Sva živa bića podijeljena su u 2 carstva - ćelijske i nećelijske oblike života. Glavni oblici života na Zemlji su organizmi ćelijska struktura. Ova vrsta organizacije svojstvena je svim vrstama živih bića, osim virusa, koji se smatraju nećelijskim oblicima života.
Nećelijski oblici
Nećelijski organizmi uključuju viruse i bakteriofage. Ostala živa bića su ćelijski oblici života.
Nećelijski oblici života prelazna su grupa između nežive i žive prirode. Njihova životna aktivnost ovisi o eukariotskim organizmima koje se mogu podijeliti samo prodiranjem u njih živa ćelija. Izvan ćelije, nećelijski oblici ne pokazuju znakove života.
Za razliku od staničnih oblika, nestanične vrste imaju samo jednu vrstu nukleinske kiseline - RNK ili DNK. Nisu sposobni za samostalnu sintezu proteina zbog nedostatka ribozoma. Takođe, kod nećelijskih organizama nema rasta i metaboličkih procesa.
Opće karakteristike virusa
Virusi su toliko mali da su samo nekoliko puta veći od velikih proteinskih molekula. Veličina čestica različitih virusa je u rasponu od 10-275 nm. Vidljive su samo pod elektronskim mikroskopom i prolaze kroz pore specijalnih filtera koji zadržavaju sve bakterije i ćelije ćelijskih organizama.
Prvi put ih je 1892. otkrio ruski biljni fiziolog i mikrobiolog D.I. Ivanovsky dok je proučavao bolest duvana.
Virusi su uzročnici mnogih biljnih i životinjskih bolesti. Virusne bolesti ljudi su boginje, gripa, hepatitis (Botkinova bolest), dječja paraliza ( infantilna paraliza), bjesnilo, žuta groznica itd.
Struktura i reprodukcija virusa
Pod elektronskim mikroskopom različite vrste virusi imaju oblik štapića i kuglica. Pojedinačna virusna čestica sastoji se od molekula nukleinske kiseline (DNK ili RNK), presavijenog u kuglicu, i proteinskih molekula, koji se nalaze oko nje u obliku svojevrsne ljuske.
Virusi ne mogu samostalno sintetizirati nukleinske kiseline i proteine od kojih se sastoje.
Reprodukcija virusa je moguća samo pomoću enzimskih ćelijskih sistema. Nakon prodora u ćeliju domaćina, virusi mijenjaju i preuređuju njen metabolizam, uslijed čega sama stanica počinje sintetizirati molekule novih virusnih čestica. Izvan ćelije virusi mogu ući u kristalno stanje, što doprinosi njihovom očuvanju.
Virusi su specifični - određena vrsta virusa inficira ne samo određenu vrstu životinje ili biljke, već i određene ćelije svog domaćina. Dakle, polio virus samo utiče nervnih ćelijačovjeka, a virus mozaika duhana - samo ćelije listova duhana.
Bakteriofagi
Bakteriofagi (ili fagi) su osebujni bakterijski virusi. Otkrio ih je 1917. godine francuski naučnik F. d'Herelle. Pod elektronskim mikroskopom imaju oblik zareza ili teniskog reketa i veličine su oko 5 nm. Kada se čestica faga svojim tankim dodatkom veže za bakterijsku ćeliju, DNK faga ulazi u ćeliju i izaziva sintezu novih molekula DNK i proteina bakteriofaga. Nakon 30-60 minuta, bakterijska stanica je uništena i iz nje izlaze stotine novih čestica faga, spremnih da inficiraju druge bakterijske stanice.
Ranije se vjerovalo da se bakteriofagi mogu koristiti za borbu protiv patogenih bakterija. Međutim, pokazalo se da su fagi, koji brzo uništavaju bakterije u epruveti, nedjelotvorni u živom organizmu. Stoga se danas uglavnom koriste za dijagnosticiranje bolesti.
Ćelijski oblici
Ćelijski organizmi su podijeljeni u dva nadkraljevstva: prokariote i eukariote. Strukturna jedinicaĆelijski oblik života je ćelija.
