Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определенных условиях в процессе развития материи. Фактически это определение ничего не определяет, кроме того, что существует феномен жизни. Существует множество разнообразных гипотез и теорий происхождения жизни:
· креационизм – божественное сотворение жизни;
· самозарождение из неживой природы (по Аристотелю черви рождаются прямо из земли, только в XVII веке Ф. Реди доказал зарождение живого только из живого);
· занесение из космоса (концепция имеет много сторонников, особенно в связи с последними открытиями бактериеобразных форм в углистых метеоритах Антартики);
· гипотеза биохимической эволюции – возникновение белков и нуклеотидов из первичного бульона простейших органических соединений небиологическим путем (А. Опарин). Вероятность такого спонтанного самозарождения ничтожно мала, хотя возможность доказана экспериментально;
· концепция энергетического происхождения И. Пригожина, А. Волькейнштейна (воздействие на первичный организм молекулы различных излучений);
· концепция информационного происхождения А.Н. Колмогорова, А.А. Ляпунова и др.;
· гипотеза информационной природы жизни , некоторые ученые высказывают предположение о вечности жизни, т.е. о возникновении жизни вместе с возникновением Вселенной.
Если с возникновением жизни дела и понимание обстоят достаточно туманно, то в вопросе о свойствах живого ясности гораздо больше. Живые организмы:
· имеют высокоупорядоченное строение и состоят из химических соединений, имеющих высокий уровень организации (белков, ДНК, липидов и др.);
· способны к обмену веществ, состоящему из взаимодополняющих процессов синтеза и распада веществ. При распаде веществ образуются компоненты, необходимые для синтеза;
· способны к раздражимости – способны реагировать на изменение состояния окружающей среды;
· способны к росту и развитию, как усложнению организации при увеличении количества клеток, молекул и пр.;
· способны размножаться – способны к самовоспроизведению и передаче наследственной информации;
· у них существует способность к движению как перемещению частей на уровне клетки, организма, биосферы;
· обладают саморегуляцией и самоорганизацией для поддержания гомеостаза – динамического постоянства внутренней среды организма при постоянном воздействии факторов внешней среды;
· обладают наследственностью – способностью передавать признаки и свойства организма из поколения в поколения при размножении.
· обладают изменчивостью – способностью организма изменять свои свойства в процессе приспособления к среде.
В результате, главным свойством живых организмов является их способность к эволюции через адаптации к изменяющимся факторам окружающей среды .
Раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам, называется систематикой . Раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации, называется таксономией . Классификация – распределение всего множества живых организмов по определенной системе иерархически соподчиненных групп – таксонов. Иерархия таксонов :
Основной таксономической единицей является вид.Вид – это совокупность особей, сходных по строению, имеющий одинаковый набор хромосом и общее происхождение, приспособленных к сходным условиям обитания и занимающих определенный ареал .
Систематика живых организмов, в целом, выглядит так:
Исходя из исключительного разнообразия видов живых существ на земле (по различным подсчетам от 2,5 до 25 млн. видов, ученые расходятся во мнениях относительно количества видов из надкласса Insecta, т.е. насекомых) в систематике для обозначения видов на международном уровне принято использование латинского языка. Каждому вновь открытому виду присваивается родовое название и видовой эпитет в строгом соответствии с его иерархическим положением (например: Homo sapiens – человек разумный).
В кратком изложении основные структурные подразделения живого мира :
1) Микроорганизмы – примерно 10 млн. видов прокариотических организмов, т.е. не имеющих обособленного ядра. Включают одно царство – Дробянки и 3 подцарства: сине-зеленые водоросли (цианобактерии), архебактерии и собственно бактерии;
2) царство Грибы – около 100 тыс. видов организмов, сходных по некоторым свойствам и с растениями, и с животными. Это гетеротрофные организмы (не способные к образованию органики из неорганических соединений), имеющие клеточную стенку и способные к неограниченному росту. Царство включает 2 отдела: низшие (например, дрожжи) и высшие (например, сыроежки);
3) отдел Лишайники – представляют собой симбиоз гриба и цианобактерий. С экологических позиций весьма важная группа, так как лишайники очень чувствительны к загрязнению атмосферы и служат во всех экосистемах биоиндикаторами загрязнения среды;
4) царство Растения – эукариоты (имеют обособленное ядро), фотосинтезирующие организмы, имеющие клеточную стенку из целлюлозы и запасающие питательные вещества в виде крахмала. Выделяют 2 подцарства:
· низшие растения : водоросли – более 46 тыс. видов;
· высшие растения :
ü мхи более – 309 тыс. видов;
ü плауны, хвощи, папоротники – 10 тыс. видов;
Покрытосеменные – около 250 тыс. видов;
5) царство Животные – отличается от растений отсутствием клеточной стенки и фотосинтезирующих органелл (хлоропластов и др.), гетеротрофностью, способностью запасать питательные вещества в виде гликогена и способностью к движению с помощью специальных органов.
