Клітинні та неклітинні форми життя: віруси, бактеріофаги, еукаріоти та клітинна теорія. Систематизація органічного світу Землі - імперії неклітинних та клітинних організмів Найпростіші відносяться до імперії клітинні

Сучасний органічний світ нашої планети налічує близько 2 мільйонів видів тварин, 500 тисяч видів рослин та понад 10 мільйонів мікроорганізмів. Тому вивчення такого різноманіття органічних особин без їх систематизації та загальної класифікації викликає певні труднощі. Сучасна наукапропонує нам наступну систематизацію за 9 основними категоріями - імперія, надцарство, царство, тип, клас, загін, сімейство, рід і вид.

Основні надцарства— прокаріоти та еукаріоти

Імперії неклітинних та клітинних організмівтакож багатогранна. Її поділяють на віруси, бактерії та гриби, рослини та тварини. Віруси та бактерії належать надцарству прокаріотів, решта вчених віднесли до еукаріотів. Основна їхня відмінність одна від одної полягає в тому, що перші є без'ядерними організмами. Їх також називають примітивними, що не мають ядра та багатьох органел. У цих клітинах прийнято виділяти лише ядерну зону. У ній міститься молекула ДНК, також є зовнішня клітинна мембраната рибосоми. Як вже було відмічено, до прокаріотів відносяться віруси, бактерії та гриби. Рослини та тварини можна сміливо віднести до надцарства еукаріотів, які мають чітко оформлене ядро ​​та інші основні структурні складові клітини.

Царство тварин— багатоклітинні кубки та кишковопорожнинні

У існуючій систематизації царства тварин прийнято виділяти нижчі та вищі багатоклітинні організми. Перші отримали свою назву через відсутність тканин та органів, незважаючи на те, що їх тіло складається з різних типів клітин. До них відносяться губки та кишковопорожнинні.

Губки вважаються найнижчими багатоклітинними нерухомими організмами, що часто утворюють колонії. Вони, як правило, живуть у солоній воді (моря та океани), прикріпившись до субстрату. Форма їхнього тіла, утвореного двома шарами клітин, може бути різною, але зазвичай вона зовні нагадує мішок, який має багато отворів. Між цими шарами знаходиться мезоглея, в якому утворюється кремнієвий або вапняний скелет губки. У навколишньому середовищігубки можуть виступати як фільтр, але в брудній водівони гинуть.

Як і губки, кишковопорожнинніприйнято відносити до простих багатоклітинних організмів. У природі їх налічується близько 20 тисяч видів. Багатьом їх властива прикріплена форма, що зветься поліп. Як правило, це гідри, морські анемони та ін, але існують і вільно плаваючі організми - медузи. Всі вони мають єдиний план будови - два шари з порожниною всередині. Тривале вивчення кишковопорожнинних показало, що диференціація їх клітин вища, ніж у губок, а також є нервові клітини, які утворюють нервову системудифузного типу.

Таким чином, систематизація та загальна класифікаціявсього органічного світуна планеті дозволяє краще вивчити його види. Це дає можливість охарактеризувати взаємний зв'язок між різноманітними організмами та давати їм єдині назви, що, у свою чергу, полегшує обмін науковою інформацією між вченими різних країн.

Методи систематики

Порівняльно-морфологічний метод (основний метод систематики) - заснований на даних порівняльної морфології та дає найбільшу інформацію про спорідненість таксонів на рівні виду та роду; за допомогою даного методувивчають макроструктуру організмів; метод не потребує складного обладнання.

Порівняльно-анатомічний, ембріологічний та онтогенетичний методи (варіанти порівняльно-анатомічного методу) - з їх допомогою вивчають мікроскопічні структури тканин, зародкових мішків, особливості гаметогенезу, запліднення та розвитку зародка, а також характер подальшого розвитку та формування окремих органів рослин; дані методи вимагають досконалої техніки (електронної та скануючої мікроскопії).

Порівняльно-цитологічний та каріологічний методи - дозволяють аналізувати ознаки організмів на клітинному рівні , допомагаючи встановлювати гібридну природу форм та вивчати популяційну мінливість видів.

Палінологічний метод - використовує дані палінології (наука, що вивчає будову оболонок спор і пилкових зерен рослин) і дозволяє, по оболонках, що добре зберігаються, спор і пилку, встановлювати вік вимерлих рослин.

Еколого-генетичний метод - пов'язаний із дослідами з культури рослин; дає можливість незалежно від факторів природного середовищавивчати мінливість, рухливість ознак та встановлювати межі фенотипної реакції таксону.

Гібридологічний метод - ґрунтується на вивченні гібридизації таксонів; важливий при вирішенні питань філогенії та систематики.

Географічний метод - дає можливість аналізувати поширення таксонів та можливу динаміку їх ареалів (область географічного поширення), а також мінливість організмів, яка пов'язана з географічно мінливими природними факторами.

Крім зазначених вище методів, у систематиці використовують імунохімічні та фізіологічні методи, а також дані ентомології, археології та лінгвістики, які дають інформацію про комах шкідників та місця введення в культуру найважливіших сільськогосподарських рослин.

Мал. 7.2.1. Вірус тютюнової мозаїки(А – електронна мікрофотографія, Б – модель).

Вірусна частка ( віріон)складається з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), оточеної білковою оболонкою капсидом,що складається з капсомірів. Розміри віріону різних вірусів - від 15 до 400 нм (більшість видно лише в електронний мікроскоп).

Віруси мають наступні характерними особливостями:

· не мають клітинної будови;

· Не здатні до зростання та бінарного поділу;

· Не мають власних метаболічних систем;

· Для їх відтворення потрібна лише нуклеїнова кислота;

· Використовують рибосоми клітини-господаря для утворення власних білків;

· Не розмножуються на штучних живильних середовищах і можуть існувати лише в організмі господаря;

· Не затримуються бактеріологічними фільтрами.

Віруси мікроорганізмів названі фагами.Так, існують бактеріофаги (віруси бактерій), мікофаги (віруси грибів), ціанофаги (віруси ціанобактерій). Фаги зазвичай мають багатогранну призматичну головку та відросток (Мал. 7.2.2.).

Мал. 7.2.2. Модель фага.

Головка покрита оболонкою з капсомерів і містить усередині ДНК. Відросток є білковим стрижнем, покритим чохлом зі спірально розташованих капсомерів. Через відросток ДНК з головки фага перетворюється на клітину уражуваного мікроорганізму. Після влучення фага бактерія втрачає здатність до поділу і починає виробляти не речовини своєї клітини, а частинки бактеріофага. У результаті клітинна стінка бактерії розчиняється (лізують), з неї виходять зрілі бактеріофаги. Лізувати бактерії здатний лише активний фаг. Недостатньо активний фаг може існувати у клітині мікроорганізму, не викликаючи лізису. При розмноженні ураженої бактерії можливий перехід інфікованого початку дочірні клітини. Фаги зустрічаються у воді, ґрунті та інших природних об'єктах. Деякі фаги використовують у генетичній інженерії, у медицині для профілактики захворювань.

Мал. 7.2.1. Вірус тютюнової мозаїки

Вірусна частка ( віріон) капсидом,що складається з капсомірів

фагами. (Мал. 7.2.2.).

Мал. 7.2.2. Модель фага.

Мал. 7.2.1. Вірус тютюнової мозаїки(А – електронна мікрофотографія, Б – модель).

Вірусна частка ( віріон)складається з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), оточеної білковою оболонкою капсидом,що складається з капсомірів. Розміри віріону різних вірусів – від 15 до 400 нм (більшість видно лише в електронний мікроскоп).

Віруси мають такі характерні особливості:

 не мають клітинної будови;

 не здатні до зростання та бінарного поділу;

 не мають власних метаболічних систем;

 для їх відтворення потрібна лише нуклеїнова кислота;

 використовують рибосоми клітини-хазяїна для утворення власних білків;

 не розмножуються на штучних живильних середовищах та можуть існувати лише в організмі господаря;

 не затримуються бактеріологічними фільтрами.

Віруси мікроорганізмів названі фагами.Так, існують бактеріофаги (віруси бактерій), мікофаги (віруси грибів), ціанофаги (віруси ціанобактерій). Фаги зазвичай мають багатогранну призматичну головку та відросток (Мал. 7.2.2.).

Мал. 7.2.2. Модель фага.

Головка покрита оболонкою з капсомерів і містить усередині ДНК. Відросток є білковим стрижнем, покритим чохлом зі спірально розташованих капсомерів. Через відросток ДНК з головки фага перетворюється на клітину уражуваного мікроорганізму. Після влучення фага бактерія втрачає здатність до поділу і починає виробляти не речовини своєї клітини, а частинки бактеріофага. У результаті клітинна стінка бактерії розчиняється (лізують), з неї виходять зрілі бактеріофаги. Лізувати бактерії здатний лише активний фаг. Недостатньо активний фаг може існувати у клітині мікроорганізму, не викликаючи лізису. При розмноженні ураженої бактерії можливий перехід інфікованого початку дочірні клітини. Фаги зустрічаються у воді, ґрунті та інших природних об'єктах. Деякі фаги використовують у генетичній інженерії, у медицині для профілактики захворювань.

8. Прокаріоти

^ Підімперія доядерна ( Procaryota )

Прокаріоти- це одноклітинні, колоніальні або багатоклітинні організми, які не мають морфологічно оформленого (обмеженого мембраною) ядра і об'єднують два царства - архебактерії ( Archaebacteria) і справжні бактерії, або еубактерії ( Bacteria, Eubacteria )

Загальна характеристика представників підімперії

Більшість бактерій мають циліндричну або паличкоподібну форму. Паличкоподібні форми, які не утворюють суперечку, називаються бактеріями,а спороутворюючі – бацилами.Паличкоподібні бактерії діляться на власне палички (поодиноке розташування клітин), диплобактерії або диплобацили (попарне розташування клітин), стрептобактерії або стрептобацили (ланцюжки клітин). Нерідко зустрічаються звивисті або спіралеподібні бактерії. До цієї групи належать вібріони, спірили, спірохети.Зустрічаються і нитчастібактерії (Рис. 8.1).

Мал. 8. 1. Форма бактерій: куляста (а- Мікрококи; б- Диплококи; в- Тетракоки; г- Стрептококи; д- Стафілококи; е- сарцини); паличкоподібна(ж- Не утворюють суперечку; з, і, до– спороутворюючі); звита (л- Вібріони; м- Спірили; н- Спірохети).

Бактерії кулястої форми називаються коками. Серед них виділяють: стафілококи -утворюють скупчення, що нагадують виноградний гроно; тетракоки- це поєднання з чотирьох клітин, що утворюється після поділу клітини у двох взаємно перпендикулярних площинах. ; сарцини(Скупчення кубічної форми) - утворюються в результаті поділу клітин в трьох взаємно перпендикулярних площинах. Коки зазвичай мають діаметр від 0,5 – 1,5 мкм, ширина паличкоподібних форм коливається від 0,5 до 1 мкм, а довжина – від 2 до 10 мкм. Форми та розміри бактерій значно змінюються залежно від віку культури, складу середовища та його осмотичних властивостей, температури та інших факторів.

Вивчення ультраструктури бактерій (Рис. 8.2)стало можливо після створення електронних мікроскопів.

