Современная система органического мира. Происхождение жизни, происхождение многоклеточных организмов

Естественно, что системы органического мира, построенные в различные времена, существенно отличаются друг от друга. Заранее хотим подчеркнуть, что о некоторых, даже крупных и крупнейших, таксонах современной живой природы будет сказано кратко или они не будут упомянуты, так как палеонтологический материал иногда бывает спорным, а некоторые группы неизвестны в ископаемом состоянии.Большинство классификаций современных групп органического мира построены на основе кладистического метода, или кладистики (от греч. klados - ветвь).

Кладистика - один из вариантов построения родословного древа органического мира, базируемого на степени родства, но без учета геохронологической последовательности. Полученные таким методом родословные благодаря эмбриологическим, цитологическим и другим исследованиям в целом достаточно объективно отражают уровни эволюции и степень родства групп. Тем не менее без учета палеонтологических данных, то есть геохронологии, анализа признаков "предок-потомок" и "братья-сестры", основного звена развития и т.д., построение относительно стабильной филогенетической системы органического мира невозможно.Теория и практика классификации органических объектов получили название таксономия (от греч. taxis - расположение, строй, закон). Необходимо различать два понятия: таксоны и таксономические категории, то есть ранги таксонов. Число таксонов как биологических объектов по мере познания органического мира все время возрастает.

Систематика представляет собой раздел биологии, в задачи которого входят, с одной стороны, описание всего многообразия как современных, так и вымерших организмов, а с другой - упорядоченное иерархическое расположение таксономических категорий по отношению друг к другу. Иногда термины "систематика", "таксономия" и "классификация" считают синонимами, поэтому наряду с понятием "таксономическая категория" нередко используют понятие "систематическая категория". Таким образом, систематика (таксономия, классификация) представляет собой прежде всего процесс исследования, а построение системы является конечным результатом.Считают, что понятия "род" и "вид", а также бинарное название (биномен) вида впервые предложил в середине XVI века Конрад Геснер. Бинарная номенклатура (от лат. binarius - состоящий из двух частей и nomenclatura - перечень имен) означает, что вид получает двойное наименование: первое слово отвечало названию рода, а второе представляло соответственно видовое название, например Betula alba, то есть Береза белая.Широкое применение бинарной номенклатуры началось с работ английского священнослужителя Дж. Рея (1628-1705), который оставил заметный след в развитии естествознания. Ботаник-систематик, зоолог и путешественник Дж. Рей предложил разделять растения на две большие группы (в современном понимании однодольные и двудольные).Создателем научной таксономии и систематики по праву является шведский натуралист К. Линней (1707-1778). Он разработал правила и принципы классификации и построил иерархическую систему для известных в то время современных и ископаемых животных и растений. С его работами с середины XVIII века окончательно утвердилось применение бинарной номенклатуры.В настоящее время число основных таксономических категорий возросло до двенадцати: вид, род, триба, семейство, отряд, когорта, класс, тип, раздел, царство, доминион, империя. Для ботанических таксонов в ранге отряда и типа используются соответственно порядок и отдел, хотя некоторые авторы считают, что типу в царстве животных соответствует подотдел в царстве растений [1].Благодаря систематике разнообразие жизни предстает не как хаотическое нагромождение организмов, а как определенным образом упорядоченная система, изменяющаяся от простого к сложному. Естественно стремление построить такую систему, которая отражала бы последовательность "предки - потомки". Исходным может быть постулат, что более простые организмы соответствуют предковым состояниям, а более сложные - последующим уровням развития. Но и простые организмы, развиваясь, образуют совокупности различной сложности.Систему органического мира изображают в двух основных вариантах: в виде родословного древа, ветви которого связаны родственными отношениями и соответствуют определенным таксонам, или как перечень названий таксонов в иерархической последовательности. Излагаемая ниже система включает два надцарства и пять царств:Для двух наиболее крупных царств - растений и животных - принята следующая иерархия высших таксонов:Многие организмы бактериального, растительного и животного происхождения на одноклеточном уровне имеют ряд сходных черт. На это давно было обращено внимание, и в 1866 году Э. Геккель выделил самостоятельное царство Protista (от греч. protistos - самый первый). Современные сторонники обособления царства Protista включают в него как одноклеточных эукариот, так и многоклеточные водоросли.Основу живых организмов составляет клетка, которая функционирует как самостоятельный организм - разнообразные одноклеточные, либо клетки являются составной частью многоклеточных. Основное содержимое клетки - цитоплазма заключает одно или несколько ядер, вакуоли, митохондрии и т.д. Наличие ядра, представляющего собой генетический аппарат, или отсутствие оформленного ядра является морфологическим признаком для разграничения надцарства прокариот (доядерные) и эукариот (ядерные).Существует гипотеза, что на первых этапах эволюции органического мира широко проявлялся процесс возникновения более сложных организмов за счет слияния нескольких простых (симбиогенез, эндосимбиоз). Современная эукариотная клетка возникла в результате длительных и многократных эндосимбиозов. Возможно, что такие клеточные структуры, как реснички, жгутики, центриоли, появились за счет серии внедрений различных бактерий и цианобионтов.

