Znaki i cechy wszystkich królestw żywej natury

Kiedy człowiek studiował przyrodę, konieczne stało się sklasyfikowanie wszystkich żywych istot. Arystoteles jako pierwszy przeprowadził taką klasyfikację, opisując 454 gatunki zwierząt i dzieląc cały świat na te z krwią i te bez.

A. Zwierzęta z krwią :

1. Żyworodne czworonogi z sierścią, ssaki;

2. Jajorodne czworonogi, czasem beznogie z łuskami na skórze gada;

3. Jajorodne dwunożne z piórami, ptaki latające;

4. Wieloryby żyworodne, beznogie, żyjące w wodzie i oddychające płucami;

5. Ryba jajowata, beznoga, o łuskach lub gładkiej skórze, żyjąca w wodzie i oddychająca skrzelami;

B. Zwierzęta bez krwi ;

1. Ciało miękkie, ciało miękkie, tworzy torbę, nogi na głowie to głowonogi;

2. Miękka skorupa, rogowa powłoka, miękkie ciało, duża liczba nóg, skorupiaki z czaszkowo-skórną, miękkie ciało pokryte twardą skorupą, beznogie (mięczaki, szkarłupnie, pąkle, żółwie);

3. Owady, ciało stałe pokryte jest nacięciami owadów, pajęczaków, robaków itp.

W XVI wieku angielski naukowiec E. Wotton rozszerzył Arystotelesowską klasyfikację organizmów żywych o dalsze grupowanie i łączenie ich w grupy według przypadkowych cech.

Klasyfikacja ta istniała bez zmian aż do XVIII wieku. aż do modernizacji dokonanej przez Karla Lineusa. Klasyfikował rośliny i zwierzęta według ich widocznych właściwości anatomicznych. Podobnie jak inni naukowcy tamtych czasów, Linneusz wierzył, że różne żywe organizmy zostały kiedyś stworzone i nigdy się nie zmieniły. Do początków XIX w. najwyższą rangą w hierarchii kategorii taksonomicznych była klasa. Było to w zupełności wystarczające, biorąc pod uwagę stosunkowo niski poziom szczegółowości charakterystycznego dla tamtych czasów systemu. W systemie Karola Linneusza istniało tylko sześć klas:

1. Ssaki;

2. Ptaki;

3. Gady;

4. Ryby;

5. Owady;

6. Robaki.

Należy pamiętać, że zasięg tych grup był nieco inny niż obecnie jest to w zwyczaju. Na przykład „gady” obejmowały nie tylko gady i płazy, ale także niektóre ryby, „owady” obejmowały wszystkie stawonogi, a „robaki” były prawdziwym śmietnikiem, utworzonym zgodnie z zasadą szczątkową (wyrażenie „robaki Linneusza” w żargonie zoologicznym przez długi czas stał się synonimem grupy, której system jest w stanie chaotycznym i wymaga poważnego przetworzenia).

Na przełomie XVIII i XIX w. liczba klas zaczęła stopniowo wzrastać. Wynikało to z faktu, że w wyniku porównawczych badań anatomicznych tzw. „niższych zwierząt” (owadów Linneusza i głównie robaków) przyrodnicy odkryli znaczną różnorodność organizacji. Od owadów izolowano skorupiaki, pajęczaki i pąkle (przez długi czas ta grupa skorupiaków nie znajdowała dla siebie miejsca w systemie). Z robaków - mięczaków, „zoofitów” (rośliny zwierzęce - głównie koelenteraty), „rzęsków” (prawie wszystkie mikroskopijne bezkręgowce).

Ujednolicenie klas zwierząt w większe grupy jest zasługą francuskiego przyrodnika Georgesa Cuviera (1769-1832), który zaproponował system, w myśl którego wszystkie znane klasy rozdzielono na cztery grupy, które nazwał gałęziami (francuskie rozgałęzienie). Te cztery grupy to:

1. Kręgowce;

2. Przegubowy (francuski: animaux articulées);

3. Mięczaki (francuski: animaux mollusques);

4. Promienny (francuski: animaux rayonnées).

Statyczna koncepcja Lineana ma obecnie jedynie znaczenie historyczne, ale katalog Linneusza nadal ma wielką wartość naukową, stanowiąc główną podstawę współczesnej klasyfikacji organizmów. Zasadniczo pozostaje niezmieniony poza szczegółami, a ponadto jest napisany po łacinie, tym niemal powszechnym języku uczonych. Nazwa każdego rodzaju organizmu w tym katalogu składa się z dwóch słów. Pierwsze słowo oznacza szersze pojęcie - rodzaj, drugie, węższe - gatunek. Na przykład zając biały to Lepus timidus, gdzie Lepus (zając) oznacza nazwę rodzaju, a timidus (tchórzliwy) oznacza nazwę gatunku. Później opisano inny gatunek - zając brunatny - Lepus europaeus (zając europejski). Z tych nazw jasno wynika, że ​​​​mówimy o dwóch różnych gatunkach należących do tego samego rodzaju.

