Признаки и особенности всех царств живой природы

По мере изучения природы человеком появилась необходимость классифицировать все живые существа. Впервые такую классификацию провел Аристотель, описав 454 вида животных и разделив весь мир на обладающих кровью и нет.

А. Животные с кровью :

1. Живородящие четвероногие с волосами, млекопитающие;

2. Яйцеродящие четвероногие, иногда безногие со щитками на коже рептилии;

3. Яйцеродящие двуногие с перьями, летающие птицы;

4. Живородящие безногие, живущие в воде и дышащие легкими киты;

5. Яйцеродящие безногие с чешуей или гладкой кожей, живущие в воде и дышащие жабрами рыбы;

Б. Животные без крови ;

1. Мягкотелые, тело мягкое, образует мешок, ноги на голове головоногие;

2. Мягкоскорлупные, роговой покров, мягкое тело, большое количество ног ракообразные черепокожие, мягкое тело покрыто твердой раковиной, безногие (моллюски, иглокожие, усоногие, асцидии);

3. Насекомые, твердое тело покрыто насечками насекомые, паукообразные, черви и др.

В 16м веке английский учёный Э.Уоттон расширил классификацию живых организмов Аристотеля дополнительно сгруппировав и объединив их в группы по случайным признакам.

Данная классификация просуществовала без изменений до XVIII в. пока ее не модернизировал Карл Линей. Он классифицировал растения и животных по их очевидным анатомическим свойствам. Как и другие ученые в это время, Линней считал разнообразные живые организмы однажды сотворенными и затем более не изменявшимися. До начала XIX века высшим рангом в иерархии таксономических категорий был класс. Этого было вполне достаточно при относительно невысоком уровне детализации системы, характерном для того времени. В системе Карла Линнея было всего шесть классов:

1. Млекопитающие;

2. Птицы;

3. Гады;

4. Рыбы;

5. Насекомые;

6. Черви.

Следует помнить, что объем этих групп был несколько иным, чем принято ныне. Например, к «гадам» относились не только рептилии и амфибии, но и некоторые рыбы, к «насекомым» относились все членистоногие, а «черви» представляли собой настоящую свалку, сформированную по остаточному принципу (выражение «линнеевские черви» в зоологическом жаргоне надолго стало синонимом группы, система которой находится в хаотическом состоянии и нуждается в серьезнейшей переработке).

В конце XVIII - начале XIX веков количество классов начало постепенно увеличиваться. Это было связано с тем, что в результате сравнительно-анатомических исследований так называемых «низших животных» (линневских насекомых и, главным образом, червей), натуралисты обнаружили значительное разнообразие организации. Из насекомых были выделены ракообразные, паукообразные, усоногие (долгое время эта группа ракообразных не находила себе места в системе). Из червей - моллюски, «зоофиты» (животнорастения - по большей части, кишечнополостные), «инфузории» (практически все микроскопические беспозвоночные).

Объединение классов животных в более крупные группы - заслуга французского натуралиста Жоржа Кювье (1769-1832), который предложил систему, согласно которой все известные классы были распределены между четырьмя группами, которые он назвал ответвлениями (фр. embranchement). Этими четырьмя группами были:

1. Позвоночные;

2. Членистые (фр. animaux articulées);

3. Моллюски (фр. animaux mollusques);

4. Лучистые (фр. animaux rayonnées).

Линеевская статическая концепция представляет в настоящее время лишь исторический интерес, но каталог Линнея имеет все же большую научную ценность, представляя собой первичную основу современной классификации организмов. В своей основе он не подвергся изменениям, за исключением деталей и, кроме того, он написан по-латыни, на этом почти универсальном языке ученых. Название каждого вида организмов состоит в этом каталоге из двух слов. Первое слово обозначает более широкое понятие - род, второе, более узкое - вид. Например, заяц-беляк – Lepus timidus, где Lepus (заяц) означает название рода, а timidus (трусливый) – название вида. Позднее был описан еще другой вид – заяц-русак – Lepus europaeus (заяц европейский). По этим названиям видно, что речь идет о двух различных видов относящихся к одному роду.

Все более крупные подразделения последовательно накладываются на категории, использованные Линнеем. Так, два или более родственных видов образуют род, два или более родственных родов образуют семейство, два или более семейств - отряд, два или более отрядов - класс, два или более классов - тип. Два или более типов составляют царство, наиболее крупную категорию, так как три царства включают соответственно все одноклеточные организмы, растения и животных.