НАДЦАРСТВО ДОЯДЕРНЫЕ ОРГАНИЗМЫ. SUPERREGNUM PROCARYOTAЭто одноклеточные и многоклеточные организмы, не имеющие обособленного ядра. Цитоплазма имеет стенку, генетическая информация сосредоточена в единственной хромосоме. Размеры прокариот от 0,015 мкм до 20 см. Они появились в интервале 3,8-3,1 млрд лет. Прокариоты разделяются на два царства: бактерии и цианобионты. Обмен веществ осуществляется в процессе хемосинтеза и фотосинтеза.

Царство Бактерии. Regnum Bacteria Бактерии представляют собой микроскопические организмы, размеры которых обычно около 1-5 мкм. Гигантские бактерии размером до 10 000 мкм обнаружены в денсали ("черные" и "белые" курильщики). Термин "денсоабиссаль" или "денсаль" (от лат. densum - плотный, компактный, густой) предложен для биономической зоны, отвечающей абиссальным оазисам жизни. Денсаль преимущественно связана с рифтовыми поясами, где извергаются многочисленные гидротермальные выбросы. Температура и цвет гидротермальных выбросов и струй отличаются от окружающей морской воды. Общее впечатление, будто идет дым, что обусловило название "курильщики".Среди бактерий встречаются автотрофные и гетеротрофные формы. Первые создают органические вещества из неорганических, вторые используют готовые органические вещества. Большинство бактерий являются автотрофами, обычно их называют литотрофами. Процессы обмена веществ у автотрофных бактерий идут без использования света (хемосинтез, хемолитотрофы) либо только на свету (фотосинтез, фотолитотрофы). По типам обмена веществ бактерии чрезвычайно разнообразны. Различают серообразующие, железисто-марганцевые, азотные, ацетатные, метано-, углеродообразующие и другие группы бактерий. Роль бактерий в геологических процессах чрезвычайно велика. С их деятельностью связано образование разнообразных полезных ископаемых: железных руд (железистые конкреции, джеспилиты), пирита, серы, графитов, карбонатов, фосфоритов, нефти, газа и др.Достоверные находки бактерий известны из кремнистых пород, имеющих возраст около 3,5 млрд лет, проблематичные находки датируются с уровня 3,8 млрд лет (рис. 2). Скорее всего, бактерии появились независимо в различных средах обитания. В настоящее время они населяют все водные бассейны от литорали до абиссали, а также обитают в почве и горных породах, в воздухе, внутри других организмов. Они живут в горячих источниках при температуре, превышающей 100?С, и в соленых водах с высокой концентрацией NaCl.Современная классификация царства бактерий основана в первую очередь на строении стенки клетки. Особую группу представляют архебактерии, которые по физиологическим и биохимическим свойствам отличаются от остальных групп истинных бактерий, или эубактерий. Для архебактерий характерен разнообразный обмен веществ, иной состав клеточной стенки, у некоторых из них своеобразный фотосинтез и свет поглощается мембранным белком - бактериородопсином, а не хлорофиллом, поэтому архебактерии выделяются в ранге подцарства, а в последнее время, особенно на основании изучения нуклеоидных последовательностей ДНК эубактерий и архебактерий, возводятся в ранг самостоятельного царства.Некоторые исследователи объединяют с бактериями вирусы, полагая, что упрощение их строения обусловлено способом существования - внутриклеточные паразиты. Другие рассматривают их как доклеточную форму жизни и выделяют в самостоятельное царство Virae. Вирусы в ископаемом состоянии пока не обнаружены. Значение вирусов в современной биоте трудно переоценить. Они были открыты в конце прошлого века как возбудители болезней (от лат. virus - яд). Столетняя история изучения болезнетворных вирусов - это появление, становление и развитие науки вирусологии, одного из разделов микробиологии. На первый взгляд строение вирусов упрощено, но они имеют генетический аппарат и, подобно другим живым организмам, обладают способностью к развитию. Установлена вирусная природа многих заболеваний человека и других теплокровных позвоночных животных (известно около 500 вирусов). Более 300 вирусов живет в клетках растений. Многочисленны вирусы собственно бактерий, так называемые бактериофаги. И хотя вирусы неизвестны в ископаемом состоянии, наиболее вероятно, что они появились на ранних этапах развития биосферы.

Поиск по сайту: