Лекція № 11

Роль одноклітинних організмів у природі й житті людини

Роль одноклітинних еукаріотів у природі та житті людини значна. Вони є учасниками ланцюгів живлення, відіграють важливу роль у ґрунтоутворювальних процесах, деякі з них, відмираючи, утворюють поклади вапняних і силіцієвих порід, що входять до складу земної кори.

Серед найпростіших є паразити рослин, тварин і людини. Так, малярійний плазмодій, оселяючись в еритроцитах людини, руйнує їх, спричиняючи виникнення тяжкого захворювання – малярії. Джгутикові трипаносоми і лейшманії (переважно тропічні види) спричиняють такі захворювання, як сонна хвороба і лейшманіози.

Профілактика захворювань людини, які спричиняють паразитні одноклітинні еукаріоти, включає дотримання правил гігієни, термічну обробку їжі, проведення заходів із перериванням життєвого циклу паразита на тій чи іншій його стадії.

Важливу роль у природі відіграють і одноклітинні водорості, які є одним з основних постачальників органічної речовини та кисню. Це початкова ланка в ланцюгу живлення мешканців водойм, корм для багатьох тварин.

Людина використовує здатність водоростей очищувати водойми шляхом поглинання розчинених у воді речовин. Водорості збагачують водойми киснем, який виділяють у процесі фотосинтезу. Під дією кисню органічні залишки руйнуються і стічні та забруднені води очищуються. Отже, одноклітинні водорості беруть участь у процесі природного очищення водойм.

Багато видів одноклітинних воростей поширені в грунті й на його поверхні. Вони поліпшують фізичні властивості грунту, збагачують його органічними речовинами. Деякі види водоростей виконують функцію біологічного індикатора у визначенні токсичності водойм і грунтів унаслідок забруднення гербіцидами чи іншими отрутохімікатами.

Одноклітинні водорості входять до складу лишайників, які сприяли утворенню грунту з гірських порід і відіграли велику роль у заселенні суходолу.

Людина використовує у своїй господарській діяльності одноклітинні гриби. Так, спеціальні види дріжджів, що виділяють багато карбону (ІV) оксиду, використовуються у хлібопекарнях для піднімання тіста. Дріжджі також застосовують у виробництві лимонної кислоти. Одноклітинні гриби відіграють велику роль у кругообігу речовин у природі.

Тема: Багатоклітинні організми. Обмін речовин, енергії, інформації та регуляція функцій у багатоклітинних організмів.

Мета: Сформувати у студентів поняття про будову та регуляцію функцій у багатоклітинних організмів.

План

1. Будова і функції багатоклітинних організмів.

2. Органи багатоклітинних рослин і грибів, регуляція їхніх функцій.

3. Системи органів багатоклітинних тварин.

4. Регуляція життєвих функцій організмів тварин.

Будова і функції багатоклітинних організмів.

У більшості багатоклітинних організмів клітини диференціюють­ся за особливостями будови та функцій, утворюючи різні типи тка­нин. Різні тканини входять до складу органів. Орган - це певна структура організму, яка складається з тканин різних типів, але, як правило, переважає один із них (наприклад, у серці - м'язова тка­нина). Кожен орган займає в організмі певне положення, характе­ризується певними особливостями будови та виконує конкретні функції.

Органи, що виконують спільні функції, утворюють в організмі тва­рин системи органів, наприклад, дихальну, кровоносну, опорно-рухову, сечостатеву та ін. Органи однієї системи можуть послідовно з'єд­нуватись один з одним (наприклад, органи травної, дихальної систем) або бути «розкиданими» в організмі (ендокринна система).

Органи різних систем можуть тимчасово об'єднуватись для вико­нання певної функції, утворюючи функціональну систему ор­ганів (наприклад, під час бігу скоординовано функціонують опорно-рухова, дихальна, кровоносна, нервова системи тощо).

Основними властивостями багатоклітинного організму, як і од­ноклітинного, є обмін речовин, перетворення енергії, здатність до саморегуляції та розмноження. Будь-який організм є відкритою системою: він потребує постійного надходження ззовні енергетич­ного та будівельного матеріалу. Особливе місце в організмі нале­жить регуляторним системам: нервовій, гуморальній та імун­ній, які забезпечують його функціонування як єдиного цілого, зокрема зумовлюючи певні реакції на зміни умов зовнішнього та внутрішнього середовища.

Основними відмінностями одноклітинних і багатоклітинних ор­ганізмів є те, що кожен одноклітинний організм виконує всі життєві функції за допомогою органел чи інших клітинних структур, а кож­на з клітин багатоклітинних організмів пристосована до виконан­ня лише однієї чи кількох певних функцій у складі певних тканин, які, в свою чергу, утворюють органи. Тому різні прояви життєдіяль­ності (живлення, дихання, виділення, транспорт речовин, рух, ре­гуляція обміну речовин, розмноження та індивідуальний розвиток) у багатоклітинних організмів лише частково відбуваються на клі­тинному рівні, а реалізуються здебільшого в тканинах і органах насамперед завдяки взаємодії цих структур. Усі життєві процеси багатоклітинних організмів регулюються різноманітними біологіч­но активними речовинами, а у більшості тварин — ще й нервовою, ендокринною та імунною системами.

