Клеточная структура живых организмов

КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Живой организм — целая биологическая система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотноше­ ния которых и особенности строения определены их функциони­ рованием как целого. Главные отличия живых организмов — способность к саморегуляции (сохранению строения, состава и свойств) и способность к самовоспроизведению (многократ­ ному повторению своих характеристик в поколениях). По оп­ ределению акад. М. В. Волькенштейна «Живые тела, сущест­ вующие на Земле, представляют собой открытые, саморегули­ рующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».

Карл Линней, шведский физиолог, был профессором медицины в университете города Упсала. Он заведовал большим ботаническим садом, который был нужен университету для проведения научных исследований. Люди присылали ему растения и семена со всего света для выращивания в ботаническом саду. Именно благодаря интенсивному изучению этой огромной коллекции растений Карл Линней сумел решить задачу систематизации всех живых существ — сегодня ее назвали бы задачей таксономии (систематики).

Со времен Аристотеля организмы прежде всего подразделя­ ют на растения и животных, клетки которых принципиально одинаковы. В современной науке — систематике, описываю щей все разнообразие живой природы, выделяют ряд таксо­ нов, наиболее крупные из которых — бактерии, простейшие, грибы, растения и животные; в пределах каждого царства — типы, классы и более мелкие таксоны — группы организмов, различающихся по структуре тела и органов и по способам осу­ ществления жизненных функций. Тем не менее большинство современных ученых признает необходимость выделения таксона более высокого ранга. Это, во-первых, прокариоты (от лат. pro — перед, раньше, вместо и греч. karyon — ядро) — только одноклеточные организмы, не имеющие истинного ядра, ограниченного мембраной. К ним относятся бактерии, включая архе- и цианобактерии. Анало­гом ядра служит структура, состоящая из белков, дезоксири- бонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) кислот. Они лишены хлоропластов, митохондрий и аппарата Гольджи. Во-вторых, это эукариоты — одно- и многоклеточные организ­ мы, имеющие в клетках истинное ядро. К ним относятся все остальные организмы. Деление на прокариотов и эукариотов характерно и для самых древних организмов

Клетка — основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Она может су­ ществовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы), так и в составе тканей много­ клеточных организмов. Лишь вирусы представляют собой не­ клеточные формы жизни.

Живые тела наряду с веществами, распространенными в неживой природе, содержат множество веществ, характер­ ных только для живых организмов.

Среди неорганических веществ, входящих в состав клет­ ки, первое место занимает вода. Ее роль чрезвычайно велика: большинство химических процессов протекает только в вод­ ных растворах, вода обеспечивает терморегуляцию, многие ве­ щества поступают в клетку и выводятся из нее в виде водных растворов.

Биогенные элементы — химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые им для жизнеде­ ятельности. В составе живого вещества более 70 элементов пе­ риодической системы Д. И. Менделеева, причем больше всего (около 98% по массе) в клетках кислорода, водорода и углеро­ да. К числу так называемых «универсальных» элементов (при­ сутствующих в клетках всех организмов) относятся азот, каль­ ций, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий. Свыше 30 металлов (Al, Fe, Си, Mn, Zn, Mo, Co, Ni, Sr, Se, As и др.) и неметаллов (I, Br, F, В), содержащихся в клетках в малых количествах (обычно тысячные доли про­ цента и ниже) и исключительно необходимых для жизнеде­ ятельности клеток (назы­ вают микроэлементами).

5. Классификация живых организмов по пищеварительной специализации

Физиологическая разнокачественность организмов, т. е. способность использовать для своей жизнедеятельности раз­ личные источники энергии и химические субстраты, является необходимым условием жизни на Земле.

В общем виде набор взаимодополняющих категорий представ­ лен продуцентами, консументами и редуцентами.

Продуценты — организмы, способные синтезировать орга­ нические вещества из неорганических с использованием внешних источников энергии. Так как продуценты сами производят орга­ ническое вещество, их называют автотрофами — самопитаю­ щимися, в отличие от всех остальных организмов, которые на­ зывают гетеротрофами — питаемыми другими.

В соответствии с источниками энергии, используемыми для синтеза органического вещества, автотрофы подразде­ ляются на фототрофов (использующих энергию Солнца) и хемотрофов (использующих энергию химических связей, высвобождающуюся в процессе окисления минеральных ве­ ществ). Основную массу фототрофов составляют зеленые растения, в клетках которых содержится хлорофилл и происходит про­ цесс фотосинтеза. К этой категории также относятся цианобак- терии и некоторые другие бактерии, проводящие фотосинтез не в хлорофилле, а в иных специализированных пигментах. К хемотрофам относятся только бактерии, окисляющие различные минеральные вещества (нитрофицирующие бакте­ рии, железобактерии, серобактерии и др.). В природных сообществах продуценты играют важную роль: усваивая энергию Солнца или химических реакций и со­ здавая органическое вещество, они как бы образуют запасы энергии, которая затем в виде пищи передается другим орга­ низмам. Консументы (от лат. konsumo — потребляю) — организмы, не способные строить свои организмы из неорганических веществ и нуждающиеся в готовой органической пище. Это органическое вещество создается автотрофами. Пища используется консу­ ментами и как источник энергии, и как материал для постро­ ения их тела. К консументам относятся все животные от мель­ чайших примитивных до самых совершенных, включая чело­ века. Есть консументы и среди растений: это паразитирующие на других растениях. Существуют также растения со смешан­ ным типом питания, например, росянки. Среди консументов-животных выделяют растительнояд­ ных животных (консументы первого порядка), мелких и круп­ ных хищников (консументов второго, третьего порядка и др.). Роль консументов-животных в сообществах определяется с их подвижностью и относительно быстрой адаптацией, что способствует распространению жизни на планете. Кроме того, жи­ вотные активно регулируют биомассу и рост растений. Консументы также подразделяют на сапрофагов (питаю­ щихся мертвыми растительными остатками), фитофагов (по­ требителей живых растений), зоофагов (нуждающихся в жи­ вой пище) и некрофагов (трупоядных животных). Кроме того, организмы, питающиеся мертвыми остатками растений и жи­ вотных — детритом, дополнительно выделяют в группу детритофагов.

Редуценты (от лат. reducere — возвращать) — организмы, использующие в качестве пищи органическое вещество и подвер­ гающие его минерализации. Поэтому данная категория организ­ мов также называется деструкторами, ибо они окончательно разрушают органические вещества до относительно простых неорганических соединений, используемых консументами в качестве пищи. Тем самым осуществляется возврат вещества в начало природной цепи питания. К редуцентам относятся многие виды бактерий и грибов, разлагающих в процессе метаболизма мертвое органическое вещество (трупы животных, гниющие растения, фекалии) до минеральных составляющих. Именно они (редуценты) завер­ шают биологические циклы вещества в биосфере, возвращая в почву, воду и воздух биогены (С0 2, минеральные соли, воду, сероводород, азот и др.), которые вновь могут быть использова­ ны растениями. Таким образом поддерживается непрерывное течение жизни при ограниченном количестве, но многократ­ ном использовании биогенных элементов.

Дата добавления: 2015-05-31