Мал. 8. 2. Комбінований схематичний розріз бактеріальної клітини: вгорі- основа структури клітини; у середині – мембранні структури: зліва- фотосинтетичного мікроба, справа– нефотосинтетичного мікроба; внизу- Увімкнення.

^ 1 - Базальне тільце; 2 - джгутики; 3 – капсула; 4 - Клітинна стінка; 5 - Цитоплазматична мембрана; 6 - Мезосома; 7 - Фімбрії; 8 - Полісахаридні гранули; 9 - Поліфосфати; 10 – ліпідні краплі; 11 - Включення сірки; 12 – мембранні структури; 13 – хроматофори; 14 - Нуклеоїд; 15 – рибосоми; 16 - Цитоплазма.

До зовнішнім структурамклітин прокаріотів відносять капсули, джгутики, фімбріїі пили, а також клітинну стінкуі розташовану під нею цитоплазматичну мембрану.

Капсула. Складається з полісахаридів, іноді поліпептидів або ліпідів. Має високий вміст води (до 98%) та створює додатковий бар'єр, захищаючи клітину від висихання та механічних пошкоджень.

Джгутики. Є спірально закрученими нитками, які складаються з однієї гіганської молекули білка флагеліну і забезпечують рухливість плаваючих бактерій, що активно пересуваються. Число джгутиків різне у різних видівбактерій (від 1 до 700). Джгутики можуть прикріплюватися полярно або по всій поверхні клітини (розташування джгутиків має таксономічне значення). Відсутні джгутики у ковзних бактерій, рух яких здійснюється в результаті хвилеподібних скорочень, що змінюють форму бактерій. Джгутики не належать до життєво важливих структур і різні фазирозвитку бактерії можуть бути присутніми або відсутніми.

Пересуваються бактерії переважно безладно, але здатні вони і до спрямованих рухів ( таксіс),завдяки: різниці в концентрації хімічних речовину середовищі ( хемотаксис), різниці у вмісті кисню ( аеротаксис), відмінностями в інтенсивності освітлення ( фототаксис).

^ Фімбрії та пили. Перші зустрічаються як у джгутиконосних видів, так і у форм, позбавлених джгутиків, і є довгими, тонкими, прямими нитками. Число фімбрій може досягати кількох тисяч. Необхідні фімбрії для прикріплення до інших клітин та субстрату. Пили– статеві фімбрії, через які передається генетичний матеріал від однієї клітини до іншої.

^ Клітинна стінка . Надає форму бактеріальній клітині, захищає внутрішній вміст від зовнішнього середовища, регулює зростання та розподіл бактерій. Вона тонка, еластична, міцна, проникна для солей та інших низькомолекулярних сполук. Основний каркасний шар клітинної стінки формується з пептидоглікану муреїну (синтезується лише прокаріотною клітиною). В одних бактерій клітинна стінка має лише один, досить товстий, шар муреїну (50-90%), пов'язаний із полісахаридами та білками. В інших – муреїновий шар тонкий (1-10%) і зверху перекритий шарами ліпопротеїдів, ліпополісахаридів та білків. Перші називаються грампозитивнимибактеріями, другі – грамнегативнимибактеріями. Назва цих груп походить від здатності різних бактерій фарбуватись за методом Грама. У найпримітивніших представників цієї імперії в основі клітинної стінки містяться кислі полісахариди без муреїну.

^ Цитоплазматична мембрана . Служить осмотичним бар'єром, регулюючи надходження речовин усередину клітини та назовні, є місцем локалізації ферментів енергетичного метаболізму. Складається з подвійного шару ліпідів та шару білка. У деяких бактерій мембрана охоплює цитоплазму без складок і вп'ячування, в інших - вона утворює вп'ячування (мезосоми) при розподілі клітини, пронизує цитоплазму або формує мембранні тільця.

цитоплазма.Є колоїдною системою, що складається з води, білків, жирів, вуглеводів, мінеральних сполук та інших речовин, співвідношення яких варіює залежно від виду бактерій та їх віку. Цитоплазма бактерій має різні структурні елементи – внутрішньоцитоплазматичні мембрани, генетичний апарат, рибосоми та включення. Решта її частина представлена ​​цитозолем.

Нуклеоїд. Це ниткоподібна молекула ДНК, що виконує функцію ядра і розташована в центральній зоні клітини. Весь спадковий матеріал зосереджений в одній бактеріальній хромосомі, представленій у вигляді кільцевої молекули дволанцюжкової ДНК.

Плазміди. Це позахромосомна ДНК, також представлена ​​подвійними спіралями, замкнутими в кільце. Не є обов'язковим елементом у клітині прокаріотів, виконують додаткові властивості, пов'язані, зокрема, з розмноженням, стійкістю до лікарським препаратам, хвороботворністю тощо.

Рибосоми.Служать місцем синтезу білка. Число рибосом у бактеріальній клітині від 5 до 50 тис. (число тим більше, чим швидше зростає клітина).

Увімкнення(Запасні речовини або покидьки). Відкладаються у певних умовах середовища усередині прокаріотичних клітин. Представлені полісахаридами, жирами, поліфосфатами та сіркою. Містяться в осмотично інертній формі, нерозчинні у воді.

Спори(Пристосування для переживання несприятливих умов середовища). Утворюються всередині бактеріальної клітини, коли бактерії відчувають нестачу поживних речовин, або коли в середовищі у великій кількості накопичуються продукти обміну речовин бактерій. Спори можуть довгий час(десятки, сотні і навіть тисячі років) існувати в стані, що покоїться. Тільки невелика група мікроорганізмів здатна до утворення ендоспору. Ендоспора, як правило, одна на клітку. Клітини бактерій при спороутворенні набувають іноді незвичайної для них форми веретена, лимона або барабанної палички.