По мере развития систематики животных возрастало количество научно описанных видов. Аристотель дал описание 454 видов, Линей – 4208, Гмелин – 18338 видов. К началу XIX в. было описано около 50 тыс. видов, а к началу XX в. около одного миллиона видов. Сейчас, по наиболее точным оценкам, насчитывается около 1,6 миллиона живущих видов. Из них 860 000 составляют насекомые, 350 000 - растения, 8600 - птицы и только 3200 - млекопитающие. Большая часть остальных видов, около 300 000, относится к морским беспозвоночным. Общее количество - 1,5 миллиона - включает только те виды, описания которых были опубликованы учеными. Считается, что в несколько раз большее количество видов еще не описано. По прикидкам некоторых ученых , в настоящее время существуют около 8,7 миллиона видов эукариотических организмов (плюм-минус 1,3 млн). В это число не входят вымершие виды, известные только в виде ископаемых остатков. Основываясь на количестве уже описанных ископаемых видов, общее количество вымерших – обитавших когда-либо на протяжении более трех миллиардов лет существования жизни на Земле, оценивают в пределах от 50 миллионов до 4 миллиардов.

По расчётам ученых, в Мировом океане обитает 2,2 млн видов, на суше - 6,5 млн. Животных на планете всего около 7,77 млн видов, грибов - 611 тыс., растений - 300 тыс. При этом растениям повезло больше всего: из них описано 72% видов, тогда как животных - 12%, грибов - только 7%.

Табл.1. Количество видов обитающих на нашей планете

В современной биологии, живой мир имеет сложную иерархическую структуру. Сейчас существуют несколько разновидностей классификаций всего живого, но в общем они пологаются на принцип эволюционизма.

По одной классификации предложенной в 1990 г. Карлом Везе, верхним рангом группировки организмов является . Существуют три Домена:

Археи, Эубактерии, Эукариоты .

Наиболее радикальным отличием даной классификации от предыдущих систем состояло в том, что бактерии (прокариоты) были разделены на две группы (археи и эубактерии), каждая из которых была равнозначна эукариотам.

По другим классификациям существуют альтернативные системы групп высшего уровня (ранга), например:

Система, в которой живые организмы делятся на две империи (или ):

Эукариот (Eukaryota) и П рокариот (Prokaryota) , причём последние соответствуют археям и эубактериям системы Вёзе.

Прокариоты (Prokaryota или Monera) , П ротисты (Protista) , Г рибы (Fungi) , Растения (Plantae) и Ж ивотные (Animalia) , причём последние четыре царства соответствуют империи или домену эукариот.

Дальнейшее разделение (Таксонометрия) живых существ идет одинаково во всех классификациях – – / – / – / – – – – – / – / – / – – – – – – – – – – – – – – –

До середины ХХ в. органический мир делили только на два царства - растений и животных. Только с развитием электронной микроскопии и молекулярной биологии в середине ХХ в. началась фундаментальная перестройка всей системы высших таксонов. Принципиально важным было установление факта резкого отличия бактерий, цианобактерий (сине-зеленых водорослей) и недавно открытых архебактерий от всех остальных живых существ.

У них нет истинного ядра, а генетический материал в виде кольцевой цепи ДНК лежит свободно в нуклеоплазме и не образует настоящих хромосом. Они также отличаются отсутствием митотического веретена (деление немитотическое), микротрубочек, митохондрий, центриолей. Эти организмы называются доядерными, или прокариотами. Все остальные организмы (одно- и многоклеточные) имеют настоящее ядро, окруженное мембраной. Генетический материал ядра заключен в хромосомах, содержащих ДНК, РНК и белки, обычно имеются различные формы митоза, а также упорядоченно расположенные микротрубочки, митохондрии и пластиды. Такие организмы называются ядерными, или эукариотами. Различия между прокариотами и эукариотами так существенны, что в системе организмов их выделяют в надцарства.

Согласно современным взглядам, прокариоты эволюционно, наряду с предками эукариот - уркариотами, относятся к наиболее древним организмам. Надцарство прокариот состоит из двух царств - бактерий (включая цианобактерий) и архебактерий. Сложнее обстоит дело с гораздо более разнообразным надцарством эукариот. Оно состоит из трех царств - животных, грибов и растений. Царство животных включает в себя подцарства простейших и многоклеточных животных. Объем подцарства простейших вызывает большие разногласия, многие зоологи включают в него также часть ядросодержащих водорослей и низшие грибы. Простейшие - одноклеточные эукариотные организмы, имеющие микроскопические размеры. Простейшие не обладают единым планом строения и в целом характеризуются большими различиями, а не единством. По разным данным их количество варьирует от 40 до 70 тыс. видов, фауна простейших изучена недостаточно.