Prokarioti imaju najjednostavniju strukturu: nema jezgra i membranske organele, podjela se odvija amitozom, bez učešća diobenog vretena. Prokarioti uključuju bakterije i cijanobakterije.
eukarioti - To su stanični oblici koji imaju formiranu jezgru, koja se sastoji od dvostruke nuklearne membrane, nuklearnog matriksa, hromatina i jezgrica. Takođe u ćeliji postoje membranske (mitohondrije, lamelarni kompleks, vakuole, endoplazmatski retikulum) i nemembranske (ribozomi, ćelijski centar) organele. DNK kod predstavnika staničnih oblika nalazi se u ćelijskom jezgru, kao dio hromozoma, kao iu ćelijskim organelama, poput mitohondrija i plastida. Eukarioti kombinuju biljke, fauna i Kraljevstvo gljiva.
Sličnost između staničnih i nećelijskih vrsta leži u prisutnosti specifičnog genoma, sposobnosti evolucije i proizvodnje potomstva.
Otkriće i proučavanje ćelija postalo je moguće zahvaljujući izumu mikroskopa i poboljšanju mikroskopskih metoda istraživanja. Prvi opis ćelije dao je 1665. godine Englez R. Hooke. Kasnije je postalo jasno da on nije otkrio ćelije (u modernom smislu te reči), već samo spoljašnje membrane biljnih ćelija.
Istorija otkrića
Napredak u proučavanju ćelija povezan je sa razvojem mikroskopije u 19. veku. Do tog vremena, ideje o strukturi ćelija su se promijenile: glavnom stvari u organizaciji ćelije počeo se ne smatrati ćelijski zid, već njen stvarni sadržaj, protoplazma. U protoplazmi je otkrivena trajna komponenta ćelije, nukleus. Sakupljena su brojna zapažanja najfinija struktura i razvoj tkiva i ćelija omogućio je da se pristupi generalizacijama koje je 1839. prvi napravio nemački biolog T. Schwann u obliku ćelijske teorije koju je on formulisao. Pokazao je da su biljne i životinjske ćelije u osnovi slične jedna drugoj. Dalji razvoj te su ideje generalizirane u radovima njemačkog patologa R. Virchowa.
Značaj u nauci
Stvaranje ćelijske teorije je postalo najvažniji događaj u biologiji, jedan od odlučujućih dokaza jedinstva sve žive prirode. Ćelijska teorija je imala značajan uticaj na razvoj embriologije, histologije i fiziologije. Ona je pružila osnovu za materijalističko razumevanje života, za objašnjenje evolucionog odnosa organizama, za razumevanje individualnog razvoja.
„Glavna činjenica koja je revolucionirala svu fiziologiju i po prvi put omogućila komparativnu fiziologiju bilo je otkriće ćelija“, ovako je F. Engels okarakterisao ovaj događaj, upoređujući otkriće ćelije sa otkrićem zakona održanja energije i Darwinovu evolucijsku teoriju.
Osnovni principi ćelijske teorije zadržali su svoj značaj do danas, iako su tokom više od 100 godina dolazile nove informacije o strukturi, vitalnoj aktivnosti i razvoju ćelija.
Osnovne odredbe
Trenutno ćelijska teorija postulati:
- Ćelija je elementarna jedinica živih bića;
- ćelije različitih organizama su homologne strukture;
- ćelijska reprodukcija se događa dijeljenjem originalne ćelije;
- višećelijski organizmi su složene celine ćelija ujedinjene u holističke, integrisane sisteme tkiva i organa, podređene i međusobno povezane međućelijskim, humoralnim i neuronskim oblicima regulacije.
Raznolikost živih organizama.
Cellular and
nestanični oblici života
Učitelju
Z. M. Smirnova
Moderan sistem organizmi
Empire
Ćelijski organizmi
Prednuklearna
Overkingdoms
Kraljevstva
(prokarioti)
Drobyanki
nuklearni (eukarioti)
Pečurke
Nećelijski organizmi
Pod-kraljevstva
Raste
Životinje
Virusi
Vira
Cijanobakterije ili (plavo-zelene alge)
Eubacteria
virusi
Manifold organski svijet
Empire Cellular
Empire Noncellular
Biljno kraljevstvo
Kingdom Mushrooms
Animal Kingdom
Kingdom Virusi
Višećelijski
Eukarioti
Potkraljevstvo Protozoa
Jednoćelijski
Prokarioti
Kraljevina Drobyanka
Tipovi ćelijske organizacije
Eukariotski
uključuje nadkraljevstvo Eukarioti.