Większe podziały sukcesywnie nakładają się na kategorie stosowane przez Linneusza. Zatem dwa lub więcej spokrewnionych gatunków tworzy rodzaj, dwa lub więcej spokrewnionych rodzajów tworzy rodzinę, dwie lub więcej rodzin tworzy rząd, dwa lub więcej rzędów tworzy klasę, dwie lub więcej klas tworzy typ. Dwa lub więcej typów tworzy królestwo, największą kategorię, ponieważ trzy królestwa obejmują odpowiednio wszystkie organizmy jednokomórkowe, rośliny i zwierzęta.

Wraz z rozwojem taksonomii zwierząt wzrosła liczba gatunków opisanych naukowo. Arystoteles opisał 454 gatunki, Lineus – 4208, Gmelin – 18338 gatunków. Na początku XIX wieku. Opisano około 50 tysięcy gatunków, a na początku XX wieku. około miliona gatunków. Obecnie, według najdokładniejszych szacunków, żyje około 1,6 miliona gatunków. Spośród nich 860 000 to owady, 350 000 to rośliny, 8600 to ptaki, a tylko 3200 to ssaki. Większość pozostałych gatunków, około 300 000, to bezkręgowce morskie. Łączna liczba – 1,5 miliona – obejmuje tylko te gatunki, których opisy opublikowali naukowcy. Uważa się, że kilka razy więcej gatunków nie zostało jeszcze opisanych. Niektórzy naukowcy szacują, że obecnie istnieje około 8,7 miliona gatunków organizmów eukariotycznych (plus minus 1,3 miliona). Liczba ta nie obejmuje gatunków wymarłych, znanych jedynie ze skamieniałości. Na podstawie liczby opisanych już gatunków kopalnych szacuje się, że całkowita liczba gatunków wymarłych, które kiedykolwiek żyły w ciągu ponad trzech miliardów lat życia na Ziemi, waha się od 50 milionów do 4 miliardów.

Według naukowców w oceanach żyje 2,2 miliona gatunków, na lądzie 6,5 miliona. Na planecie żyje tylko około 7,77 miliona gatunków zwierząt, 611 tysięcy grzybów, 300 tysięcy roślin. Rośliny są ze wszystkich najszczęśliwsze. : z nich Opisano 72% gatunków, zwierzęta – 12%, grzyby – tylko 7%.

Tabela 1. Liczba gatunków żyjących na naszej planecie

We współczesnej biologii świat żywy ma złożoną strukturę hierarchiczną. Obecnie istnieje kilka rodzajów klasyfikacji wszystkich żywych istot, ale ogólnie opierają się one na zasadzie ewolucjonizmu.

Według jednej klasyfikacji zaproponowanej w 1990 roku przez Carla Woese, najwyższą rangą grupy organizmów jest. Istnieją trzy domeny:

Archeony,eubakterie, Eukarionty.

Najbardziej radykalna różnica między tą klasyfikacją a poprzednimi systemami polegała na tym, że bakterie (prokarioty) podzielono na dwie grupy (archeony i eubakterie), z których każda była równoważna eukariontom.

Według innych klasyfikacji istnieją alternatywne systemy grup najwyższego poziomu (rangi), na przykład:

System, w którym organizmy żywe są podzielone na dwa imperia (lub):

Eukarionty I Prockaryot(Prokariota) , a te ostatnie odpowiadają archeonom i eubakteriom systemu Woese.

Prokaryota (Prokaryota lub Monera) , Protiści(Protista) , Gryba(Grzyby) , R astenia(Rośliny) I IZwierząt(Zwierzęta) , z odpowiadającymi sobie czterema ostatnimi królestwami imperia Lub domena eukarionty.

Dalszy podział (taksonometria) istot żywych jest taki sam we wszystkich klasyfikacjach – – / – / – / – – – – – / – / – / – – – – – – – – – – – – – –

Do połowy XX wieku. Świat organiczny został podzielony tylko na dwa królestwa - rośliny i zwierzęta. Dopiero wraz z rozwojem mikroskopii elektronowej i biologii molekularnej w połowie XX wieku. rozpoczęła się zasadnicza restrukturyzacja całego systemu taksonów wyższych. Zasadnicze znaczenie miało ustalenie faktu, że bakterie, sinice (niebieskie algi) i niedawno odkryte archaebakterie znacznie różnią się od wszystkich innych żywych istot.

Nie mają prawdziwego jądra, a materiał genetyczny w postaci kolistej nici DNA leży swobodnie w nukleoplazmie i nie tworzy prawdziwych chromosomów. Wyróżnia je także brak wrzeciona mitotycznego (podział niemitotyczny), mikrotubul, mitochondriów i centrioli. Organizmy te nazywane są przedjądrowymi lub prokariotami. Wszystkie inne organizmy (jednokomórkowe i wielokomórkowe) mają prawdziwe jądro otoczone błoną. Materiał genetyczny jądra zawarty jest w chromosomach zawierających DNA, RNA i białka, zwykle występują różne formy mitozy, a także uporządkowane mikrotubule, mitochondria i plastydy. Takie organizmy nazywane są jądrowymi lub eukariontami. Różnice między prokariotami i eukariontami są tak znaczące, że w systemie organizmów dzielą się one na superkrólestwa.