Органи багатоклітинних організмів поділяють на вегетативні та генеративні. Перші забезпечують обмін речовин, рух, ріст тощо, другі спеціалізовані для здійснення процесів розмноження.

Багатоклітинні тварини та рослини по-різному реалізують свої життєві функції, що насамперед залежить від способу живлення - гетеротрофного у тварин і автотрофного - у рослин. Проте деякі про­цеси життєдіяльності цих організмів можуть здійснюватися подібно.

Рослини як автотрофні організми дістають необхідні для про­цесів біосинтезу речовини з грунту (розчини мінеральних солей) та повітря (вуглекислий газ), а необхідну енергію — від сонячного про­міння. Рослини, на відміну від тварин, ведуть переважно прикріпле­ний спосіб життя, у них відсутні нервова система, органи чуттів, спе­ціалізовані травна, дихальна, видільна системи тощо. Провідні тканини забезпечують транспорт води, розчинів мінеральних та ор­ганічних сполук, біологічно активних регуляторних речовин.

Багатоклітинні тварини як гетеротрофи активно використо­вують різні джерела живлення, багаті на органічні сполуки. Вони мають органи чуттів, нервову та опорно-рухову системи, структури для захоплення та перероблення їжі (травна система). Це сприяло інтенсифікації обміну речовин і перетворенню енергії, забезпечило активний спосіб життя, а у теплокровних тварин (птахи, ссавці) зникла залежність температури тіла від умов довкілля.

У тварин є особливі системи ефективного транспорту кисню до окремих тканин і клітин (дихальна та кровоносна) та розподілу ре­човин між різними частинами організму (лімфатична і кровоносна системи, порожнинні рідини), а також спеціальні органи виділен­ня, які, крім виведення з організму продуктів обміну, водночас бе­руть участь у підтриманні гомеостазу.

Органи багатоклітинних рослин і грибів, регуляція їхніх функцій.

У багатоклітинних нижчих рослин (водоростей) і грибів, унаслідок відсутності диференційованих тканин, вегетативні орга­ни чітко не виражені: тіло водоростей має назву слань (талом), а грибів - грибниця (міцелій), яка становить собою сукупність нит­частих утворів ( гіфів).

У вищих рослин, як вам відомо, вегетативними органами є пагін і корінь. Ці органи здатні видозмінюватись унаслідок на­буття ними нових функцій. Всі вегетативні органи та більшість їхніх видозмін часто здатні до вегетативного розмноження.

Корінь- це вегетативний орган, який забезпечує закріплення рослини в грунті, всмоктування грунтового розчину солей та його транспорт до надземних частин рослини, а його видозміни - запасання поживних речовин (коренеплоди, кореневі бульби), прикріп­лення пагонів до субстратів (причіпки, ходульні корені) тощо. Різні види коренів (головний, бічні, додаткові) формують кореневу сис­тему.

Пагін складається з осьової частини (стебла), на якому розташовані листки та бруньки. На деяких пагонах, так званих репродуктивних, розміщені також генеративні органи (квітки). Стебло забезпечує вза­ємозв'язок органів рослини між собою, транспортує різні речовини, ут­ворює і несе на собі листки та квітки. Листок виконує функції фото­синтезу, газообміну та випаровування води (транспірації).

Бруньки — це зачаткові пагони. Вегетативні бруньки склада­ються із зачаткового стебла з конусом наростання та зачаткових листочків. Генеративні - містять зачатки квіток або суцвіть.

Органи нестатевого розмноження рослин і грибів називають спорангіями. Вони розміщені або поодиноко, або зібрані разом у складні структури (стробіли хвощів та плаунів, плодові тіла грибів).

Органи статевого розмноження забезпечують утворення та дозрівання статевих клітин, процеси запліднення, а у насінних рос­лій (голо- та покритонасінних) - ще й запилення. Жіночі статеві органи вищих спорових рослин (мохів, папоротей, хвощів, плау­нів) та голонасінних мають назву архегонії, а чоловічі - анте­ридії. У покритонасінних рослин органом насіннєвого розмножен­ня є квітка.

Функції рослинного організму (росту, розвитку тощо) регулюються: за допомогою біологічно активних сполук - фітогормонів, які виробляються спеціалізованими тканинами вищих рослин. Незначні кількості цих сполук можуть значно впливати на різні життєві функції рослин, прискорюючи або гальмуючи їх. Фітогормони транспортуються від місця їхнього утворення до місця дії по провідних тканинах або безпосередньо від однієї клітини до іншої.

За допомогою біологічно активних сполук (фітонцидів, алка­лоїдів) рослини можуть впливати на особин свого або інших видів рослин, мікроорганізмів, тварин.