Розмноження.Як правило, шляхом поділу надвоє (бінарний поділ). Звідси термін – дробянки. Причому, у багатьох бактерій після поділу, за певних умов середовища, дочірні клітини деякий час залишаються пов'язаними між собою, утворюючи характерні групи.

Прокаріоти позбавлені хлоропластів, мітохондрій, апарату Гольджі, центріолей, а також внутрішньоклітинного руху та процесів мітозу та мейозу.

Царство архебактерії - Archaebacteria

Представники даного царства відрізняються один від одного на кшталт обміну речовин, фізіологічним та екологічним особливостям. Серед них є хемоавтотрофи та хемогетеротрофи, гетеротрофи, анаероби та аероби. При цьому, архебактерії мають багато загальних ознак, властивих лише їм, серед яких наявність одношарових ліпідопротеїдних мембран та клітинної стінки, що не має пептидогліканового складу та містить псевдомуреїн або тільки білки та полісахариди. Крім того, архебактерії не чутливі до антибіотиків і здатні існувати в місцях проживання з екстремальними умовами. Серед архебактерій виділяють три групи: метаноутворюючі бактерії, галобактерії та термоацидофільні бактерії.

^ Метаноутворюючі бактерії . Серед бактерій, що утворюють метан, трапляються практично всі форми (коки, палички, спірили, сарцини, нитки). Існують мезофільні та термофільні види. Метаноутворюючі бактерії – суворі анаероби. Вони представлені автотрофами та гетеротрофами, мезофілами та термофілами, є і галофільні види. Метан утворюється при анаеробному розкладанні органічних речовин. Його запаси дуже значні. До екосистем, у яких утворюється метан, належать великі території, зайняті тундрою та болотами (звідси інша назва метану – болотний газ); також рисові поля, опади на дні ставків та озер, лимани, відстійники очисних споруд, шлунки (рубці) жуйних тварин. В анаеробних умовах органічні речовини спочатку через ряд проміжних етапів зброджуються до оцтової кислоти, СО 2 і Н 2 потім ці продукти метаболізму первинних і вторинних деструкторів використовуються метанообразующими (метаногенними) бактеріями. Відбувається перетворення 2 і Н 2 в метан, ацетату в метан і 2 .

До метанотворчих бактерій відносяться пологи Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina, Methanospirillumта ін.

Галобактерії.Це аероби та гетеротрофи. Їх знаходять за умов сильного засолення: солончаках, солеварнях (де добувають морську сіль), а також у морських відкладах. Галобактерії найкраще ростуть із оптимумом концентрації NaCl у середовищі 20-25%. Така пристосованість до існування в таких екстремальних умовах пов'язана з тим, що концентрація солі всередині клітингалобактерій така висока, як і в навколишньому середовищі. Під час масового розмноження галобактерій, що містять каротиноїди, вода видається яскраво-червоною.

Галобактерії здатні використовувати у своєму метаболізмі та енергію світла, яка є доповненням до енергії, одержаної шляхом аеробного окиснення субстрату. Деякі галобактерії можуть зростати, отримуючи енергію тільки внаслідок фотосинтезу за участю бактеріородопсину – пігменту, подібного до родопсину (міститься в зорових клітинах тварин).

Екстремально галофільні форми містять пологи Halobacteriumі Halococcus.

Термоацидофільні бактерії. Серед них є і автотрофи та гетеротрофи, ацидофільні та нейтрофільні, аеробні та анаеробні представники. Для термоацидофільних бактерій місцем проживання можуть служити кислі гарячі джерела, де ці бактерії окислюють сполуки сірки до сульфату, терикони вугільних шахт, що самонагріваються, гарячі джерела на схилах вулканів і на дні морів. У гідротермальних джерелах архебактерії виступають у ролі продуцентів органічних речовин, що споживаються тваринною частиною угруповань. Термоацидофільні бактерії входять, наприклад, до складу пологів Sulfolobusі Thermoplasma.

Царство справжні бактерії (еубактерії) Bacteria ( Eubacteria )

Справжні бактеріімікроскопічно малі і мають такі характерні особливості:

 двошарові ліпопротеїдні мембрани;

 як основне структурного компонентаклітинної стінки – глікопептид муреїн;

 капсулу, що оточує клітинну стінку (складається з полісахаридного слизу);

 різного роду джгутики та різного типуфімбрії;

 запасні речовини – крохмаль, глікоген, волютин (речовина, що включає залишки фосфорної кислоти);

 великі кільцеві ДНК та плазміди (невеликі кільцеві ДНК); здатність утворювати ендоспори;

 за формою серед бактерій виділяють кілька морфологічних груп (кулясті, паличкоподібні, звивисті) ;

 для отримання енергії використовують різні органічні та неорганічні речовинита сонячну енергію;

 серед них є автотрофи та гетеротрофи (більшість бактерій);

 по відношенню до кисню бактерії поділяються на: аероби (існують тільки в кисневому середовищі), анаероби (відсутність кисню - обов'язкова умоваіснування) і факультативні анаероби (живуть як у безкисневому, так і в кисневмісних середовищах);

 за допомогою способу забарвлення аніліновими барвниками (запропонований К. Грамом в 1884 р.) бактерії можуть бути розділені на дві групи – грампозитивні та грамнегативні (здатність по-різному забарвлюватися пов'язана з різними особливостямиструктури та хімізму клітинної стінки).

 щодо місцепроживання багато з бактерій – космополіти.

Г р а м о т р і ц а т е л ь ні м і к р о р г а н і з ми

(Не утворюють ендоспор і не дають позитивної реакції на забарвлення за Грамом)

^ Підцарство оксифотобактерії – Oxyphotobacteria

Підцарство об'єднує два таксони - відділи ціанобактеріїі хлороксібактерії.