Według współczesnych poglądów prokarioty wraz z przodkami eukariontów - ukariontami należą ewolucyjnie do najstarszych organizmów. Superkrólestwo prokariotów składa się z dwóch królestw - bakterii (w tym cyjanobakterii) i archebakterii. Sytuacja jest bardziej skomplikowana w przypadku znacznie bardziej zróżnicowanego superkrólestwa eukariontów. Składa się z trzech królestw - zwierząt, grzybów i roślin. Królestwo zwierząt obejmuje podkrólestwa pierwotniaków i zwierząt wielokomórkowych. Duże kontrowersje budzi zakres podkrólestwa pierwotniaków, wielu zoologów zalicza do niego także część glonów jądrzastych i grzybów niższych. Pierwotniaki to jednokomórkowe organizmy eukariotyczne o mikroskopijnych rozmiarach. Pierwotniaki nie mają jednego planu strukturalnego i ogólnie charakteryzują się dużymi różnicami, a nie jednością. Według różnych źródeł ich liczba waha się od 40 do 70 tysięcy gatunków, a fauna pierwotniaków nie została wystarczająco zbadana.

Międzynarodowy Komitet Taksonomii Pierwotniaków zidentyfikował (1980) siedem typów tych organizmów i ta klasyfikacja jest ogólnie przyjęta. Podkrólestwo zwierząt wielokomórkowych obejmuje organizmy o różnorodnej strukturze - blaszkowate, gąbkowe, koelenteraty, robaki, struny itp. Jednak wszystkie charakteryzują się podziałem funkcji między różnymi grupami komórek.

Rośliny to królestwo organizmów autotroficznych, które charakteryzują się zdolnością do fotosyntezy i obecnością gęstych ścian komórkowych, składających się zwykle z celulozy; skrobia służy jako substancja rezerwowa.

Królestwo grzybów obejmuje organizmy zwane niższymi eukariontami. O wyjątkowości grzybów decyduje połączenie cech zarówno roślin (nieruchomość, nieograniczony wzrost wierzchołkowy, zdolność do syntezy witamin, obecność ścian komórkowych), jak i zwierząt (heterotroficzny sposób odżywiania, obecność chityny w ścianach komórkowych, rezerwa węglowodany w postaci glikogenu, tworzenie mocznika, struktura cytochromu).

Duże podobieństwo w budowie komórek eukariotycznych można wytłumaczyć faktem, że pochodzą one od wspólnego przodka, który miał wszystkie główne cechy organizmów jądrowych. Kim był ten przodek: organizm autotroficzny, czyli roślina, czy organizm heterotroficzny, czyli zwierzę? Naukowcy mają różne opinie. Niektórzy uważają, że pierwszymi organizmami jądrowymi były rośliny, z których wyewoluowały grzyby i zwierzęta. Inni uważają, że pierwszymi organizmami jądrowymi były zwierzęta, które wywodziły się z przedjądrowych heterotrofów, a następnie dały początek grzybom i roślinom.

Należy zauważyć, że zwolennicy obu hipotez uznają bezpośredni związek królestwa roślin i zwierząt. Oznacza to, że początkowo różnice między roślinami i zwierzętami były niewielkie, jednak w trakcie dalszej ewolucji coraz bardziej się zwiększały. Przyczyna stopniowej rozbieżności w procesie ewolucji zwierząt i roślin leży w głównej różnicy między nimi, a mianowicie w naturze metabolizmu: pierwsze to heterotrofy, drugie to autotrofy. Związki nieorganiczne, którymi żywią się rośliny, są rozproszone w ich bezpośrednim sąsiedztwie (w wodzie, glebie, atmosferze). Dlatego rośliny mogą żerować, prowadząc stosunkowo nieruchomy tryb życia. Zwierzęta potrafią syntetyzować substancje organiczne wyłącznie z substancji organicznych zawartych w ciałach innych organizmów, co determinuje ich mobilność.

Do innych ważnych cech zwierząt należy aktywny metabolizm i w związku z tym ograniczony wzrost ciała, a także rozwój w procesie ewolucji różnych układów narządów funkcjonalnych: mięśniowego, trawiennego, oddechowego, nerwowego i narządów zmysłów. Komórki zwierzęce, w przeciwieństwie do roślin, nie mają twardej (celulozowej) błony.

Jednak granice między trzema królestwami eukariotycznymi są przedmiotem kontrowersji i dopiero przyszłe badania mogą wyjaśnić tę kwestię.

Dlatego nie stworzono ogólnie przyjętego systemu organizmów, dlatego liczba typów (podziałów) jest różna u różnych autorów. Na przykład R. Zittaker w 1969 roku zaproponował wyróżnienie czwartego królestwa eukariontów - królestwa protistów, do którego zaliczały się pierwotniaki, euglenovae, złote algi, algi pirofityczne, a także hyphochytridiomycetes i plazmodiofory, zwykle klasyfikowane jako grzyby.