· подцарство простейшие – 15 тыс. видов;
· подцарство многоклеточные:
ü тип кишечнополостные – 20 тыс. видов;
ü типы плоских, круглых и кольчатых червей;
ü тип членистоногие:
Ракообразные – 20 тыс. видов;
Паукообразные – 60 тыс. видов;
Насекомые – от 2 до 25 млн. видов;
ü тип моллюски – 100 тыс. видов;
ü тип иглокожие – 5 тыс. видов;
ü тип хордовые – 45 тыс. видов.
Кроме того, существуют различные классификации исходя из важнейших свойств живых существ. Отдельного рассмотрения требует классификация живых организмов по типу питания. Питание – это процесс потребления вещества и энергии.
По типу питания живые организмы делятся:
1) по источнику энергии:
· фототрофы (используют световую энергию), например, дерево;
· хемотрофы (используют энергию химических связей), например, серобактерии, окисляющие H 2 S;
2) по источнику углерода:
· автотрофы (синтезируют органику на свету), например, дерево;
· гетеротрофы (используют в пищу готовые органические вещества), например, коровы;
3) по типу окисляемого субстрата:
· литотрофы (окисляют неорганические соединения H 2 O, H 2 S, S, H 2);
· органотрофы (окисляют органические вещества).
Гетеротрофы, в свою очередь, делятся:
1) по способу получения пищи:
· фаготрофы (заглатывают куски) – животные;
· осмотрофы (поглощают питательнее вещества через клеточную стенку) – грибы, бактерии;
2) по состоянию пищи:
· биотрофы (питаются живыми организмами):
ü фитофаги (едят растения) – коровы,
ü зоофаги (едят животных) – тигр,
· сапротрофы (питаются мертвой органикой):
ü сапрофиты (растения, живущие на мертвой органике),
ü сапрофаги (животные, питающиеся мертвой органикой),
ü копрофаги (питающиеся экскрементами),
ü некрофаги (питающиеся трупами),
ü детритофаги (питаются донной органикой в различной степени разложения).
Некоторые организмы способны к смешанному типу питания – миксотрофы . Это представители отдела эвгленовых водорослей (зоологи эту группу считают своей и называют ее «растительные жгутиконосцы»). Эти организмы питаются на свету как растения, а в темноте как животные.
Контрольные вопросы
1. Определение понятия «экология».
2. Структура экологических наук.
3. Методы экологии.
4. История развития экологии.
5. Уровни организации материи, изучаемые в экологии.
6. Определение понятия «эмерджентность».
7. Теории происхождения жизни.
8. Свойства живых организмов.
9. Система живых организмов, систематика, таксономия.
10. Классификации живых организмов по качествам.
Есть растения, животные, насекомые, знакомые каждому. Даже человек, видевший птиц лишь на картинках да в зоопарке, сразу узнает страуса или лебедя, но может стать в тупик перед любой небольшой пичугой (пожалуй, за исключением воробья или ласточки). Синицы, зяблики, щеглы для многих просто птичья мелочь.
Когда рыбаку-любителю наконец повезет, и он принесет домой хорошего леща, никто не скажет, что это щука. Но когда он, как в прошлый и в позапрошлый раз, придет с десятком рыбешек величиной с палец, то ему скажут: «Опять пескарей принес!» А ведь это были не пескари, а уклейки, или верхоплавки, или недоразвитые окуньки.
Среди великого множества насекомых ни с чем не спутаешь жука-оленя или большую черно-желтую бабочку махаона. Но вот по листу травы ползет «что-то» величиной с полногтя, буроватого цвета. Что это? Всякий ответит с исчерпывающей точностью: букашка. Или мурашка.
Конечно, никто, кроме специалистов, не обязан с первого взгляда узнавать уклейку или называть ту или иную букашку ее точным и полным названием. Однако при желании это может сделать каждый с помощью книг - определителей. В определителях насекомых, например, перечисляются признаки каждого вида, отличающие его от других, величина и окраска тела, расположение щетинок, форма усиков и так далее. Создается, как говорят в криминалистике, словесный портрет.
Мы читаем: «...боковой край надкрылий в коротких щетинках. Голова с зеленоватым блеском, надкрылья красно-бурые, с большим черным пятном вокруг щитка. Брюшко в лежащих волосках. Длина 13-16 мм. Жук-кузька посевной». Оказывается, наша букашка не просто букашка, а опасный вредитель посевов, так называемый жук-кузька.
У каждого, даже самого маленького насекомого достаточно пилимых признаков для точного определения. Но здесь пойдет речь не о насекомых, а о гораздо более мелких существах - микробах. Их малые размеры, внешнее сходство, простота строения приводили в отчаяние первых исследователей.
Великий ботаник Карл Линней в конце XVIII века ввел систему классификации животных и растений, которая служит и поныне. Самой мелкой единицей этой системы является вид, например тот же жук-кузька посевной. Более крупная единица, объединяющая несколько сходных видов, - это род, в данном случае род жуков-кузек. Затем идет семейство (семейство жуков-хрущей и навозников, куда входят и жуки-кузьки), отряд жуков или жесткокрылых, класс насекомых и тип членистоногих.
Большой вклад в создание систематики живых организмов внес шведский натуралист
Карл Линней (1707–1778). В основу классификации организмов он положил принцип
иерархии, или соподчиненности, а за наименьшую систематическую единицу принял
вид. Для названия вида была предложена бинарная номенклатура, согласно которой
каждый организм идентифицировался (назывался) по его роду и виду. Названия
систематических таксонов было предложено давать на латинском языке. Так,
например, кошка домашняя имеет систематическое название Felis domestica. Основы
линнеевской систематики сохранились до настоящего времени. Современная
классификация отражает эволюционные взаимоотношения и родственные связи между
организмами. Принцип иерархии сохраняется.
В настоящее время в систематике используют девять основных систематических
категорий: империя, надцарство, царство, тип, класс, отряд, семейство, род, вид.
Прокариоты (безъядерные организмы) – примитивные организмы, не имеющие четко
оформленного ядра. В таких клетках выделяется лишь ядерная зона, содержащая
молекулу ДНК. Кроме того, в клетках прокариот отсутствуют многие органеллы. У
них имеются только наружная клеточная мембрана и рибосомы. К прокариотам
относятся бактерии.
Эукариоты – истинно ядерные организмы, имеют четко оформленное ядро и все
основные структурные компоненты клетки. К ним относятся растения, животные,
грибы.
Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским. В переводе слово
«вирус» означает «яд». Вирусы состоят из молекул ДНК или РНК, покрытой белковой
оболочкой, а иногда дополнительно липидной мембраной.
Вирусы могут существовать в виде кристаллов. В таком состоянии они не
размножаются, не проявляют никаких признаков живого и могут сохраняться
длительное время. Но при внедрении в живую клетку вирус начинает размножаться,
подавляя и разрушая все структуры клетки-хозяина. Проникая в клетку, вирус
встраивает свой генетический аппарат (ДНК или РНК) в генетический аппарат
клетки-хозяина, и начинается синтез вирусных белков и нуклеиновых кислот. В
клетке-хозяине идет сборка вирусных частиц. Вне живой клетки вирусы не способны
к размножению и синтезу белка.
Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных, человека. К ним
относятся вирусы табачной мозаики, гриппа, кори, оспы, полиомиелита, вирус
иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий заболевание СПИД.
По отношению к кислороду, присутствующему в среде, все животные делятся на
аэробные (жизнедеятельность возможна только при наличии свободного кислорода) и
анаэробные (обитают в безкислородной среде).
Все разнообразие видов живых организмов биосферы связано между собой через
питание. Поэтому весьма важна классификация живого вещества по способам его
осуществления. Различают автотрофы, гетеротрофы и миксотрофы.