Imaju formirano jezgro
i dobro razvijen sistem unutrašnjih membrana. Genetski aparat predstavljen je molekulima DNK u kompleksu sa proteinima - histona u koje pakuje DNK nukleozomi.
Prokariotski
uključuje nadkraljevstvo Prokariota.
Nemaju formalno jezgro
i membranske organele. Genetski materijal - kružni DNK molekul (nukleoid).
DNK nije blokiran proteinima, stoga su svi geni u njemu aktivni.
Overkingdom Prokariotes
Strukturni i funkcionalni dijelovi prokariotske ćelije:
- Citoplazma
- Površina
- Genetski
materijal:
uređaj:
- nukleoid - zona
- plazmatski
citoplazma sa veliki
membrana;
molekula
Supramembrane
DNK, zatvoreno
kompleks:
u ringu
- mureic
ćelijski zid (složeni ugljeni hidrati);
- plazmidi -
- mukozne kapsule
kratko
prsten
(nastupa
zaštitna funkcija)
DNK molekule
- flagella
Citoplazmatske strukture:
hijaloplazma:
- mezozomi
- sol (u povoljnom
uslovi)
(invaginacije
- gel (sa
plazmatski
loše
membrane)
uslovi,
- membrana
Kada
organoidi
povećava
su nestali, njihovi
obavljati funkciju
gustina
hijaloplazma)
mezozomi.
- ribozomi (mali)
- citoplazma
nepomično, jer
mikrotubule
nijedan.
Overkingdom Eukarioti
Strukturni i funkcionalni dijelovi eukariotske ćelije:
Površina
aparata
Citoplazma
Core
- nucleoli
- hromozoma
- karioplazme
hijaloplazma
plazmalema
(proteini,
lipidi)
submembranski kompleks
(akumulacija mikrotubula i mikrofilamenata citoskeleta ispod plazmaleme)
citoplazmatski
logičke strukture
(organele i
inkluzije)
supramembranski kompleks
(V životinjska ćelija – glikokaliks,
V biljna ćelija – ćelijski zid (celuloza),
pečurke - hitin)
Poređenje pro- i eukariotskih organizama
PROKARIOTI
Veličina ćelije
EUKARIOTI
1-10 µm
Metabolizam
10-100 mikrona
Anaerobni ili aerobni
Aerobik
Organelles
Malobrojne (membranske invaginacije - mezozomi i mali ribozomi).
Citoplazma
Nukleus, mitohondrije, hloroplasti, endoplazmatski retikulum itd.
Kružna DNK u citoplazmi (nukleoid)
DNK – organizirana u hromozome i okružena nuklearnom membranom
Odsustvo citoskeleta, citoplazmatsko kretanje, endo- i egzocitoza
Ćelijska podjela, ćelijska organizacija
Postoji citoskelet, citoplazmatski pokret, endocitoza i egzocitoza
Binarna fisija, pretežno jednoćelijska i kolonijalna
Mitoza (ili mejoza), pretežno višećelijska
Nećelijski oblici života
Viruse je otkrio D. I. Ivanovsky (1892) dok je proučavao bolest mozaika duhana.
I. D. Ivanovsky
Virus mozaika duhana
Mjesto virusa u sistemu žive prirode
Carstvo Nećelijski oblici života
Kraljevina Vir
Poređenje veličina
1/10 dijela crvenih krvnih zrnaca
Bakteriofag
(eukariot-
cheskaya
ćelija)
Adenovirus 90 nm
Virus mozaika duhana
250 x 18 nm
Rinovirus
Prion
200 x 20 nm
E. Coli (bakterija - Escherichia coli)
3000 x 1000 nm
Putevi ulaska u ljudski organizam:
- kapljicama u vazduhu od bolesne osobe (gripa, boginje, male boginje);
- sa hranom (virus slinavke i šapa);
- kroz oštećenu površinu kože (bjesnilo, herpes, male boginje);
- seksualno (HIV, herpes);
- putem sisanja krvi (komarci – žuta groznica, krpelji – encefalitis, krimska groznica);
- prilikom transfuzije krvi i operacija prenose se virusi AIDS-a i hepatitisa B.