Przykładami współczesnego, ogólnie przyjętego systemu organizmów są systemy A. L. Takhtadzhyana (1973), L. Margelisa (1981). Na podstawie danych przedstawionych w tych pracach układ organizmów żywych przedstawiono w następującej postaci.

A. Superkrólestwo Organizmy przedjądrowe, czyli Prokarioty:

I. Królestwo bakterii.

1. Bakterie Podkrólestwa.

II. Królestwo Archebakterii.

B. Overkingdom Organizmy jądrowe, czyli eukarionty:

I. Królestwo zwierząt.

• 1. Pierwotniaki podkrólestwa.
• 2. Podkrólestwo wielokomórkowe.

II. Królestwo Grzybów.

III. Królestwo Roślin:

• 1. Podkrólestwo Bagryanka.
• 2. Podkrólestwo Prawdziwe algi.
• 3. Podkrólestwo Roślin.

Oprócz ewolucyjnego, istnieją inne kierunki współczesnej taksonomii. Taksonomia numeryczna (numeryczna) polega na numerycznym przetwarzaniu danych, nadając każdej cesze użytej do wprowadzenia do systemu określoną wartość ilościową. Klasyfikacja opiera się na stopniu różnic pomiędzy poszczególnymi organizmami w zależności od obliczonego współczynnika.

Systematyka kladystyczna określa rangę taksonów w zależności od kolejności wyodrębniania się poszczególnych gałęzi (kladonów) na drzewie filogenetycznym, nie przywiązując wagi do zakresu zmian ewolucyjnych w którejkolwiek grupie. Zatem wśród kladystów ssaki nie stanowią niezależnej klasy, ale takson podległy gadom.

Jednak główną najpowszechniejszą metodą taksonomii pozostaje porównawcza morfologia.

Współczesna taksonomia określa także miejsce człowieka w systemie organizmów, co ma głębokie znaczenie filozoficzne dla zrozumienia relacji człowieka z przyrodą żywą. To już nie jest Homo duplex – człowiek podwójny, jak nazywano ludzi w XVII-XVIII wieku, ale Homo sapiens – człowiek rozsądny. Krótko mówiąc, w systemie natury żywej osoba ma następujący adres.

Eukarionty Superkrólestwa.

Królestwo zwierząt.

Podkrólestwo Wielokomórkowe.

Typ Chordata.

Podtyp Kręgowce.

Superklasa Czworonogi lądowe.

Klasa Ssaki.

Podklasa Prawdziwe zwierzęta (żyworodne).

Łożysko Infraklasy.

Zamów naczelne (małpy).

Podrząd Małpy wąskonose.

Rodzina Ludzie (Hominidy).

Rodzaj Człowiek (Homo).

Gatunek Homo sapiens.

Pod koniec XX wieku, na styku systematyki i biochemii kwasów nukleinowych i białek, powstała nowa dziedzina wiedzy o przyrodzie żywej – systematyka genów. Termin ten został zaproponowany w 1974 roku przez krajowego biochemika A. S. Antonowa. Otworzyła się jakościowo nowa perspektywa tworzenia naturalnych systemów świata żywego. Okazało się, że różnice w liczbie, częstotliwości występowania i kolejności ułożenia nukleoidów w DNA różnych organizmów są specyficzne gatunkowo.

Pod koniec 1970 roku rozpoczął się nowy etap w historii systematyki genów: cząsteczki i białka rybosomalnego RNA, najstarsze cząsteczki informacyjne, zostały włączone do „molekularnych dokumentów ewolucji”. Za pomocą specjalnej metody można określić skład i położenie sekwencji nukleotydowych w cząsteczce RNA, zestawić bank danych, przeprowadzić obróbkę komputerową i wyprowadzić specjalny współczynnik podobieństwa wskazujący stopień pokrewieństwa taksonów.

Jednak badając strukturę DNA i RNA, nie udało się jeszcze przywrócić sekwencji przodków i potomków w historycznym rozwoju gatunku. taksonomia, klasyfikacja przyrodnicza

Badania serologiczne mają ogromny wpływ na taksonomię. Jednym z pierwszych, którzy wykorzystali je do wyjaśnienia systematycznej pozycji taksonów, był Nuttal i jego współpracownicy. Na przykład niektórzy zoologowie uważali, że istnieje ścisły związek między myszami, wiewiórkami i bobrami z jednej strony a zającami i królikami z drugiej. Inni taksonomowie klasyfikowali króliki i zające jako odrębny rząd, nie klasyfikując ich jako gryzoni. Wyniki analiz serologicznych potwierdziły słuszność tej drugiej teorii i obecnie wyróżnia się dwa odrębne rzędy – gryzonie i zajęczaki.

Biorąc pod uwagę organizmy kopalne i współczesne, system świata organicznego obejmuje od 4 do 26 królestw, od 33 do 132 typów i od 100 do 200 klas (I.A. Mikhailova, O.B. Bondarenko, 1999).