Автотрофы (от греч. autos - сам, trophe - питаться) - организмы, получающие все
нужные им для жизни химические элементы из окружающей косной (неживой) материи и
не нуждающиеся в готовых органических соединениях другого организма для
построения собственного тела. Основной источник энергии, используемый
автотрофами, - Солнце. Образно говоря, автотрофы являются кормильцами биосферы:
они не только питаются сами, но и кормят (своими органическими веществами)
других. Поэтому их называют продуцентами. Биомасса, создаваемая ими, называется
первичной. Среди автотрофов выделяют фотоавтотрофы (используют в качестве
источника энергии солнечный свет) и хемоавтотрофы (используют энергию,
выделяющуюся при окислении неорганических веществ). К автотрофам относятся,
например, наземные зеленые растения, водоросли и бактерии, которые способны к
фотосинтезу. При этом наземные растения образуют основную массу органического
вещества в биосфере.
Около двух десятков лет тому назад в макросистеме организмов среди прокариот стали отмечать новое царство - архебактерии . Представители данной группы привлекли к себе пристальное внимание биологов. Будучи бесспорно прокариотными организмами (т. е. не имеющими оформленного ядра в клетке), они по организации генетического аппарата, ряду биохимических свойств, особенностям обмена веществ обнаруживают определенную близость к эукариотам. Обобщая все изложенное выше, можно представить современную макросистему живого в виде табл.
Таблица. Макросистема организмов
|
Надцарство - прокариоты(доядерные организмы) |
Надцарство - эукариоты(ядерные организмы) |
|
1-е царство - архебактерии |
1-е царство - протисты |
|
2-е царство - растения |
|
|
2-е царство - эубактерии |
3-е царство - грибы |
|
4-е царство - животные |
По мере изучения природы человеком появилась необходимость классифицировать все живые существа. Впервые такую классификацию провел Аристотель, описав 454 вида животных и разделив весь мир на обладающих кровью и нет.
А. Животные с кровью :
1. Живородящие четвероногие с волосами, млекопитающие;
2. Яйцеродящие четвероногие, иногда безногие со щитками на коже рептилии;
3. Яйцеродящие двуногие с перьями, летающие птицы;
4. Живородящие безногие, живущие в воде и дышащие легкими киты;
5. Яйцеродящие безногие с чешуей или гладкой кожей, живущие в воде и дышащие жабрами рыбы;
Б. Животные без крови ;
1. Мягкотелые, тело мягкое, образует мешок, ноги на голове головоногие;
2. Мягкоскорлупные, роговой покров, мягкое тело, большое количество ног ракообразные черепокожие, мягкое тело покрыто твердой раковиной, безногие (моллюски, иглокожие, усоногие, асцидии);
3. Насекомые, твердое тело покрыто насечками насекомые, паукообразные, черви и др.
В 16м веке английский учёный Э.Уоттон расширил классификацию живых организмов Аристотеля дополнительно сгруппировав и объединив их в группы по случайным признакам.
Данная классификация просуществовала без изменений до XVIII в. пока ее не модернизировал Карл Линей. Он классифицировал растения и животных по их очевидным анатомическим свойствам. Как и другие ученые в это время, Линней считал разнообразные живые организмы однажды сотворенными и затем более не изменявшимися. До начала XIX века высшим рангом в иерархии таксономических категорий был класс. Этого было вполне достаточно при относительно невысоком уровне детализации системы, характерном для того времени. В системе Карла Линнея было всего шесть классов:
1. Млекопитающие;
2. Птицы;
3. Гады;
4. Рыбы;
5. Насекомые;
6. Черви.
Следует помнить, что объем этих групп был несколько иным, чем принято ныне. Например, к «гадам» относились не только рептилии и амфибии, но и некоторые рыбы, к «насекомым» относились все членистоногие, а «черви» представляли собой настоящую свалку, сформированную по остаточному принципу (выражение «линнеевские черви» в зоологическом жаргоне надолго стало синонимом группы, система которой находится в хаотическом состоянии и нуждается в серьезнейшей переработке).