Biljne ćelije su pogođene kao rezultat kršenja integritet integumenta
Životni oblici virusa
Postoje dva životna oblika virusa
Intracelularno
– unutra zaražena ćelija virusima manifestiraju se u obliku nukleinske kiseline (DNK ili RNK) i formiraju kompleks "virus-ćelija" sposoban da živi i "proizvodi" novo
virioni.
Ekstracelularno (u mirovanju) – virusne čestice, ili virioni, koji se sastoji od nukleinske kiseline i
kapsid (ljuska napravljena od proteina i, rjeđe, lipida).
Virion je u suštini konglomerat organskih kristala.
Struktura viriona:
jezgro – genetski materijal
(DNK ili RNK)
Shell
Kompleksni virusi
Jednostavni virusi imati školjku
- kapsid, koji se sastoji samo od proteinskih podjedinica - capsomeres
(gripa, herpes, itd.)
imati supercapsid :
- kapsid,
- vani dva sloja
lipida (Dio
plazmatski
membrane
ćelije domaćina
- virusna
glikoproteini
- nestrukturni
proteini - enzimi
Virus
duvanski mozaik
Karakteristike životne aktivnosti virusa:
Različiti oblici i veličine virusa
(od 10 do 300 nm)
Biljni virusi
(obično sadrže RNK);
Životinjski virusi;
- Padavine;
- Penetracija virusa u ćeliju:
dolazi do spajanja membrane virusa i vanjske membrane citoplazmatska membrana - virus završava u citoplazma ćelije.
Faze života virusa
3. Uništavanje ljuski virusnih proteina.
Enzimi lizozoma uništavaju kapsid virusa i njegove nukleinske kiseline je pušten.
4. Sinteza DNK sa RNA virusom.
5. Ugradnja virusne DNK u DNK ćelije.
Funkcionisanje je potisnuto genetski aparat ćelije.
Faze života virusa
6. Replikacija nukleinske kiseline
kiseline virusa.
7. Sinteza kapsidnih proteina. Nakon replikacije, počinje biosinteza virusnih kapsidnih proteina, koristeći ribozome ćelije domaćina.
8. Virion sklop
Počinje akumulacijom virusnih proteina i RNK
9. Izlazak virusa iz ćelije
Složeni virusi koji napuštaju ćeliju hvataju dio ćelijske membrane ćelije domaćina i formiraju superkapsid.
HIV infekcija
HIV infekcija je sporo progresivna bolest koju karakteriše oštećenje ćelija imuni sistem(limfociti i dr.) sa razvojem imunodeficijencije (AIDS) - organizam nije u stanju da se odupre uzročnicima raznih infekcija i malignih novotvorina.
IN - virus
I – imunodeficijencija
H – osoba
WITH – sindrom (kompleks simptoma)
P – stečeno (ne urođeno stanje)
I – imuno-
D – nedostatak (telo gubi sposobnost
otporan na razne infekcije)
AIDS je krajnji terminalni stepen HIV infekcija
Virusi i bolesti koje uzrokuju
Virus konjuktivitis,
faringitis
Adenovirusi
Rubela
Virus rubeole
Humani papiloma virus
Bradavice, genitalni papilomi
Gripa
Ortomiksovirusi
Poliomijelitis, meningitis, ARVI
Picornavirus
Hepatotropni virusi
Virusni hepatitis
HIV – infekcija, T-ćelijska leukemija – limfom odraslih
Retrovirusi
Herpes simplex, vodene boginje, herpes zoster
Herpesvirusi
Poxviruses
Velike boginje
Herpes virus
Virus gripa
- Struktura:
- glava koja sadrži nukleinsku kiselinu kiselina,
kapsid koji pokriva glavu;
- šuplji štap (rep) sa
proteinski omotač;
- repni filamenti
Reprodukcija bakteriofaga
- Igrajte veliku ulogu
u medicini i šire
se koriste kada
liječenje gnojnih
bolesti,
uzrokovano
stafilokoke itd.
- Koristi se u gen
inženjering kao
vektori nose
DNK sekcije
Viroidi
Viroidi– patogeni biljnih bolesti, koji se sastoje od kratkog fragmenta kružne jednolančane RNK, koja nije prekrivena proteinskom ljuskom karakterističnom za viruse.
Prvi identifikovan viroid bio je viroid gomolja krompira
Prioni
– "infektivnih proteina" koji ne sadrže nukleinske kiseline i uzrokuju ozbiljne bolesti centralnog nervnog sistema ljudi i životinja.