Do połowy XX wieku. Opisano około 2 milionów gatunków organizmów żywych (ich całkowitą liczbę szacuje się na kilka milionów). Przyjmuje się, że od początków kambru, tj. W ciągu około 600 milionów lat wymarło około 99,9% gatunków żyjących na Ziemi. W rezultacie ich całkowita liczba, biorąc pod uwagę gatunki paleontologiczne, wynosi około 2 miliardów.

Różnorodność gatunkowa (liczba gatunków w taksonie) jest powiązana z wielkością organizmów (patrz ryc. 27). U zwierząt największą liczbę gatunków stanowią te, których długość ciała mieści się w przedziale 1 – 10 mm. Zwierzęta o długości ciała co najmniej 10 mm charakteryzują się wyraźną tendencją do zmniejszania się różnorodności gatunkowej wraz ze wzrostem wielkości. W szczególności trzykrotny wzrost długości ciała odpowiada około 10-krotnemu zmniejszeniu liczby gatunków (R. May, 1981).

W taksonomii wykorzystuje się następujące kategorie: pierwsza – Królestwo (Regnum) jako najwyższa kategoria taksonomiczna uznawana przez aktualnie obowiązujące Międzynarodowe Kodeksy Nomenklatury Botanicznej i Zoologicznej. Jednakże

Ryż. 27.

(wg: R. May, 1981) W ostatnim czasie uznano za celowe wyodrębnienie taksonów wyższej rangi – superkrólestw lub domen (Super-regnum), które łączy imperium – „Życie”. Zgodnie z wynikami badań biologii molekularnej imperium dzieli się na trzy domeny - eukarionty, archeony i bakterie. Dwie ostatnie domeny należą do prokariotów. Prawdopodobnie brały udział w powstaniu komórek eukariotycznych (patrz „Hipoteza symbiogenezy” w rozdziale 2 tego podręcznika). Współczesne superkrólestwo eukariontów dzieli się na trzy królestwa - zwierząt, grzybów i roślin.

Hierarchia królestw jest uszeregowana według kolejności malejących kategorii - podkrólestwo (subregnum), typ (typ), klasa (classis), porządek (ordo), rodzina (familia), rodzaj (rodzaj), pogląd ( gatunek). Oprócz tych kategorii stosowane są również kategorie pośrednie - podrząd (subordo), nadklasa (superclassis), podklasa (podklasa), superfamilia (superfamilia), podrodzina (subfamilia), plemię (tribus), podrodzaj (podrodzaj) i podgatunek (podgatunek) . Końcówki „oidea” używa się w nazwach nadrodzin, „idae” w przypadku rodzin, „inae” w przypadku podrodzin i „ini” w przypadku plemion. Według niektórych podejść typ w królestwie zwierząt odpowiada podziałowi w królestwie roślin.

Gatunek, będący główną jednostką strukturalną w układzie organizmów żywych, okazuje się niewystarczający do określenia rang tworzących go grup. Pomiędzy kategoriami „gatunek” i „rasa” istnieją formy pośrednie. Należą do nich na przykład etapy przejściowe różnicowania między rasami geograficznymi a gatunkami allopatycznymi lub między rasami allopatrycznymi a gatunkami sympatrycznymi. Te grupy pośrednie są połączone ze sobą różnymi poziomami przepływu genów, co determinuje pośredni charakter zmienności między nimi. W obrębie tych grup może powstać mieszanina cech podobnych do rasowych i gatunkowych. W jednej części zasięgu gatunku grupy mogą istnieć sympatycznie, bez krzyżowania się, w innej - alotrycznie, ale krzyżować się w niektórych miejscach kontaktu. Takie grupy są klasyfikowane jako podgatunki. V. Grant (1980) nazwał je „półgatunkami”.

Kategoria „podgatunek”, ze względu na złożoność określenia jej granic, budowy genotypowej i pochodzenia, nie jest powszechnie akceptowana w taksonomii, ale jest szeroko stosowana. Podgatunki obejmują zbiory izolowanych populacji gatunku, w których większość osobników różni się jedną lub większą liczbą cech od osobników z innych populacji tego samego gatunku. Łacińską nazwę podgatunku tworzy się przez dodanie trzeciego słowa (epitetu podgatunkowego) do nazwy gatunku. Na przykład jeleń szlachetny (Cervus elaphus), szeroko rozpowszechniony w Europie i Azji, tworzy na tych terytoriach wiele podgatunków. Jego podgatunek środkowoeuropejski (S. e. hippelaphus), na górzystym Krymie - Krymie ( S.e. brauneri), na Kaukazie - kaukaski ( S.e. morał), w górach Ałtaj i Sajany - Ałtaj maral (S. sibiricus), u Tien Shan i Dzungarian Alatau - jeleń Tien Shan (S.e.xanthopygos), na terytoriach Transbaikalia, Amur i Ussuri - jeleń szlachetny (Se bactrianus).