До хлороксибактерій ( Chloroxybacteria) відносяться бактерії, що мешкають у симбіозі з морськими тваринами в тропічних і субтропічних морях, і вільноживають у північній частині Атлантичного та Тихого океанів. Відкрито на початку 70-х років. Об'єднані у рід Prochloron. Мають набір фотосинтезуючих пігментів, подібний до набору пігментів зелених водоростей та рослин.

^ Ціанобактерії ( Cyanobacteria) - Найбільша, найбільш багата формами і найпоширеніша група фотосинтезуючих прокаріотів (існує близько 2000 видів). Вони також відомі під назвою синьо-зелених водоростей (завдяки вмісту хлорофілу та здатності здійснювати фотосинтез із виділенням кисню).

Ціанобактерії включають одноклітинні та багатоклітинні форми (Рис. 8. 3).

Мал. 8. 3. Схематичне зображення деяких ціанобактерій.

Поширені ціанобактерії у різних водоймах, у ґрунті та на рисових полях. Їх протопласт оточений клітинною стінкою, в якій поверх пептидогліканового шару є «зовнішня мембрана» та ліпополісахаридний шар. Фотосинтетичний апарат представлений тилакоїдами, які або розташовані паралельно плазматичній мембрані, або сильно звивистих і поміщаються в периферичних ділянках цитоплазми.

У ціанобактерій є сильно диференційовані клітини, яким немає аналогів в жодній іншій групі бактерій: гетероцисти- мають товсті клітинні стінки, слабку пігментацію та полярні гранули, що є місцем фіксації азоту (N 2) в аеробних умовах; акінети- Клітини, що покоїться, що виділяються розмірами, сильною пігментацією і товстою клітинною стінкою; гормогонії- Короткі відрізки, що служать для розмноження; баєоцити(«дрібні клітини») – репродуктивні клітини, що утворюються при бінарному розподілі материнської клітини (з однієї материнської клітини виходить від 4 до 1000 баєоцитів).

Завдяки здатності зростати в екстремальних умовах та фіксувати молекулярний азот, ціанобактерії набули велике значенняв природі. Ці організми першими заселяють місця, бідні поживними речовинами. Неозброєним оком їх можна побачити у вигляді темно-синьої або чорної плівки на скелях, у зоні прибою, на берегах прісноводних озер і на морській літоралі. Ціанобактерії не бояться екстремальних умов. Так, деякі з них (наприклад, одноклітинні ціанобактерії - Synechococcus lividus) настільки стійкі до дії кислот і термофільні, що здатні рости в гарячих кислих джерелах (рН 4,0; t = 70 градусів).

В озерах часто бувають спалахи масового розмноження ціанобактерій. Цей процес отримав назву « цвітіння води». У цьому водоймища перенасичуються продуктами життєдіяльності ціанобактерій і позбавляються запасів кисню, що негативно позначається життя інших жителів.

Ціанобактерії успішно використовуються людиною. Приклад тому - розведені людиною на рисових полях ціанобактерії роду Anabaena. Ці організми живуть у порожнинах листя тропічної водної папороті ( Azolla) і збагачують ґрунт сполуками азоту. Крім того, у багатьох країнах ціанобактерії вирощують для отримання білкової добавки до їжі людини та тварин.

^ Підцарство аноксифотобактерії – Anoxyphotobacteria

На відміну від ціанобактерій, аноксифотобактерії не здатні виділяти кисень у процесі фотосинтезу. Пігменти, бактеріохлорофіли та каротиноїди, локалізовані в мембранах, увігнутих (інвагінованих) всередину клітини. До цього підцарства відносяться пурпурові бактерії та хлоробіобактерії. Мешкають в анаеробних умовах прісноводних та солоних водойм.

^ Підцарство скотобактерії Scotobacteria

Об'єднує різноманітні групи хемо- та автотрофних грамнегативних прокаріотів. По відношенню до кисню аеробні, анаеробні та факультативно-анаеробні мікроорганізми. Мають істотне значення в родючості ґрунтів, оскільки беруть участь у розкладанні рослинних залишків (мінералізації), кругообігу елементів у природі, збагаченні ґрунту біологічно активними сполуками. Так, бактерії сімейства Pseudomonadiaceae роду Pseudomonas можуть відновлювати нітрати; сімейства Azotobacteriaceaeроду Azotobacterфіксують молекулярний азот; сімейства Rhizobiaceaeроду Rhizobiumутворюють бульби на корінні бобових рослин, вступаючи з ними в симбіоз і фіксуючи молекулярний азот; сімейство Nitrobacteriaceae включає бактерії, що проводять процеси нітрифікації (окислення аміаку та нітритів) та сульфофікації (окислення сірки та її відновлених сполук); бактерії сімейства Cytophagaceaeроду Cytophagaпроводять аеробне розкладання целюлози і т.д.

До цього підцарства відносяться і мікроорганізми, що мешкають у кишечнику людини та тварин, багато з них є хвороботворними.

^ Підцарство спірохети Spirochaetae

Клітини цих організмів є спірально закрученим циліндром, навколо якого між мембраною і клітинною стінкою закручено периплазматичний джгутик – аксостиль, завдяки якому спірохети пересуваються в рідкому середовищі.

Г р а м п о о т о л і т ь ні м і к р о р г а н і з ми

(утворюють ендоспори і дають позитивну реакціюна забарвлення за Грамом)

Грампозитивні мікроорганізми включають три підцарства: променисті бактерії, справжні грампозитивні бактерії та мікоплазми.

^ Підцарство променисті бактерії – Actinobacteria,

відділ актиноміцети – Actinomycetales

Променисті бактерії мають тенденцію утворювати міцеліальні колонії. До них відносяться три відділи: мікобактерії, коринебактерії, актиноміцетобактерії (променисті грибки, актиноміцети).