Bolest ludih krava
Prioni
Prionski protein, koji ima abnormalnu trodimenzionalnu strukturu, sposoban je direktno katalizirati strukturnu transformaciju normalnog ćelijskog proteina koji mu je homologan u sličan (prion)
β-listovi
α-heliks
Prioni formiraju nerastvorljive naslage u moždanom tkivu
Savremeni organski svijet naše planete ima oko 2 miliona životinjskih vrsta, 500 hiljada biljnih vrsta i više od 10 miliona mikroorganizama. Stoga proučavanje takve raznolikosti organskih jedinki bez njihove sistematizacije i generalne klasifikacije izaziva određene poteškoće. Moderna nauka nudi nam sljedeću sistematizaciju u 9 glavnih kategorija - carstvo, nadkraljevstvo, kraljevstvo, tip, klasa, odred, porodica, rod i vrsta.
Major Overkingdoms— prokariota i eukariota
Carstvo nećelijskih i ćelijskih organizama je također višestruko. Dijeli se na viruse, bakterije i gljive, biljke i životinje. Virusi i bakterije pripadaju nadkraljevstvu prokariota, dok ostale naučnici klasifikuju kao eukariote. Njihova glavna razlika jedna od druge je u tome što su prvi organizmi bez nuklearne energije. Nazivaju se i primitivnima, nemaju jezgro i mnogo organela. U ovim ćelijama uobičajeno je razlikovati samo nuklearnu zonu. Sadrži molekulu DNK, također ima vanjsku ćelijsku membranu i ribozome. Kao što je već napomenuto, prokarioti uključuju viruse, bakterije i gljivice. Biljke i životinje se sa sigurnošću mogu klasifikovati kao pripadnike nadkraljevstva eukariota, koji imaju jasno definisano jezgro i druge osnovne strukturne komponente ćelije.
životinjsko carstvo— višećelijske čašice i koelenterati
U postojećoj sistematizaciji životinjskog carstva uobičajeno je razlikovati niže i više višećelijske organizme. Prvi su dobili ime zbog odsustva tkiva i organa, uprkos činjenici da se njihovo tijelo sastoji od različitih vrsta ćelija. To uključuje spužve i koelenterate.
Spužve se smatraju najnižim višećelijskim sjedećim organizmima, koji često formiraju kolonije. Obično žive u slanoj vodi (more i okeani), vezani za podlogu. Oblik njihovog tijela, formiranog od dva sloja ćelija, može varirati, ali obično izgleda kao vreća koja ima mnogo rupa. Između ovih slojeva nalazi se mezoglea, u kojoj se formira silicijumski ili vapnenački skelet sunđera. IN okruženje sunđeri mogu djelovati kao filter, ali prljavu vodu oni umiru.
Baš kao sunđeri coelenterates Obično se klasifikuju kao jednostavni višećelijski organizmi. U prirodi postoji oko 20 hiljada vrsta. Mnoge od njih karakterizira vezani oblik, koji se naziva polip. U pravilu su to hidre, morske anemone itd., Ali postoje i organizmi koji slobodno plivaju - meduze. Svi imaju jedinstvenu strukturu - dva sloja sa šupljinom unutra. Dugogodišnje istraživanje koelenterata pokazalo je da je diferencijacija njihovih ćelija veća nego kod spužvi, a postoje i nervne ćelije koje formiraju nervni sistem difuznog tipa.
Dakle, sistematizacija i opšta klasifikacija cjelokupnog organskog svijeta na našoj planeti omogućava nam bolje proučavanje njegovih tipova. Ovo omogućava karakterizaciju međusobnih odnosa između različitih organizama i davanje zajedničkih imena, što zauzvrat olakšava razmjenu naučnih informacija između naučnika iz različitih zemalja.
Metode taksonomije
Komparativna morfološka metoda ( glavni metod taksonomije) - zasniva se na uporednim morfološkim podacima i pruža najviše informacija o odnosu svojti na nivou vrste i roda; korišćenjem ovu metodu proučavati makrostrukturu organizama; metoda ne zahtijeva složenu opremu.
