2. Систематика живых организмов

2.1. Размножение организмов

Размножениеорганизмов представляет собою их самовоспроизведение с увеличение их в количестве.Распространение– это размещение организмов в жизнеобеспечивающем пространстве (на определённой площади).

Растения размножаются:

вегетативно– вегетативными (ростовыми) органами или их частями: корнями, побегами;

бесполымпутём –спорами– специализированными вегетативными клетками (споровые растения: мхи, хвощи, плауны, папоротники);

половым путём –семенами– органами, образованными растениями в результате оплодотворения женских гамет мужскими (семенные голосеменные и покрытосеменные растения).

Жизненный циклрастительных организмов представляет собой смену двух поколений: бесполого –спорофитаи полового –гаметофита.

Рис. 29. Схема жизненного цикла высших растений

Спорофит– растение или часть растения, клетки которого имеютдиплоидный(двойной – 2n) набор хромосом. Спорофит развивается иззиготы– первой диплоидной клетки. На спорофите формируетсяспорангий– орган, в котором изспорогенной ткани(2n) в результатемейозаобразуютсягаплоидные(n)споры.

Спорыпредставляют собой клетки, предназначенные для распространения и длительного сохранения в неактивном состоянии (кроме спор семенных растений). В благоприятных условиях споры прорастают в гаметофиты.

Гаметофит– это растение или часть растения, клетки которого имеютгаплоидный(одинарный –n) набор хромосом. На гаметофитах образуются мужские и женские половые органы –гаметангии. Женский гаметангий споровых и голосеменных растений называетсяархегоний, покрытосеменных растений –зародышевый мешок. В женском гаметангии образуется женская половая клетка (гамета) –яйцеклетка. Мужской гаметангий споровых растений называетсяантеридий, у семенных растений мужской гаметангий одновременно является гаметофитом и представляет собойпыльцу. Мужские гаметангии формируют мужские половые клетки (гаметы) –сперматозоидыу споровых растений испермииу семенных растений.

Слияние, при определённых условиях, мужской и женской гамет (половых клеток) называется сингамией, половым процессом или оплодотворением, в результате которого образуется первая диплоидная клетка нового спорофита.

Таким образом, в жизненном цикле развития растений во время мейоза (формирования спор) происходит перемешивание (рекомбинация) генетической информации, а вовремя оплодотворения мужской гаметой яйцеклетки создаётся новая комбинация генетической программы развития организма. Разнообразие генетических программ в клетках организмов обеспечивает возможность адаптации видов растений к меняющимся условиям и выживание наиболее приспособленных экземпляров.

2.2. Характеристика живых организмов

Жизнь – одномоментное проявление сознания в материи через форму, свойства и функции объектов (организмов) и их взаимодействие в динамическом равновесии. Организмы по строению делят на:

а) неклеточные(молекулярные) – вирусы, вироиды, прионы;

б) одноклеточные прокариоты(безъядерные) – бактерии и археи;

в) одно-, многоклеточные и колониальные эукариоты(ядерные) – водоросли, протисты (простейшие), грибы, растения, животные.

Прионы– белковые молекулы, проникающие внутрь клетки и нарушающие её работу изменением похожих молекул клетки (трансформацией изомеров) под свою форму.

Вироиды– короткие молекулы РНК (ок. 220 нуклеотидов), проникающие в клетки растений и нарушающие работу ядра клетки путём перепрограммирования клетки на синтез нуклеиновой кислоты вироида.

Вирусы– сложно-молекулярные организмы, состоящие из белковой оболочки –капсида, внутри которой находится нуклеиновая кислота ДНК или РНК. Проникая в клетку, нуклеиновая кислота вируса блокирует работу нуклеиновой кислоты клетки, и, используя молекулярные ресурсы клетки, начинает своё многократное удвоение (синтез) –репликацию, параллельно синтезируя на рибосомах белки для своих оболочек. После истощения ресурсов клетки нуклеиновые кислоты вируса загружаются в капсиды, и после разрушения клетки освобождаются новые вирусы.

Бактерии– одноклеточные безъядерные организмы, включающие три основные клеточные структуры:нуклеоид– закольцованная ДНК в центре цитоплазмы клетки (аналог ядра),рибосомыицитоплазматическая мембрана(ЦПМ), ограничивающаяцитоплазмуот внешней среды и имеющая впячивания внутрь клетки. Бактериальные клетки имеютклеточную стенку, снаружи от которой может находиться дополнительная защитнаякапсула. Некоторые бактерии могут иметьжгутикииворсинкидля передвижения в водной среде. По способу питания бактерии делят наавтотрофы– синтезирующие необходимые органические молекулы из неорганических соединений игетеротрофы– использующие как неорганические соединения, так и перерабатывающие (трансформирующие) готовые органические соединения. Существует три способа получения бактериями энергии:брожение,дыханиеифотосинтез. Размножаются бактерии делением пополам (почкованием). У некоторых бактерий наблюдается половой процесс – перенос генетического материала из одной клетки в другую с образованием рекомбинантной ДНК.