В конце XVIII - начале XIX веков количество классов начало постепенно увеличиваться. Это было связано с тем, что в результате сравнительно-анатомических исследований так называемых «низших животных» (линневских насекомых и, главным образом, червей), натуралисты обнаружили значительное разнообразие организации. Из насекомых были выделены ракообразные, паукообразные, усоногие (долгое время эта группа ракообразных не находила себе места в системе). Из червей - моллюски, «зоофиты» (животнорастения - по большей части, кишечнополостные), «инфузории» (практически все микроскопические беспозвоночные).
Объединение классов животных в более крупные группы - заслуга французского натуралиста Жоржа Кювье (1769-1832), который предложил систему, согласно которой все известные классы были распределены между четырьмя группами, которые он назвал ответвлениями (фр. embranchement). Этими четырьмя группами были:
1. Позвоночные;
2. Членистые (фр. animaux articulées);
3. Моллюски (фр. animaux mollusques);
4. Лучистые (фр. animaux rayonnées).
Линеевская статическая концепция представляет в настоящее время лишь исторический интерес, но каталог Линнея имеет все же большую научную ценность, представляя собой первичную основу современной классификации организмов. В своей основе он не подвергся изменениям, за исключением деталей и, кроме того, он написан по-латыни, на этом почти универсальном языке ученых. Название каждого вида организмов состоит в этом каталоге из двух слов. Первое слово обозначает более широкое понятие - род, второе, более узкое - вид. Например, заяц-беляк – Lepus timidus, где Lepus (заяц) означает название рода, а timidus (трусливый) – название вида. Позднее был описан еще другой вид – заяц-русак – Lepus europaeus (заяц европейский). По этим названиям видно, что речь идет о двух различных видов относящихся к одному роду.
Все более крупные подразделения последовательно накладываются на категории, использованные Линнеем. Так, два или более родственных видов образуют род, два или более родственных родов образуют семейство, два или более семейств - отряд, два или более отрядов - класс, два или более классов - тип. Два или более типов составляют царство, наиболее крупную категорию, так как три царства включают соответственно все одноклеточные организмы, растения и животных.
По мере развития систематики животных возрастало количество научно описанных видов. Аристотель дал описание 454 видов, Линей – 4208, Гмелин – 18338 видов. К началу XIX в. было описано около 50 тыс. видов, а к началу XX в. около одного миллиона видов. Сейчас, по наиболее точным оценкам, насчитывается около 1,6 миллиона живущих видов. Из них 860 000 составляют насекомые, 350 000 - растения, 8600 - птицы и только 3200 - млекопитающие. Большая часть остальных видов, около 300 000, относится к морским беспозвоночным. Общее количество - 1,5 миллиона - включает только те виды, описания которых были опубликованы учеными. Считается, что в несколько раз большее количество видов еще не описано. По прикидкам некоторых ученых , в настоящее время существуют около 8,7 миллиона видов эукариотических организмов (плюм-минус 1,3 млн). В это число не входят вымершие виды, известные только в виде ископаемых остатков. Основываясь на количестве уже описанных ископаемых видов, общее количество вымерших – обитавших когда-либо на протяжении более трех миллиардов лет существования жизни на Земле, оценивают в пределах от 50 миллионов до 4 миллиардов.
По расчётам ученых, в Мировом океане обитает 2,2 млн видов, на суше - 6,5 млн. Животных на планете всего около 7,77 млн видов, грибов - 611 тыс., растений - 300 тыс. При этом растениям повезло больше всего: из них описано 72% видов, тогда как животных - 12%, грибов - только 7%.
| Обитание | Земля | Океан | ||||
| Каталогизировано | Предполагается | ± | Каталогизировано | Предполагается | ± | |
| Эукариоты | ||||||
| Животные | 953 434 | 7 770 000 | 958 000 | 171 082 | 2 150 000 | 145 000 |
| Грибы | 43 271 | 611 000 | 297 000 | 1 097 | 5 320 | 11 100 |
| Растения | 215 644 | 298 000 | 8 200 | 8 600 | 16 600 | 9 130 |
| Протисты | 8 118 | 36 400 | 6 690 | 8 118 | 36 400 | 6 960 |
| Всего | 1 233 500 | 8 740 000 | 1 300 000 | 193 756 | 2 210 000 | 182 000 |
| Прокариоты | ||||||
| Бактерии | 10 358 | 9 680 | 3 470 | 652 | 1 320 | 436 |
| Археи | 502 | 455 | 160 | 1 | 1 | 0 |
| Всего | 10 860 | 10 100 | 3 630 | 653 | 1 321 | 436 |
| Итого | 1 244 360 | 8 750 000 | 1 300 000 | 194 409 | 2 210 000 | 182 000 |
Табл.1. Количество видов обитающих на нашей планете
В современной биологии, живой мир имеет сложную иерархическую структуру. Сейчас существуют несколько разновидностей классификаций всего живого, но в общем они пологаются на принцип эволюционизма.
По одной классификации предложенной в 1990 г. Карлом Везе, верхним рангом группировки организмов является . Существуют три Домена:
Археи, Эубактерии, Эукариоты .
Наиболее радикальным отличием даной классификации от предыдущих систем состояло в том, что бактерии (прокариоты) были разделены на две группы (археи и эубактерии), каждая из которых была равнозначна эукариотам.
По другим классификациям существуют альтернативные системы групп высшего уровня (ранга), например:
Система, в которой живые организмы делятся на две империи (или ):
Эукариот (Eukaryota) и П рокариот (Prokaryota) , причём последние соответствуют археям и эубактериям системы Вёзе.
Прокариоты (Prokaryota или Monera) , П ротисты (Protista) , Г рибы (Fungi) , Растения (Plantae) и Ж ивотные (Animalia) , причём последние четыре царства соответствуют империи или домену эукариот.
Дальнейшее разделение (Таксонометрия) живых существ идет одинаково во всех классификациях – – / – / – / – – – – – / – / – / – – – – – – – – – – – – – – –
Подавляющее большинство ныне живущих организмов состоит из клеток. Лишь немногие наиболее просто устроенные организмы - вирусы и фаги - не имеют клеточного строения. По этому важнейшему признаку все живое делится на две империи - неклеточных (вирусы и фаги) и клеточных , или кариот (от греч. «карион» - ядро) (рис. 84).
Неклеточные формы жизни - вирусы и фаги. Империя неклеточных состоит из единственного царства - вирусов .
Клеточные формы жизни, их разделение на безъядерные и ядерные. Типичная структура клетки, свойственная большинству организмов, возникла не сразу. В клетке представителей древнейших из современных типов организмов цитоплазма и ядерный материал с ДНК еще не отделены друг от друга, отсутствуют мембранные органоиды. По наличию или отсутствию ядра клеточные организмы делят на два надцарства: безъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты) (от греч. «протос» - первый и «эу» - полностью, вполне).
Прокариоты. К прокариотам относят наиболее просто устроенные формы клеточных организмов.
Надцарство прокариот разделяют на два царства - архей и бактерий.
Археи. Археи - безъядерные организмы, по размерам и форме клеток похожие на бактерий, к которым их раньше и относили. Однако по строению генома, аппарата белкового синтеза, клеточных мембран они очень сильно отличаются от бактерий. Большинство архей являются экстремофилами, живущими в таких условиях, в которых не могут существовать другие живые организмы, - при очень высоких температурах и давлениях около глубоководных термальных источников, в насыщенных соляных растворах, в очень кислых или очень щелочных водоемах. Некоторые археи, используя в качестве источника энергии различные органические соединения, вырабатывают метан, что не свойственно никаким другим организмам. Метанобразующие археи, входящие в состав кишечной микрофлоры некоторых животных и человека, обеспечивают своих хозяев жизненно необходимым витамином В12.
Бактерии. Царство бактерий включает в себя подцарства цианобактерий и бактерий. Цианобактерии раньше относили к растениям и до сих пор иногда называют сине-зелеными водорослями. Это древнейшие организмы на Земле. Цианобактерии сыграли огромную роль в образовании почвы и современной атмосферы Земли. К ним относились и те древнейшие фотосинтезирующие одноклеточные организмы, которые, вступив в симбиоз с другими прокариотами, стали предками хлоропластов всех существующих сейчас зеленых растений.
Среди бактерий выделяют группу пурпурных протеобактерий , к которым относят прокариотических предков митохондрий.
Настоящие бактерии, или эубактерии , играют огромную роль в биологическом круговороте веществ в природе и хозяйственной жизни человека. Изготовление простокваши, ацидофилина, творога, сметаны, сыров, уксуса немыслимо без действия бактерий.