За будовою клітини та хімічного складуїї компонентів актиноміцетиє однією із своєрідних груп бактерій. Актиноміцети утворюють розгалужені клітини, які у багатьох представників розвиваються в міцелій. На міцелії можуть утворюватися спеціальні репродуктивні структури. Діаметр клітини актиноміцетів становить від 05 до 20 мкм. В актиноміцетній гіфі виявлено всі компоненти, властиві бактеріальній клітині. Клітини більшості актиноміцетів грампозитивні. Клітини деяких – кислотостійкі (мікобактерії, нокардії). Рухливість клітини забезпечують джгутики. Актиноміцети хемоорганогетеротроф, більшість з них аероби. Актиноміцети стійкі до висушування. Більш стійкі, ніж інші бактерії, до дії багатьох фумігантів та інсектицидів. Деякі стійкі до антибактеріальних антибіотиків.

Відмінною рисою актиноміцетів є їх здатність до утворення різноманітних фізіологічно активних речовин– антибіотиків, пігментів, речовин, що зумовлюють запахи ґрунту та води. Міцелій актиноміцетів поділяється на первинний (субстратний) та вторинний (повітряний). Актиноміцети, що мають позитивну міцеліальну стадію, зазвичай утворюють безстатевим шляхом спеціальні репродуктивні структури - суперечки, які можуть формуватися на субстратному та повітряному міцелії або на одному з них. Спори розташовані на гіфах або спороносцях поодиноко, парами, ланцюжками або укладені в спорангії.

Більшість актиноміцет – організми зі складним життєвим циклом, Що включає стадії вегетативного зростання та суперечка. Багато хто утворює складні вегетативні та репродуктивні структури. Інші мають коротку міцеліальну стадію і не утворюють суперечку. Розмножуються актиноміцети шляхом поділу гіф, спорами, іноді брунькуванням. Цикл розвитку актиноміцетів є головним показником у систематичному становищі. Однак необхідно враховувати, що організм не в будь-яких умовах утворює лише один із двох (або з кількох) властивих йому типів репродуктивних структур.

В даний час відділ Actinomycetalesналічує понад 60 пологів. Актиноміцети виявлені у повітрі, водоймах, грунті. Частина з них – збудники захворювань рослин та тварин, алергічних реакційв людини. У ґрунті актиноміцети синтезують та розкладають гумусові речовини, продукують антибіотики, беруть участь у азотному балансі. Викликають утворення бульбочок у небобових рослин та фіксують молекулярний азот.

Міцелій у ґрунті становить 1-4% біомаси популяцій, структурними домінантами є суперечки. Активно виявляється переважно у мікрозонах із підвищеним вмістом органічних речовин.

^ Підцарство справжні грампозитивні бактерії Eufirmicutobacteria

Сімейство Bacillaceae включає аеробні та облігатно анаеробні бактерії, як правило, паличкоподібної форми, при утворенні ендоспор, що змінюють форму тіла. Бактерії широко поширені у ґрунтах, воді, травному тракті тварин та людини. Сапротрофи, що беруть участь у розкладанні органічних речовин, можуть викликати хвороби людини, тварин та рослин (пологи Clostridiumі Bacillus). Рід Desulfotomaculum представлений анаеробними сірковідновлюючими бактеріями. Деякі бактерії фіксують молекулярний азот, деякі здатні продукувати антибіотики.

Сімейство Lactobacillaceae включає неутворюючі суперечки бактерії, що зброджують вуглеводи з утворенням молочної кислоти (рід Lactobacillus). Поширені бактерії в ґрунтах, на рослинах, шлунково-кишковому трактітварин і людини, молочні продукти.

Сімейство Streptococcaceaeвключає бактерії, які грають велику роль в отриманні кисломолочних продуктів, силосу, квашенні овочів (пологи Streptococcus, Leuconostoc та інші). Суперечка не утворюють клітини сферичної або овальної форми, з'єднані в пари або ланцюжки різної довжини.

Сімейство Micrococcaceaeвключає аеробні або факультативно-анаеробні, що не утворюють спори бактерії сферичної форми, поширені в ґрунтах та прісних водах. Рід Staphylococcusпредставлений хвороботворними видами, що зустрічаються на шкірі та слизових оболонках теплокровних організмів.

^ Підцарство мікоплазми Tenericutobacteria

Імперія Клітинні:

Надцарство Прокаріоти Надцарство Еукаріоти

(без'ядерні) (ядерні)

Царство Археї Царство Гриби

Царство Бактерії Царство Рослини

Царство Тварини

Царство Гриби

Капелюшкові гриби (маслю, лисичка, сироїжка, отруйні - поганки, мухомори)

Плісняві гриби (пеніцилл і мукор) та дріжджі.

Лишайники - симбіоз грибів та

Царство Рослини

Нижчі Вищі

(не мають частин тіла; (мають частини тіла)

Тіло слоевище або талом)

Нижчі: Водорості

Одноклітинні Багатоклітинні

(Хламідомонада, (Зелені - спірогіра, ульва, нітелла);

Хлорелла) Бурі – ламінарія, цистозейра;

Червоні - порфіра, родинні,

анфельція, філофора)

1) Відділ Вищі спорові рослини:

Мохи (печінкові мохи, листостебельні – зелений мох зозулин льон та білий мох сфагнум)

3) Відділ Покритонасінні

Клас Однодольні Клас Дводольні

Коренева система - мочкувата стрижнева

Жилкування листя паралельне, сітчасте

1 сім'ядоля 2 сім'ядолі

Виняток вороняче око Виняток подорожник

Клас Однодольні

сімейство Злаки (пшениця, овес, ячмінь, просо, рис, кукурудза, ковила, цукрова тростина, тонконіг, пирій повзучий)

суцвіття - складний колос, волоть;

плід - зернівка;

у багатьох рослин стебло – соломина.