Археи–одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл. Сходны с истинными бактериями по размерам клеток и морфологическим признакам, однако состав и строение клеточных стенок, структура генетического аппарата и другие особенности сближают их с эукариотами. Большая часть архей – хемоавтотрофы. Они используют значительно больше источников энергии, чем эукариоты: начиная от обыкновенных органических соединений, таких как сахара, и заканчивая аммиаком, ионами металлов и даже водородом. Размножение у архей бесполое: бинарное деление, фрагментация и почкование. В отличие от бактерий и эукариот, ни один известный вид архей не формирует спор.

Протисты– группа животных, преимущественно одноклеточных, одно или многоядерных организмов. В своём строении тело одних протист окружено лишь тончайшеймембраной, у других помимо клеточной мембраны развит ряд структур, образующих вместе с мембраной более или менее толстую оболочку, обычно эластичную –пелликулу. Цитоплазма может быть условно разделена нанаружную(эктоплазму, плазмагель) ивнутреннюю(эндоплазму, плазмозоль), различимые под микроскопом.

Протисты способны передвигаться с помощью ложноножек,жгутиковилиресничек, реагируют на различные раздражения (фототаксис,хемотаксис,термотаксиси др.). Питаются гетеротрофно. Пути поступления пищи в организм клетки также различны:пиноцитоз,фагоцитоз, осмотический путь, активный перенос веществ через мембрану. Поступившую пищу они переваривают впищеварительных вакуолях, заполненных пищеварительнымиферментами. Некоторые из них, имеющие фотосинтезирующих внутриклеточных симбионтов –хлореллилихлоропласты(например,эвглены), способны синтезировать органическое вещество из неорганических веществ путёмфотосинтеза.

Газообмену протистов осуществляется всей поверхностью тела осмотическим путем; выделение продуктов обмена веществ и избытка воды происходит через поверхность тела, а также с помощью специальных периодически образующихсясократительных(или пульсирующих)вакуолей.Вакуолейбывает одна или несколько.

Размножениеможет происходитьбесполымиполовымпутём в зависимости от условий существования.

Грибы– одно- и многоклеточные гетеротрофные организмы, не имеющие пластид, накапливающие животный запасной углеводгликоген, имеющие клеточную стенку, состоящую изхитина.Вегетативное тело – грибница, или мицелий (за исключением внутриклеточных паразитов). Размножаются вегетативно – частями мицелия, бесполым путём – спорами. Характерен и половой процесс.

Водоросли— группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличиехлорофиллаифотоавтотрофногопитания; у многоклеточных – отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, илиталломом) на органы; отсутствие ярко выраженной проводящей системы; обитание в водной среде или во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.). Они сами по себе не имеют органов, тканей, и лишены покровной оболочки.

Некоторые водоросли способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной (поверхностью клетки), например, жгутиконосцы, так и путём заглатывания через клеточный рот (эвгленовые,динофитовые). Размеры водорослей колеблются от долеймикрона(кокколитофоридыи некоторыедиатомеи) до 30–50 м (бурые водоросли–ламинария,макроцистис,саргассам).Талломбывает, как одноклеточным, так и многоклеточным. Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены черезплазмодесмыили погружены в общуюслизь).

У водорослей встречается вегетативное (частями таллома), бесполое (спорами) и половое (зиготами) размножение.

Лишайники– симбиотические организмы, имеющие тело –слань, которое образованомицелием грибаи одноклеточнымизелёными водорослями. Водоросли снабжают гриб органическими веществами, созданными в процессе фотосинтеза, гриб поставляет в клетки водорослей воду с минеральными веществами. Лишайники размножаютсявегетативно– клубочками мицелия, в которые запакованы несколько клеток водорослей.

Растения–группа многоклеточных организмов, преимущественно фотоавтотрофного способа питания. Включает в себя: мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и цветковые растения. Нередко к растениям относят также все водоросли или некоторые их группы. Для растений характерны жизненные формы: деревья, кустарники, полукустарники, травы. Размножаются растения вегетативным (частями вегетативных органов), бесполым (спорами) и половым (семенами) путём.

Животные– многоклеточные гетеротрофные организмы, способные активно передвигаться. Размножаются вегетативным и половым путём.