Рослини здатні сприймати зміни довкілля і певним чином на них реагувати. Ці реакції дістали назву тропізмів та настій. Тропізми - це ростові рухи орга­нів рослин у відповідь на подразник, що має певну спрямованість Так, ростові реакції на світло називають фототропізмом, на силу тяжіння землі — геотропізмом, на хімічні сполуки — хемотро­пізмом. Якщо рухи рослини спрямовані у бік подразника, то такі тропізми називають позитивними, якщо в протилежний бік - негативними. В основі тропізмів лежить явище подразливості. Ці реакції спостерігають в органах рослин, які ростуть. Як правило, тропізми є результатом нерівномірного поділу клітин на різних бо­ках органів унаслідок відповідного розподілу фітогормонів росту.

Настіїявляють собою рухи ор­ганів рослин у відповідь на дію подразників, що не мають певного спрямування (зміна освітленості, температури). Прикладом настій можуть слугувати відкривання та закривання віночка квіт­ки у відповідь на зміну освітленості ( фотонастії ), згортання лист­ків при змінах температури ( термонастіі ), закривання листків комахоїдних рослин як реакція на рухи комахи ( сейсмонастії) тощо. Настії можуть бути пов'язані з розтягуванням органів через нерівномірний ріст або зміну тургорного тиску в певних групах клі­тин унаслідок коливань концентрації клітинного соку.

Системи органів багатоклітинних тварин.

Основними си­стемами органів багатоклітинних тварин є опорно-рухова, травна, видільна, кровоносна, дихальна, нервова, ендокринна та статева.

Травна система забезпечує надходження в організм поживних речовин, їхнє перероблення, всмоктування продуктів травлення та виведення з організму неперетравлених решток їжі. Травлення — сукупність процесів, що забезпечують механічне та хімічне (за участю травних ферментів) розщеплення їжі на компо­ненти, які можуть засвоюватись організмом та включатись в обмін речовин. Як правило, травлення починається в порожнині кишеч­нику, а завершу­ється в клітинах його епітелію. Ферменти, розміщені на поверхні епітеліальних клітин кишечнику, забезпечують мембранне, або пристінкове трав­лення.

Багато тварин вводять свої травні ферменти в тіло інших орга­нізмів (павуки, деякі клопи, попелиці, цикади, деякі круглі черви) або інші субстрати (личинки мух, що мешкають у гниючій органіці), а потім усмоктують перетравлені або напівперетравлені речовини в кишечник.

Розподільні функції в найпростішому випадку виконує порож­нинна рідина, яка заповнює проміжки між органами (круглі черви). В інших організмів (членистоногі, молюски, кільчасті черви, хордові) ці функції виконують декілька систем, провідна роль серед яких на­лежить кровоносній.

Кровоносна система складається із судин і центрального пуль­суючого органа - серця (в організмів, позбавлених серця, напри­клад кільчастих червів, ланцетників, його функції беруть на себе деякі судини, стінки яких мають добре розвинені м'язи). Кровонос­на система може бути замкненою та незамкненою. Якщо кров протікає тільки по системі судин і не потрапляє в порожнину тіла, така кровоносна система має назву замкненої (кільчасті чер­ви, більшість хордових тварин). Якщо ж судини відкриваються в порожнину тіла і частина кровообігу відбувається в проміжках між органами, кровоносна система називається незамкненою (членис­тоногі, молюски). При цьому кров змішується з порожнинною ріди­ною, утворюючи рідину подвійної природи - гемолімфу. Кровоносна система забезпечує транспорт та перерозподіляє по­живні речовини, гази, біологічно активні сполуки, виведення про­дуктів обміну. Кровоносна та лімфатична системи забез­печують захисні реакції організму.

Дихальна система забезпечує газообмін між організмом і до­вкіллям. Деякі мешканці водойм і суходолу не мають диференційованої дихальної системи, газообмін у них відбувається крізь зволожені покриви, тому у посушливих місцях вони існувати не можуть. Кисень, який надходить в організм, транспортується по ньому за участю розподільних механізмів (кровоносної системи, порожниної рідини). Лише у членистоногих, які мають трахеї, кисень безпо­середньо надходить до органів і тканин по їхніх розгалуженнях.

Органи виділення (екскреції) - це спеціалізовані утвори, різ­номанітні за будовою та функціями. Крім цих спеціалізованих ор­ганів, у виділенні продуктів обміну можуть брати участь й інші ут­вори (у ссавців — потові та сальні залози, розташовані в шкірі, органи дихання, у комах - жирове тіло).

Опорно-рухова система забезпечує зміну положення тіла тва­рин, рухи окремих органів та організму в цілому. У різних груп чер­вів опорно-рухова система представлена шкірно-м'язовим міш­ком та гідроскелетом. В інших тварин є твердий зовнішній (членистоногі) чи нвнутрішній (хордові) скелет, до пев­них елементів якого прикріплюються м'язи.

Статева система тварин представлена статевими залозами, які продукують статеві клітини, та протоками, через які вони виводять­ся. Статева система виконує функцію розмноження, завдяки чому забезпечується безперервна послідовність поколінь.

Дата добавления: 2015-05-24