Większość współczesnych klasyfikacji świata organicznego wykorzystuje metodę kladystyczną, opartą na konstrukcji drzewa genealogicznego. Opiera się na stopniu pokrewieństwa bez uwzględnienia sekwencji geochronologicznej. Pokrewieństwo rodowodowe określa się metodami badań embriologicznych, cytologicznych, genetycznych i innych, które odzwierciedlają poziomy ewolucji i stopień pokrewieństwa. Jednak bez uwzględnienia informacji paleontologicznych (geochronologii) nie da się skonstruować systemu filogenetycznego świata organicznego.

Do chwili obecnej nie stworzono ogólnie przyjętej taksonomii. Jest on stale aktualizowany zgodnie z rozwojem biologii (tabela 14). Wiążą się z tym różne podejścia do liczby wyróżnianych królestw, podkrólestw i typów (podziałów). Dlatego system świata organicznego wyraża się w formie drzewa genealogicznego, którego gałęzie łączą relacje pokrewieństwa odpowiadające poszczególnym taksonom, lub jako lista nazw taksonów przedstawiona w hierarchicznej kolejności (patrz „Kierunki i wzorce ewolucji” w rozdziale 6 tego podręcznika).

Tabela 14

Rozwój taksonomii

* I.A. Michajłow i O.B. Bondarenko (1999) wyróżnia królestwa bakterii i sinic w domenie prokariotów

Od czasów Arystotelesa wszyscy przyrodnicy i przyrodnicy gromadzili zbiory i informacje o organizmach. Jednym z istotnych rezultatów takich działań był podział organizmów na grupy, co ułatwiło ich badanie.

Przykłady na zdjęciu: 1. sinice; 2. perydyna; 3. euglenowate; 4. okrzemki; 5. chlamydomony; 6. wodorosty; 7. odontalia; 8. papirus; 9. ryzofora; 10. półpasiec; 11. foka; 12. pelikan; 11. byk.

Naukowcy podzielili całe życie na planecie na grupy w oparciu o powiązane cechy. Pięć największych grup nazywa się królestwami.

Kategorie taksonomiczne

Definiowanie i umieszczanie różnych grup organizmów w systemie jest głównym zadaniem taksonomii (greckie „taksówki” - porządek + prawo „nomos”). Ponadto taksonomia określa zasady, według których dany organizm należy zaliczyć do dowolnej grupy, co również jest jednym z zadań nauk przyrodniczych.

Taksonomia nie stawia sobie za zadanie identyfikowania praw przyrody w formie jednoznacznej, jej cel jest inny – podział wielu organizmów na grupy, czyli stworzenie systemu i porządku, innymi słowy sposobu, w jaki jest to wygodniejsze dla ludzi dostrzec całą różnorodność organizmów żywych.

Ponieważ system klasyfikacji organizmów jest tworzony przez człowieka, nie ma ustalonej raz na zawsze metody klasyfikacji. Zamiast tego istnieje dość duża liczba systemów podziału organizmów na królestwa, stosowanych przez różnych taksonomów. System, w którym wszystkie organizmy są podzielone na pięć królestw, jest prawdopodobnie jednym z najprostszych.

We współczesnej klasyfikacji pięciu królestw trzy to organizmy wielokomórkowe, a pozostałe dwa to organizmy jednokomórkowe. Według tego systemu każdy organizm wielokomórkowy jest jednym z nich zakład (Planty), Lub Grzyb (Grzyby), Lub Zwierząt (Animalia). Jest oczywiste, że królestwami są rośliny, grzyby i zwierzęta. W związku z tym może to być organizm jednokomórkowy , Lub Monera (Mopeyra).

Najbardziej reprezentatywnym królestwem jest . Obejmuje to wszystkie organizmy, które żywią się przygotowanymi związkami organicznymi (roślinami lub innymi zwierzętami).

Należą do nich głównie organizmy wielokomórkowe, które nie są zdolne do samodzielnego poruszania się. Rośliny wykorzystują fotosyntezę, wykorzystując energię światła słonecznego, do przekształcania substancji nieorganicznych w organiczne.

Tworzą je organizmy niebędące ani zwierzętami, ani roślinami – są to np. pleśnie, grzyby jadalne i trujące.

(łac. „protos” - pierwotny) obejmuje pierwotniaki. Królestwo protistów (eukariontów) obejmuje mikroskopijne, zwykle jednokomórkowe organizmy, które mają jądro w komórkach. Protisty rzeczywiście można w pewnym sensie uznać za „pierwsze”, choćby dlatego, że są najstarszymi i w pewnym sensie najprostszymi eukariontami. Mają jądro, a komórka może być bardzo złożona, ale jako cały organizm są nadal prostsze niż rośliny, grzyby czy zwierzęta. Przykładem pierwotniaka jest ameba. Ameba to jednokomórkowy eukariont, który stale zmienia kształt swojego ciała. W tym przypadku ameba porusza się z powodu zmian w kształcie ciała. Najbardziej znanymi protistami są okrzemki (algi okrzemkowe), perydyny i euglenaceae oraz inne glony wiciowate.