сімейство Лілейні (лілія, цибуля, рябчик, тюльпан, проліск, спаржа, часник, гіацинт, конвалія)

суцвіття - кисть або одиночна квітка;

плоди – ягода.

Клас Дводольні

сімейство Хрестоцвіті (капуста, редька, ярутка, грицики, лівкою, хрін, редис, бриква, гірчиця, ріпак)

суцвіття – кисть;

плоди - стручки чи стручочки.

сімейство Розоцвіті (яблуня, груша, горобина, слива, малина, суницяперсик, шипшина)

суцвіття - одиночна квітка;

плід – кістянка, багатогорішок, яблуко.

сімейство Пасльонові (Пасльон, картопля, томат, белена, дурман, баклажан, перець, тютюн, .)

суцвіття - одиночна квітка;

плід - ягода чи коробочка.

4) сімейство Метеликові (бобові) (квасоля, горох, соя, люцерна, арахіс, сочевиця, люпин, конюшина, акація)

Суцвіття – кисть, головка;

Плід – біб.

5) сімейство Складноцвіті (Астрові) (астра, пижма, волошка. Оман. Кульбаба, бодяк польовий, жоржини, маргаритки, нігтики, рамашка, мати-й-мачуха, череді, соняшник, осот польовий)

Суцвіття - кошик

Плід – сім'янка.

Царство тварини

Тип Найпростіші

Радіолярії

Сонячники

Споровики (малярійний плазмодій)

Жгутиконосці (евглена зелена Е трихомонада, лямблія, трипаносома)

Інфузорії (інфузорія - туфелька)

Тип Губки

Вапняні

Скляні

Звичайні

Тип Кишковопорожнинні

Гідроїдні (гідри)

Сцифоїдні (медузи – корнерот, фізалія, хрестовичок, вітрильник, португальський кораблик, морська оса)

Коралові поліпи (поліпи, актинія)

Тип Плоскі черви

Війскові черв'яки (біла планарія)

Сосальники (печінковий сисун, двоустка)

Стрічкові черв'яки ( бичачий ціп'як, свинячий ціп'як)

Тип Круглі черви

(аскарида, гострики, нематоди, коловратки)

Тип Кільчасті черви

Багатощетинкові кольчеці або Поліхети (нереїс, серпула)

Малощетинкові або Олігохети (дощовий черв'як)

П'явки (равликова, медична, риб'я, ложнокінська)

Тип Молюски

Брюхоногі (слизень, ставок, котушка)

Двостулкові (тридакна, устриці, мідії, перлини)

Головоногі (кальмари, восьминоги, каракатиці)

8) Тип голкошкірі

Морські лілії

Морські їжаки

Морські зірки

Морські огірки чи Голотурії

Тип Членистоногі

Ракоподібні (раки, краби, омари, лангусти, креветки, дафнії, циклопи)

Павукоподібні (скорпіони; сінокосці; павуки - фаланги, хрестоносці, каракурт, птахоїд; кліщі - тайговий, степовий, панцирний, коморний)

Комахи

Загони комах:

Тарганові

Прямокрилі (коники, сарана, капустянки, цвіркуни, кобилки)

Вухокрутки

Поденки

Бабки

Жуки або жорсткокрилі (колорадський, сонечко, вусач, голіаф, скарабей тощо)

Клопи або напівтвердококрилі (водяний скорпіон, гладиш, щитник, водомірка, постільний клоп, червоноклоп)

Метелики або лускокрилі (нічні - молі та денні - аполон, лимонниця, адмірал, ріпниця)

Рівнокрилі (цикадові, листоблошки, щитівки, попелиці)

Двокрилі (лісниці, кровососки, комарі, мошки, москіти, мухи, ктирі, оводи)

Перетинчастокрилі (Оса, джміль, шершень, пильщик, Мурахи, вершники, бджоли)

Тип Хордові

Підтип Безчерепні

Клас Ланцетники

Підтип Черепні або Хребетні

Клас Круглороті (міноги та міксини)

Риби - 2-камерне серце

Клас Хрящові риби (акули, скати, химерні)

Клас Кісткові риби:

Осетроподібні або кістково-хрящові (осетр, білуга, стерлядь, севрюга, калуга. Чорна ікра)

Оселедці (оселедець, шпроти, кілька. Тюлька. Сардини, івасі)

Лососеподібні (кета, горбуша, нерка, чавича, омуль, форель, ряпушка, сиг, сьомга, корюшка, голець, кижуч. Червона ікра)

Карпоподібні (пірання, сазан, в'юн, неон, лящ, чехонь, амур, вугор, короп, карась, плотва, лин)

Окунеподібні (судак, окунь, йорж, ставрида, скумбрія, зубатка, скалярія)

Двояко дихаючі риби - протоптер і рогозуб (без води переходять на легеневе дихання)

Давні кістепері риби (латимерія)

……………………………………………………………………………………………

Клас Земноводні або Амфібії

3-х камерне серце

Загін Безногі (цейлонський рибозмій та кільчаста черв'яга)

Загін Безхвості (жаби, жаби, квакші, жерлянки, часничниці)

Загін Хвостаті (саламандри, тритони, сирени, протей., аксолотль)

Клас Плазуни

3-х камерне серце з неповною перегородкою у шлуночку

Загін Лускаті (ящірки - жовтопузик, агама, ігуана, варан, хамелеон, летючий дракон, змії - удави, пітони, кобри, вужі, полоз, ефа, анаконда, гадюка)

Загін Черепахи (супова, шкіряста, середземноморська, далекосхідна, болотяна, сухопутні – слонова, павуча)

Загін Крокодили (алігатор китайський, алігатор каймановий, гавіаловий, нільський, міссісипський) 4-х камерне серце

Загін Клювоголові (гаттарію або туатару) в Новій Зеландії.