В настоящее время многие микроорганизмы используются для промышленного получения нужных человеку веществ, например лекарств. Микробиологическая промышленность стала важной отраслью производства.
Эукариоты. Все остальные организмы относят к ядерным, или эукариотам. Эукариоты разделяют на три царства: зеленые растения, грибы и животные.
Царство растений подразделяют на три подцарства: настоящие водоросли , красные водоросли (багрянки ) и высшие растения.
Настоящие водоросли - это низшие растения. Среди нескольких типов этого подцарства встречаются одноклеточные и многоклеточные, клетки которых по строению и функциям различны
1 - одноклеточные; 2 - колониальные; 3 - каулерпа - многоядерная водоросль, тело которой не расчленено на клетки; 4 - нитчатая водоросль; 5 - многоклеточная харовая водоросль
Замечательно, что в разных типах водорослей прослеживаются тенденции перехода от одноклеточности к многоклеточности, к специализации и разделению половых клеток на мужские и женские.
Таким образом, разные типы водорослей как бы делают попытку прорваться на следующий этаж - на уровень многоклеточного организма, где разные клетки выполняют различные функции. Переход от одноклеточности к многоклеточности - пример ароморфоза в эволюции зеленых растений.
Красные водоросли - многоклеточные организмы. Окраска красных водорослей определяется наличием в их клетках, помимо хлорофилла, красного и синего пигментов. Багрянковые резко отличаются от настоящих водорослей тем, что даже мужские гаметы - спермии лишены жгутиков и неподвижны.
К высшим растениям относят группу растений, которые имеют специальную сосудистую систему, по которой транспортируются минеральные и органические вещества. Приобретение такой проводящей сосудистой системы было важнейшим ароморфозом в эволюции растений. К высшим растениям относят споровые - моховидные , папоротниковидные и семенные - голосеменные , покрытосеменные (цветковые).
Споровые растения - первые из зеленых растений, вышедшие на сушу. Однако их подвижные, снабженные жгутиками гаметы способны передвигаться только в воде. Поэтому такой выход на сушу нельзя считать полным.
Переход к семенному размножению позволил растениям отойти от берегов в глубь суши, что считается еще одним важнейшим ароморфозом в эволюции растений.
Грибы. Среди грибов различают разнообразные формы: хлебную плесень , плесневой грибок пенициллум , ржавчинные грибы , шляпочные грибы , трутовики . Общей особенностью для столь разнообразных форм является образование вегетативного тела гриба из тонких ветвящихся нитей, образующих грибницу.
К группе низших эукариот относят лишайники . Это своеобразная группа организмов, возникшая в результате симбиоза. Тело лишайника образовано грибом, в котором могут жить цианобактерии и зеленые водоросли.
Животные. Если спросить, чем отличаются животные от растений, то обычно можно услышать ответ: «Животные подвижны, а растения неподвижны». Это в основном правильный ответ, хотя известны движения у растений (листья мимозы) и неподвижные животные (коралловые полипы). Но почему большинство животных подвижны?
Все животные - гетеротрофные организмы. Они активно добывают органические вещества, поедая те или иные, как правило, живые организмы. Добыча такого корма требует подвижности. С этим и связано развитие разнообразных органов движения (например, ложноножки амебы, реснички инфузорий, крылья насекомых, плавники рыб и т. д. Быстрые движения невозможны без наличия подвижного скелета, к которому крепится мускулатура. Так возникает наружный хитиновый скелет членистоногих, внутренний костный скелет позвоночных.
С подвижностью связана и другая важная особенность животных: клетка животных лишена плотной наружной оболочки, сохраняя лишь внутреннюю цитоплазматическую мембранную оболочку. Наличие в клетке животных нерастворимых в воде твердых запасающих веществ (например, крахмала) препятствовало бы подвижности клетки. Вот почему основным запасающим веществом у животных является легкорастворимый полисахарид - гликоген.
Царство животных распадается на два подцарства: простейших (или одноклеточных) и многоклеточных животных. Морфологически простейшее - клетка, функционально - организм. Отсюда следует двойственность его природы. Функции органов и тканей у простейших несут отдельные участки клеток. Настоящие многоклеточные характеризуются объединением клеток различных типов в ткани.