Uporedne anatomske, embriološke i ontogenetske metode (varijante uporedne anatomske metode) - uz njihovu pomoć proučavaju mikroskopske strukture tkiva, embrionalne vrećice, karakteristike gametogeneze, oplodnje i razvoja embrija, kao i prirodu naknadnog razvoja i formiranja pojedinih biljnih organa ; Ove metode zahtijevaju naprednu tehnologiju (elektronska i skenirajuća mikroskopija).
Uporedne citološke i kariološke metode - omogućavaju vam da analizirate karakteristike organizama na ćelijskom nivou , pomaže u uspostavljanju hibridne prirode oblika i proučavanju populacijske varijabilnosti vrsta.
Palinološka metoda - koristi podatke iz palinologije (nauke koja proučava strukturu ljuske spora i polenovih zrnaca biljaka) i omogućava da se na osnovu dobro očuvanih ljuski spora i polena utvrdi starost izumrlih biljaka.
Ekološko-genetička metoda - povezano sa eksperimentima na biljnoj kulturi; omogućava bez obzira na faktore prirodno okruženje proučavaju varijabilnost, pokretljivost karaktera i utvrđuju granice fenotipskog odgovora taksona.
Hibridološka metoda - na osnovu proučavanja hibridizacije taksona; važna u rješavanju pitanja filogenije i sistematike.
Geografska metoda - omogućava analizu rasprostranjenosti svojti i moguće dinamike njihovih staništa (područje geografske rasprostranjenosti), kao i varijabilnost organizama, koja je povezana s geografski promjenjivim prirodnim faktorima.
Pored navedenih metoda, u taksonomiji se koriste imunohemijske i fiziološke metode, kao i podaci iz entomologije, arheologije i lingvistike koji daju informacije o insektima štetočinama i mjestima gdje se najvažnije poljoprivredne biljke uvode u uzgoj.
Rice. 7.2.1. Virus mozaika duhana(A – elektronski mikrograf, B – model).
Virusna čestica ( virion) sastoji se od nukleinske kiseline (DNK ili RNA) okružene proteinskom ljuskom - kapsid, koji se sastoji od capsomeres. Veličine viriona različitih virusa kreću se od 15 do 400 nm (većina je vidljiva samo u elektronski mikroskop).
Virusi imaju sljedeće karakteristične karakteristike:
· nemaju ćelijsku strukturu;
· nesposoban za rast i binarnu fisiju;
· nemaju sopstvene metaboličke sisteme;
· za njihovu reprodukciju potrebna je samo nukleinska kiselina;
· koriste ribozome ćelije domaćina da formiraju sopstvene proteine;
· ne razmnožavaju se na veštačkim hranljivim podlogama i mogu postojati samo u telu domaćina;
· ne zadržavaju bakteriološki filteri.
Imenovani su virusi mikroorganizama fagi. Dakle, postoje bakteriofagi (bakterijski virusi), mikofagi (virusi gljivica), cijanofagi (virusi cijanobakterije). Fagi obično imaju višestruku prizmatičnu glavu i dodatak (Slika 7.2.2.).
Rice. 7.2.2. Model faga.
Glava je prekrivena ljuskom kapsomera i unutra sadrži DNK. Proces je proteinski štapić prekriven omotačem spiralno raspoređenih kapsomera. Kroz produžetak, DNK iz glave faga prelazi u ćeliju zahvaćenog mikroorganizma. Nakon što fag uđe, bakterija gubi sposobnost dijeljenja i počinje proizvoditi ne tvari svoje stanice, već čestice bakteriofaga. Kao rezultat toga, bakterijski stanični zid se otapa (lizira) i iz njega nastaju zreli bakteriofagi. Samo aktivni fag može lizirati bakterije. Nedovoljno aktivan fag može postojati u ćeliji mikroorganizma bez izazivanja lize. Kada se zaražena bakterija razmnožava, zaraženo porijeklo može preći u ćelije kćeri. Fagi se nalaze u vodi, zemljištu i drugim prirodnim objektima. Neki fagi se koriste u genetskom inženjeringu i medicini za prevenciju bolesti.
Dva prirodna carstva. Ogromna većina živih organizama se sastoji od ćelija. Samo nekoliko je najjednostavnijih organizovani organizmi- virusi i fagi - nemaju ćelijsku strukturu. Zato najvažnija karakteristika sva živa bića se dijele na dva carstva - nećelijska (virusi i fagi) i ćelijska, ili karioti (od grčkog “karyon” - jezgro) (slika 84).