………………………………………………………………………………………………

Клас Птаха

Пінгвіни (імператорський, королівський)

Страусоподібні (африканський страус)

Нандуподібні (нанду в Південній Америці)

Казуароподібні (казуар та ему в Австралії)

Гусеподібні (гоголь, лебідь, кряква, качки, гуси, казарка.) Є куприкова залоза, змащують пір'я жиром із цієї залози.

Денні хижаки (орли, беркути, яструби, соколи, луні, грифи, шуліки, кондор, боривітра)

Сови (сова, пугач, сич.)

Курячі (тетерів, глухар, перепел, фазан, куріпка, рябчик, індички, цесарки)

Горобцеподібні (щігли, сойки, піночки, мухоловки, трясогузки, шпаки, синиці, ластівки, дрозди. Граки, горобці, стрижі, жайворонки, снігурі, козої). Найчисленніший загін (60% всіх птахів).

Голясті (журавлі, лелеки, чаплі, кваки)

Клас Ссавці або Звірі.

4-ох камерне серце (два передсердя і два шлуночки)

Підклас Яйцекладущі або Первозвірі

Загін Однопрохідні (качконіс, 2 види ехидн і 2 види ехидн)

Справжні звірі.

Загін Сумчасті (кенгуру, коала, опосум, сумчасті мурахоїди, вовки)

………………………………………………………………………………………

Загін Комахоїдні (їжаки, вихухоль, кріт, білозубка)

……………………………………………………………………………………………..

Загін Рукокрилі (крилани - великі, розмах крил до 180 см. Кажани - маленькі)

…………………………………………………………………………………………….

Загін Гризуни (родина Біличі – білка, бурундук, ховрах;

сімейство Боброві – бобри;

сімейство Мишачі - щури, хом'як, ондатра, миші)

………………………………………………………………………………………

Загін Зайцеподібні (заєць - русак, заєць - біляк, пищуха, кролик)

………………………………………………………………………………………………..

Загін Китоподібні

(підзагін Зубаті:

Сімейства – річкові дельфіни, дельфінові, кашалотові;

Підзагін Беззубі, або Вусаті:

Сімейства - Гладкі(гренландський, південний кит), Сірі, Полосатики (синій, сейвал)

…………………………………………………………………………………………………..

Загін Ластоногі (тюлені, моржі, морські котики, морські слони, сивучи,

морські леви, нерпи)

………………………………………………………………………………………………

Загін Хоботні (індійський слон, африканський слон)

………………………………………………………………………………………………….

Загін Хижі (сімейство Собачі - вовки, лисиці, єнотовидні собаки, песці, шакали; сімейство Ведмеді - бурий, чорний, або гімалайський, білий; сімейство Куньї - соболь, тхор, куниця, горностай, росомаха, борсук, видра; , леви, тигри.

……………………………………………………………………………………………………

Загін Парнокопитні - свині, барани, кози, антилопи, жирафи.

підзагін нежувальні (родини: Свині, Бегемоти, Пекарі)

підзагін жуйні (родини: Оленькові, Оленеві, Жирафові, Вилорогі, Пологі, Кабарги)

……………………………………………………………………………………………………

Загін Непарнокопитні

сімейства: Тапіри, Коні, Носороги.

……………………………………………………………………………………………………..

Загін Примати

Підторяд Напівмавпи - лемури, довгоп'яті, тупаї.

Підряд Вищі примати, або Мавпи:

Широконосі мавпи (гранки, ревуни, павукоподібні мавпи)

Вузьконосі (мавпи, макаки, ​​павіани, мадрили)

Людиноподібні (горили, орангутани, шимпанзе)

Мал. 7.2.1.Вірус тютюнової мозаїки(А – електронна мікрофотографія, Б – модель).

Вірусна частка ( віріон)складається з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), оточеної білковою оболонкою капсидом,що складається з капсомірів. Розміри віріону різних вірусів – від 15 до 400 нм (більшість видно лише в електронний мікроскоп).

Віруси мають такі характерні особливості:

не мають клітинної будови;

не здатні до зростання та бінарного поділу;

не мають власних метаболічних систем;

для їх відтворення потрібна лише нуклеїнова кислота;

використовують рибосоми клітини-господаря для утворення власних білків;

не розмножуються на штучних живильних середовищах і можуть існувати лише в організмі господаря;

не затримуються бактеріологічними фільтрами.

Віруси мікроорганізмів названі фагами.Так, існують бактеріофаги (віруси бактерій), мікофаги (віруси грибів), ціанофаги (віруси ціанобактерій). Фаги зазвичай мають багатогранну призматичну головку та відросток (Мал. 7.2.2.).

Мал. 7.2.2.Модель фага.

Головка покрита оболонкою з капсомерів і містить усередині ДНК. Відросток є білковим стрижнем, покритим чохлом зі спірально розташованих капсомерів. Через відросток ДНК з головки фага перетворюється на клітину уражуваного мікроорганізму. Після влучення фага бактерія втрачає здатність до поділу і починає виробляти не речовини своєї клітини, а частинки бактеріофага. У результаті клітинна стінка бактерії розчиняється (лізують), з неї виходять зрілі бактеріофаги. Лізувати бактерії здатний лише активний фаг. Недостатньо активний фаг може існувати у клітині мікроорганізму, не викликаючи лізису. При розмноженні ураженої бактерії можливий перехід інфікованого початку дочірні клітини. Фаги зустрічаються у воді, ґрунті та інших природних об'єктах. Деякі фаги використовують у генетичній інженерії, у медицині для профілактики захворювань.