Królestwo Monera- jedyne królestwo, które obejmuje bakteria, a także inne prokarioty. Komórki prokariotyczne nie mogą mieć wystarczająco złożonej struktury, nie mogą też tworzyć organizmów wielokomórkowych lub, mówiąc w przenośni, pozostawione same sobie (gr. „mono” – jeden, pojedynczy). Bakteriom i innym monomerom zawsze brakuje organelli utworzonych przez pęcherzyki błonowe, takich jak mitochondria czy aparat Golgiego. Tym samym monery charakteryzują się zupełnie odmiennymi cechami anatomii i fizjologii komórkowej.

Prokarioty obejmują mikroskopijne, zwykle jednokomórkowe organizmy bez jądra komórkowego. Oprócz samych bakterii (gronkowce, vibrios, spirilla itp.) Do królestwa Monera często zaliczają się niebiesko-zielone algi (cyjany), prymitywne glony jednokomórkowe.

Pomimo niewielkich rozmiarów komórki i względnej prostoty organizacji strukturalnej, częstość występowania bakterii (i innych monomerów) jest bardzo wysoka. Stanowią większość biomasy Ziemi („waga życiowa”). Wszystkie bakterie na planecie ważą więcej niż wszystkie słonie, wieloryby, ludzie i robaki razem wzięte!

Życie na Ziemi powstało w oceanie. Dlatego w wodzie znajdują się przedstawiciele wszystkich pięciu królestw żywej przyrody, wszystkich rodzajów zwierząt i wielu działów roślin. W procesie ewolucji wiele z nich opuściło środowisko wodne, a następnie ponownie do niego wróciło.

Kolejnym poziomem klasyfikacji są typy (w zakładach – podziały).

Główną kategorią systematyki biologicznej są gatunki. Każdy gatunek (na przykład Homo sapiens) ma podwójną nazwę łacińską, składającą się z nazwy rodzajowej i szczegółowej. Nazwę rodzajową pisze się wielką literą, nazwę szczegółową małą literą.

Przyjrzyjmy się teraz bardziej szczegółowo systematyce biologicznej. Kategorie taksonomiczne systematyki biologicznej reprezentują następującą hierarchię:

Królestwo(regnum);

typ(gromada);

podtyp(podtyp);

Klasa(klasy);

podklasa(podklasa);

drużyna(w roślinach - porządek) (ordo);

podrzędny(subordo);

rodzina(nazwisko);

podrodzina(podrodzina);

rodzaj(rodzaj);

podrodzaj(podrodzaj);

pogląd(gatunek);

podgatunek(podgatunek);

różnorodność(odmiany);

formularz(forma).

W taksonomii przyjęto zasadę, że każdemu gatunkowi nadawana jest unikalna nazwa łacińska składająca się z dwóch słów. Pierwsze słowo to nazwa rodzaju, jest to rzeczownik i jest pisane wielką literą, a drugie słowo to specyficzny epitet - przymiotnik pisany małą literą. Na przykład współczesny człowiek nazywany jest Homo sapiens – człowiekiem rozsądnym. Być może osoby, jeśli spojrzysz na to, jak się zachowuje i jakie problemy się z tym wiążą, nie zawsze można nazwać inteligentną, ale jest to tylko biologiczna nazwa jedynego żyjącego gatunku z rodzaju Homo. Z zapisu kopalnego znamy także inne (obecnie wymarłe) gatunki z rodzaju Homo: na przykład Homo habilis i Homo erectus.

Obecnie w organicznym świecie Ziemi żyje około 1,5 miliona gatunków zwierząt, 0,5 miliona gatunków roślin i około 10 milionów mikroorganizmów. Niemożliwe jest badanie takiej różnorodności organizmów bez ich usystematyzowania i klasyfikacji.

Wielki wkład w stworzenie taksonomii organizmów żywych wniósł szwedzki przyrodnik Carl Linnaeus (1707-1778). Klasyfikację organizmów oparł na zasada hierarchii, lub podporządkowania i przyjął jako najmniejszą jednostkę systematyczną pogląd. Zaproponowano nazwę gatunku nomenklatura binarna, zgodnie z którą każdy organizm został zidentyfikowany (nazwany) poprzez swój rodzaj i gatunek. Zaproponowano nadanie nazw taksonom systematycznym w języku łacińskim. Na przykład kot domowy ma nazwę systematyczną Felis domowy. Podstawy systematyki Linneusza zachowały się do czasów współczesnych.

Współczesna klasyfikacja odzwierciedla powiązania ewolucyjne i więzi rodzinne między organizmami. Zasada hierarchii zostaje zachowana.

Pogląd- jest to zbiór osobników o podobnej budowie, mających ten sam zestaw chromosomów i wspólne pochodzenie, swobodnie krzyżujących się i wydających płodne potomstwo, przystosowanych do podobnych warunków życia i zajmujących określony obszar.