Nećelijski oblici života - virusi i fagi. Nećelijsko carstvo sastoji se od jednog kraljevstva - virusa.
Rice. 84. Šema klasifikacije ćelijskih organizama
Ćelijski oblici života, njihova podjela na nenuklearne i nuklearne. Tipična ćelijska struktura karakteristična za većinu organizama nije nastala odmah. U kavezu predstavnika najstarijih moderni tipovi U organizmima, citoplazma i nuklearni materijal sa DNK još nisu odvojeni jedan od drugog, nema membranskih organela. Na osnovu prisustva ili odsustva jezgre, stanični organizmi se dijele na dva nadkraljevstva: nenuklearna (prokarioti) i nuklearna (eukarioti) (od grčkog "protos" - prvi i "eu" - potpuno, potpuno).
Prokarioti. Prokarioti uključuju najjednostavnije organizirane oblike ćelijskih organizama.
Nadkraljevstvo prokariota podijeljeno je na dva carstva - arheje i bakterije.
Archaea. Arheje su organizmi bez nuklearne energije, slični po veličini i obliku ćelija bakterijama, na koje su prethodno klasifikovane. Međutim, prema strukturi genoma, aparat za sintezu proteina, ćelijske membrane veoma se razlikuju od bakterija. Većina arheja su ekstremofili, koji žive u uslovima u kojima drugi živi organizmi ne mogu postojati - sa vrlo visoke temperature i pritisci u blizini dubokomorskih termalnih izvora, u zasićenim rastvori soli, u vrlo kiselim ili vrlo alkalnim vodenim tijelima. Neke arheje, koristeći razne organska jedinjenja, proizvode metan, koji nije karakterističan za druge organizme. Arheje koje proizvode metan, koje su dio crijevne mikroflore nekih životinja i ljudi, osiguravaju svojim domaćinima vitalni vitamin B12.
Bakterije. Carstvo Bakterije uključuje potkraljevstva cijanobakterije i bakterije. Cijanobakterije su ranije bile klasifikovane kao biljke i još se ponekad nazivaju modrozelenim algama (Sl. 85). Ovo drevnih organizama na Zemlji. Cijanobakterije su imale ogromnu ulogu u formiranju tla i moderne atmosfere Zemlje. Oni su uključivali one drevne fotosintetske jednostanične organizme koji su, ušavši u simbiozu s drugim prokariotima, postali preci hloroplasta svih zelenih biljaka koje danas postoje.
Među bakterijama postoji grupa ljubičastih proteobakterija, koje uključuju prokariotske pretke mitohondrija.
Prave bakterije, ili eubakterije, igraju ogromnu ulogu u biološkom ciklusu supstanci u prirodi i ljudskom ekonomskom životu. Proizvodnja kiselog mlijeka, acidofila, svježeg sira, pavlake, sireva i sirćeta nezamisliva je bez djelovanja bakterija.
Rice. 85. Cijanobakterije
Trenutno se koriste mnogi mikroorganizmi za industrijska proizvodnja potrebna osobi supstance, kao što su droge. Mikrobiološka industrija je postala važan industrijski sektor.
Eukarioti. Svi ostali organizmi su klasifikovani kao nuklearni, odnosno eukarioti. Glavne karakteristike eukariota prikazane su u tabeli § 10.
Eukarioti su podijeljeni u tri carstva: zelene biljke, gljive i životinje.
Biljno carstvo je podijeljeno na tri potcarstva: prave alge, crvene alge (ljubičaste alge) i više biljke.
Prave alge su niže biljke. Među nekoliko tipova ovog potkraljevstva postoje jednoćelijski i višećelijski, čije su ćelije različite po strukturi i funkciji (Sl. 86).
Rice. 86. Prave alge.
1 - jednoćelijski; 2 - kolonijalni; 3 - caulerpa - višejezgarna alga, čije tijelo nije podijeljeno na ćelije; 4 - nitaste alge; 5 - višećelijska chara alga
Zanimljivo je da kod različitih tipova algi postoje trendovi prelaska od jednoćelijske u višećelijsku, do specijalizacije i podjele zametnih stanica na muške i ženske.
dakle, različite vrste alge kao da pokušavaju da se probiju na sledeći sprat - do nivoa višećelijskog organizma, gde rade različite ćelije razne funkcije. Prijelaz iz jednostanične u višećelijsku primjer je aromorfoze u evoluciji zelenih biljaka.
