие обитать данным организмам в пределах одного ареала и давать плодовитое потомство. Современная систематика насчитывает более 1,7 млн. видов. Но в природе они не могут существовать разрозненно. В пределах определенной территории обитает сразу несколько видов. Это и определяет многообразие живого мира. В биологии совокупность особей одного вида, которые обитают в пределах определенного ареала, называются популяцией. От подобных групп они изолированы определенными природными барьерами. Это могут быть водоемы, горные или лесные массивы. Каждая популяция характеризуется своим разнообразием, а также половой, возрастной, экологической, пространственной и генетической структурой.

Но даже в пределах отдельно взятого ареала, видовое разнообразие организмов достаточно велико. Все они приспособлены к обитанию в определенных условиях и тесно связаны трофически. Это означает, что каждый вид является источником питания для другого. В результате формируется экосистема, или биоценоз. Это уже совокупность особей уже разных видов, связанных местом обитания, круговоротом веществ и энергии.

Биогеоценоз

Но со всеми организмами постоянно взаимодействуют К ним относятся температурный режим воздуха, соленость и химический состав воды, количество влаги и солнечного света. Все живые существа находятся в зависимости от них и не могут существовать без определенных условий. К примеру, растения питаются только при наличии солнечной энергии, воды и углекислого газа. Это условия фотосинтеза, в ходе которого синтезируются необходимые им органические вещества. Совокупность биотических факторов и неживой природы называются биогеоценозом.

Что такое биосфера

Многообразие живого мира в самом широком масштабе представлено биосферой. Это глобальная природная оболочка нашей планеты, объединяющая все живое. Биосфера имеет свои границы. Верхняя, расположенная в атмосфере, ограничена озоновым слоем планеты. Он расположен на высоте 20 - 25 км. Данный слой поглощает вредное ультрафиолетовое излучение. Выше него жизнь просто невозможна. На глубине до 3 км находится нижняя граница биосферы. Здесь она ограничена наличием влаги. Так глубоко способны обитать только анаэробные бактерии. В водной оболочке планеты - гидросфере, жизнь найдена на глубине 10-11 км.

Итак, живые организмы, населяющие нашу планету в разных природных оболочках, обладают рядом характерных свойств. К ним относят их способность к дыханию, питанию, движению, размножению и т. д. Многообразие живых организмов представлено разными уровнями организации, каждый из которых отличается уровнем сложности структуры и физиологических процессов.

Вертьянов С. Ю.

Классификация организмов

На Земле около 1,5 млн видов животных, более 0,5 млн видов растений, сотни тысяч видов грибов и множество микроорганизмов. Их классификацией - объединением в группы по сходству строения и жизнедеятельности - занимается биологическая дисциплина, зародившаяся в XVIII в. и называемая систематикой. Для ученых XVIII-XIX веков поиски системы в природе являлись прежде всего попыткой увидеть закономерности в плане Творца.

В настоящее время ученые выделяют две формы жизни.

Неклеточные формы жизни - вирусы.

Клеточные формы жизни включают:

Надцарство (или Империя) Прокариоты:

Царство Архебактерии (Архей),

Царство Истинные бактерии (Эубактерии),

Надцарство (или Империя) Эукариоты:

Царство Протисты,

Царство Животные,

Царство Растения,

Царство Грибы.

Надцарства Прокариоты и Эукариоты. Важнейший признак клетки - наличие или отсутствие отделенного от цито-плазмы ядра. Среди клеточных существ различают безъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты). К прокариотам относят Истинные бактерии и Архебактерии, существенно различающиеся строением мембран и оболочки.

Цианобактерии (греч. kyanos синий) относят к истинным бактериям. Они обладают признаками бактерий (прочные клеточные стенки, отсутствие отделенного от цитоплазмы ядра) и растений (осуществляют фотосинтез, выделяя кислород), поэтому цианобактерии иногда называют синезелеными водорослями. Они живут в виде отдельных клеток или объединяются в колонии с образованием нитей. Наличие различных пигментов придает им различную окраску от сине-зеленой, фиолетовой и красной до почти черной. Некоторые цианобактерии (например, спирулину) люди употребляют в пищу.

Разделение эукариот на царства представляет для современных ученых определенные трудности, в особенности при классификации низших (чаще одноклеточных) эукариот. Современная систематика все чаще ориентируется не только на морфофизиологические, цитологические, биохимические признаки организмов, но и на строение ДНК, РНК, отдельных генов.

Царство Протисты объединяет простейших (одноклеточных), одноклеточные водоросли и низшие грибы (стенки их клеток, как и у растений, построены из целлюлозы). Эти организмы, согласно гипотезе эволюции, - предки остальных трех царств эукариот.

В ряде классификаций все водоросли относят к царству Растения; в других классификациях царство Протисты вовсе отсутствует: низшие грибы относят к царству Грибы, одноклеточные водоросли - к царству Растения, а простейших - к царству Животные. В некоторых классификациях надцарство Эукариоты подразделяют более чем на 26 царств. Систематика является сегодня одним из самых спорных разделов биологии. Среди главных причин разногласий ученые называют невыясненность основных механизмов эволюции, положенных в основу классификации.

Водоросли, по современным представлениям, являются сборной группой фототрофных организмов, ведущих преимущественно водный образ жизни. Приспособленностью к свету объясняется различная окраска водорослей. Спектральные компоненты солнечного света пронизывают воду на разную глубину. Красные лучи проникают лишь в верхние слои, а синие - значительно глубже. Для функционирования хлорофилла необходим красный свет, поэтому зеленые водоросли встречаются обычно на глубинах в несколько метров. Наличие пигмента, осуществляющего фотосинтез при желто-зеленом свете, позволяет бурым водорослям жить на глубинах до 200 метров. Пигмент красных водорослей использует зеленый и синий свет, поэтому красные водоросли населяют глубины до 268 метров. Из красных водорослей добывают полисахарид агар, используемый для изготовления мармелада, зефира и пастилы.

Царство Грибы объединяет гетеротрофные организмы, тело которых состоит из ветвящихся нитей (гиф), в совокупности образующих мицелий (грибницу). Грибы всасывают необходимые питательные вещества из окружающей среды (осмотрофное питание). Выделяя высокоактивные ферменты, грибы расщепляют (деполимеризуют) белки, нуклеиновые кислоты, целлюлозу, а затем всасывают образовавшиеся мономеры (аминокислоты, нуклеотиды, моносахариды). Царство грибов очень разнообразно, в него входят плесневые грибы и дрожжи, шляпочные грибы и трутовики.

Грибы обладают признаками животных и растений. Они не содержат хлорофилла и не способны к фотосинтезу, а подобно животным питаются готовыми органическими веществами. Конечным продуктом метаболизма азота, как и у животных, является мочевина. Запасное питательное вещество, как и у животных, - полисахарид гликоген (в растениях запасающую функцию выполняет обычно крахмал). Прочность клеточным стенкам большинства грибов, так же как покрову жуков и панцирю крабов, придает хитин (клеточные стенки низших грибов, относимых к протистам, состоят из целлюлозы). Прикрепленный образ жизни, неограниченный рост и способы размножения (в основном, спорами и грибницей, но для ряда грибов возможно половое размножение) сближают грибы с растениями. Любопытный симбиоз представляют собой лишайники. Их тело состоит из грибницы, в которой живут цианобактерии и водоросли.

Царство Растения объединяет фотосинтезирующие организмы, выделяющие кислород и запасающие крахмал, имеющие плотные клеточные стенки (обычно из целлюлозы). В царство растений входят 7 отделов: многоклеточные водоросли, мхи, плауны, хвощи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные растения. Классификация проведена по ряду сходных признаков. Например, отдел покрытосеменных выделен по признаку наличия цветка и защищенного плодом семени. Высшие растения характеризуются разделением тела на органы (корень, стебель, лист). Тело низших растений не имеет разделения на органы, к ним относят, например, некоторые мхи.

Царство Животные

Существенным их отличием является подвижный образ жизни. Но этот критерий не абсолютный. Так, коралловые полипы - неподвижные животные, а эвглена и вольвокс - подвижные водоросли. В связи с необходимостью движения большинство клеток животных не имеет плотной наружной оболочки, их основное запасающее вещество - легкорастворимый гликоген, а не крахмал.

Царство животных объединяет беспозвоночных и хордовых. Подцарство многоклеточных беспозвоночных включает 6 типов: кишечнополостные; плоские, круглые и кольчатые черви; моллюски и членистоногие. Тип членистоногих объединяет 3 класса: ракообразные, паукообразные и насекомые - эти существа имеют сегментарные конечности. Тип хордовых состоит из 3 подтипов: оболочники, бесчерепные и черепные (позвоночные). В подтип позвоночных входит 7 классов: круглоротые, надкласс рыб (классы хрящевых и костных), земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Классы последовательно подразделяются на отряды, семейства, роды и виды.

Основы современной классификации заложил выдающийся шведский натуралист Карл Линней. В своей работе "Система природы" (1775 г.) он описал около 8 000 видов растений, 4 000 видов животных. Линней определял вид как совокупность особей, сходных между собой по строению и дающих при скрещивании плодовитое потомство. Подчеркивая неизменность исходных сотворенных видов, Линней указывал: "Видов столько, сколько различных форм создал в начале мира Всемогущий". Группы похожих видов, по Линнею, входят в один предковый род: "И сказал Бог: да произведет земля душу живую по роду ее, скотов, и гадов, и зверей земных по роду их" (Быт. 1,24). Классификационное понятие рода при этом совпадает с библейским.

В основу систематики ученый положил принцип иерархичности таксонов (единиц классификации организмов): сходные виды он объединил в роды, роды - в отряды, а отряды - в классы. В наименовании организмов Линней установил бинарную (двойную) номенклатуру: название каждого существа стало состоять из двух латинских слов, первое писалось с большой буквы и указывало родовую принадлежность (существительное), второе - видовую (прилагательное). Например, латинское название степного сурка байбака - Marmota bybak. В разных местностях этот вид сурков именуют по-разному: свистун, сугур и т. д. Единая номенклатура существенно облегчила взаимопонимание ученых разных стран, заменив прежние многословные описания видов. В дальнейшем система была дополнена категориями семейства, подкласса, подтипа, типа. Так, кошка домашняя (Felis domestica) входит в род мелких кошек семейства кошачьих отряда хищных класса млекопитающих подтипа позвоночных типа хордовых. Кроме домашней кошки род мелких кошек включает амурского лесного кота, камышового кота, рысь. Подход Линнея революционизировал биологию, открыв новые возможности систематизации растительного и животного мира.

В системе Линнея виды образуют восходящую последовательность организмов от низших к высшим, но они не связаны эволюционным родством. Возможность систематизации организмов рассматривалась Карлом Линнеем как следствие существования единого плана сотворения мира. По убеждению Линнея, наличие анатомических сходств у разных видов свидетельствует о том, что Конструктор использовал типовые конструкции.