Obecnie w taksonomii stosuje się dziewięć głównych kategorii systematycznych: imperium, superkrólestwo, królestwo, typ, klasa, rząd, rodzina, rodzaj, gatunek (Schemat 1, Tabela 4, Ryc. 57).

Wszystko opiera się na obecności zaprojektowanego jądra organizmy komórkowe dzielą się na dwie grupy: prokarioty i eukarionty.

Prokarioty(organizmy bezjądrowe) - organizmy prymitywne, które nie mają jasno określonego jądra. W takich komórkach wyróżnia się jedynie strefę jądrową zawierającą cząsteczkę DNA. Ponadto komórkom prokariotycznym brakuje wielu organelli. Mają tylko zewnętrzną błonę komórkową i rybosomy. Do prokariotów zaliczają się bakterie.

Eukarionty- organizmy prawdziwie jądrowe, mają jasno określone jądro i wszystkie główne elementy strukturalne komórki. Należą do nich rośliny, zwierzęta i grzyby.

Tabela 4

Przykłady klasyfikacji organizmów

Oprócz organizmów, które mają strukturę komórkową, istnieją również niekomórkowe formy życia - wirusy I bakteriofagi. Te formy życia reprezentują rodzaj grupy przejściowej pomiędzy przyrodą żywą i nieożywioną.

Ryż. 57. Nowoczesny system biologiczny

* Kolumna reprezentuje tylko niektóre, ale nie wszystkie, istniejące kategorie systematyczne (typy, klasy, rzędy, rodziny, rodzaje, gatunki).

Wirusy odkrył w 1892 roku rosyjski naukowiec D.I. Iwanowski. W tłumaczeniu słowo „wirus” oznacza „truciznę”.

Wirusy składają się z cząsteczek DNA lub RNA pokrytych otoczką białkową, a czasami dodatkowo błoną lipidową (ryc. 58).

Ryż. 58. Wirus HIV (A) i bakteriofag (B)

Wirusy mogą występować w postaci kryształów. W tym stanie nie rozmnażają się, nie wykazują żadnych oznak życia i mogą przetrwać przez długi czas. Jednak po wprowadzeniu do żywej komórki wirus zaczyna się namnażać, tłumiąc i niszcząc wszystkie struktury komórki gospodarza.

Wnikając do komórki, wirus integruje swój aparat genetyczny (DNA lub RNA) z aparatem genetycznym komórki gospodarza i rozpoczyna się synteza białek wirusowych i kwasów nukleinowych. Cząsteczki wirusa gromadzą się w komórce gospodarza. Poza żywą komórką wirusy nie są zdolne do reprodukcji i syntezy białek.

Wirusy powodują różne choroby roślin, zwierząt i ludzi. Należą do nich wirusy mozaiki tytoniu, grypy, odry, ospy, polio, ludzki wirus niedoboru odporności (HIV), wyzywający Choroba AIDS.

Materiał genetyczny wirusa HIV prezentowany jest w postaci dwóch cząsteczek RNA i specyficznego enzymu odwrotnej transkryptazy, który katalizuje reakcję syntezy wirusowego DNA na macierzy wirusowego RNA w ludzkich komórkach limfocytowych. Następnie wirusowy DNA integruje się z DNA ludzkich komórek. W tym stanie może pozostać przez długi czas bez manifestowania się. Dlatego przeciwciała we krwi osoby zakażonej nie powstają od razu i na tym etapie trudno jest wykryć chorobę. W procesie podziału komórek krwi DNA wirusa przekazywane jest komórkom potomnym.

W każdych warunkach wirus ulega aktywacji i rozpoczyna się synteza białek wirusowych, a we krwi pojawiają się przeciwciała. Wirus atakuje przede wszystkim limfocyty T, które są odpowiedzialne za wytwarzanie odporności. Limfocyty przestają rozpoznawać obce bakterie i białka oraz wytwarzać przeciwko nim przeciwciała. W rezultacie organizm przestaje walczyć z jakąkolwiek infekcją, a osoba może umrzeć z powodu jakiejkolwiek choroby zakaźnej.

Bakteriofagi to wirusy infekujące komórki bakteryjne (zjadacze bakterii). Ciało bakteriofaga (patrz ryc. 58) składa się z głowy białkowej, w środku której znajduje się wirusowy DNA, oraz ogona. Na końcu ogona znajdują się wyrostki ogonowe, które służą do przyczepienia się do powierzchni komórki bakteryjnej oraz enzym niszczący ścianę bakteryjną.

Przez kanał w ogonie DNA wirusa jest wstrzykiwany do komórki bakteryjnej i hamuje syntezę białek bakteryjnych, zamiast tego syntetyzowany jest DNA i białka wirusowe. W komórce gromadzą się nowe wirusy, które opuszczają martwą bakterię i atakują nowe komórki. Bakteriofagi można stosować jako leki przeciwko patogenom chorób zakaźnych (cholera, dur brzuszny).

| |
8. Różnorodność świata organicznego§ 51. Bakterie. Grzyby. Porosty