Crvene alge su višećelijski organizmi. Boja crvenih algi određena je prisustvom u njihovim ćelijama, pored hlorofila, crvenih i plavih pigmenata (Sl. 87). Grimizne alge se oštro razlikuju od pravih algi po tome što čak i muške gamete - spermatozoidi - nemaju flagele i nepokretne su.
Rice. 87. Ljubičaste alge
Više biljke obuhvataju grupu biljaka koje imaju poseban vaskularni sistem kroz koji minerali i organske materije. Kupovina takvog provodnika vaskularni sistem bila je najvažnija aromorfoza u evoluciji biljaka. U više biljke spadaju biljke koje nose spore - briofite, paprati (Sl. 88) i sjemenske biljke - golosjemenke, kritosjemenke (cvjetnice).
Biljke spore su prve od zelenih biljaka koje stižu do kopna. Međutim, njihove mobilne gamete opremljene flagelama sposobne su da se kreću samo u vodi. Stoga se takvo prizemljenje ne može smatrati završenim.
Rice. 88. Više spore biljke (paprati).
S lijeva na desno - preslica, mahovina, paprat
Prelazak na reprodukciju sjemenom omogućio je biljkama da se udalje od obala u unutrašnjost, što se smatra još jednom važnom aromorfozom u evoluciji biljaka.
Pečurke. Među gljivama postoje različiti oblici: hljebna plijesan, peniciliumska plijesan, rđe gljive, klobučare, gljive. Zajednička karakteristika za takve različite forme je formiranje vegetativnog tijela gljive od tankih granastih filamenata koji formiraju micelij.
Lišajevi spadaju u grupu nižih eukariota. Ovo je osebujna grupa organizama koja je nastala kao rezultat simbioze. Tijelo lišajeva je formirano od gljivice u kojoj mogu živjeti cijanobakterije i zelene alge.
Životinje. Ako pitate po čemu se životinje razlikuju od biljaka, obično možete čuti odgovor: "Životinje su pokretne, ali biljke su nepokretne." Ovo je u osnovi tačan odgovor, iako je poznato kretanje biljaka (listovi mimoze) i nepokretnih životinja (koralni polipi). Ali zašto je većina životinja pokretna?
Sve životinje su heterotrofni organizmi. Oni aktivno izvlače organske tvari, jedući određene, obično žive organizme. Dobivanje takve hrane zahtijeva pokretljivost. S tim je povezan razvoj različitih organa kretanja (na primjer, pseudopodi amebe, trepavice, krila insekata, riblje peraje itd., sl. 89). Brzi pokreti su nemogući bez prisustva pokretnog skeleta za koji su pričvršćeni mišići. Tako nastaju vanjski hitinski skelet artropoda i unutrašnji koštani skelet kralježnjaka.
Rice. 89. Predstavnici artropoda.
1 - rak; 2 - pauk; 3 - krpelj; 4 - stonoga; 5 - leptir; 6 - muha; 7 - buba; 8 - skakavac
Druga stvar je vezana za mobilnost. važna karakteristikaživotinje: životinjske ćelije su lišene gustog spoljna ljuska, zadržavajući samo unutrašnju ljusku citoplazmatske membrane. Prisutnost u vodi netopivih čvrstih supstanci za skladištenje (na primjer, škroba) u životinjskoj ćeliji bi ometala pokretljivost stanica. Zato je glavna tvar za skladištenje kod životinja lako topljivi polisaharid - glikogen.
Životinjsko carstvo je podijeljeno na dva potcarstva: protozoe (ili jednoćelijske životinje) i višećelijske životinje. Morfološki najjednostavnija je ćelija, funkcionalno je organizam. Otuda slijedi dualnost njegove prirode. Funkcije organa i tkiva u protozoama obavljaju pojedinačni dijelovi stanica. Prave višećelijske organizme karakterizira jedinstvo stanica razne vrste u tkanini.
- Opišite viruse kao nećelijske oblike.
- Navedite karakteristike karakteristične za sve ćelijske organizme.
- Uporedite strukturu i funkcije prokariotskih i eukariotskih ćelija. Izvucite zaključke.
- Šta mislite, kakav je praktični značaj taksonomije? Koje probleme pomaže u rješavanju?