Международный комитет по систематике простейших выделил (1980) семь типов этих организмов, и эта классификация является общепринятой. Подцарство многоклеточных животных включает в себя организмы разнопланового строения - пластинчатые, губки, кишечнополостные, черви, хордовые и др. Однако для всех них характерно разделение функций между различными группами клеток.

Растения - царство автотрофных организмов, для которых характерны способность к фотосинтезу и наличие плотных клеточных оболочек, состоящих, как правило, из целлюлозы; запасным веществом служит крахмал.

Царство грибов включает в себя организмы, называемые низшими эукариотами. Своеобразие грибов определяется сочетанием признаков как растений (неподвижность, неограниченный верхушечный рост, способность к синтезу витаминов, наличие клеточных стенок), так и животных (гетеротрофный тип питания, наличие хитина в клеточных стенках, запасных углеводов в форме гликогена, образование мочевины, структура цитохромов).

Большое сходство в строении клеток эукариот можно объяснить тем, что они произошли от общего предка, который имел все главные особенности ядерных организмов. Кто же был этим предком: автотрофный организм, т. е. растение, или гетеротрофный организм, т. е. животное? Мнения ученых расходятся. Одни считают, что первыми ядерными организмами были растения, от которых произошли грибы и животные. Другие полагают, что первыми ядерными организмами были животные, произошедшие от доядерных гетеротрофов и давшие потом начало грибам и растениям.

Необходимо отметить, что сторонники обеих гипотез признают непосредственное родство растительного и животного царств. Это означает, что вначале различия между растениями и животными были невелики, а в ходе дальнейшей эволюции все больше возрастали. Причина постепенного расхождения в процессе эволюции животных и растений кроется в главном различии между ними, а именно в характере обмена веществ: первые являются гетеротрофами, вторые - автотрофами. Неорганические соединения, которыми питаются растения, рассеяны в непосредственной близости от них (в воде, почве, атмосфере). Поэтому растения могут питаться, ведя относительно неподвижный образ жизни. Животные же могут синтезировать органические вещества только из органических веществ, содержащихся в телах других организмов, что обуславливает их подвижность.

К другим важным особенностям животных относят активный метаболизм и в связи с этим ограниченный рост тела, а также развитие в процессе эволюции различных функциональных систем органов: мышечной, пищеварительной, дыхательной, нервной систем и органов чувств. Клетки животных, в отличие от растений, не имеют твердой (целлюлозной) оболочки.

Однако границы между тремя царствами эукариот служат предметом разногласий, и лишь будущие исследования могут внести ясность в этот вопрос.

Поэтому не создана и общепринятая система организмов, поэтому и число типов (отделов) у разных авторов неодинаково. Например, Р. Циттекер в 1969 г. предложил выделить и четвертое царство эукариот - царство протистов, куда отнес простейших, эвгленовых, золотистые водоросли, пирофитовые водоросли, а также гифохитридиомицетов и плазмодиофоровых, относимых обычно к грибам.

Примерами современной общепринятой системы организмов могут служить системы А. Л. Тахтаджяна (1973), Л. Маргелис (1981). На основе данных, приведенных в этих работах, система живых организмов представляется в следующем виде.

А. Надцарство Доядерные организмы, или Прокариоты:

I. Царство Бактерии.

1. Подцарство Бактерии.

II. Царство Архебактерии.

Б. Надцарство Ядерные организмы, или Эукариоты:

I. Царство Животные.

• 1. Подцарство Простейшие.
• 2. Подцарство Многоклеточные.

II. Царство Грибы.

III. Царство Растения:

• 1. Подцарство Багрянки.
• 2. Подцарство Настоящие водоросли.
• 3. Подцарство Растения.

Кроме эволюционного, в современной систематике существуют и другие направления. Численная (нумерическая) систематика прибегает к численной обработке данных, придавая каждому признаку, используемому для внесения в систему, определенное количественное значение. Классификация строится на основании степени различий между отдельными организмами в зависимости от высчитанного коэффициента.

Кладистическая систематика определяет ранг таксонов в зависимости от последовательности обособления отдельных ветвей (кладонов) на филогенетическом древе, не придавая значения диапазону эволюционных изменений в какой-либо группе. Так, млекопитающие у кладистов - не самостоятельный класс, а таксон, соподчиненный пресмыкающимся.

Однако основным наиболее распространенным методом систематики остается сравнительно-морфологический.

Современная систематика определяет и место человека в системе организмов, что имеет глубокий философский смысл для понимания взаимоотношений человека и живой природы. Это уже не Homo duplex - человек двойственный, каким называли человека в XVII-XVIII вв., а Homo sapiens - человек разумный. Словом, в системе живой природы человек имеет следующий адрес.

Надцарство Эукариоты.

Царство Животные.

Подцарство Многоклеточные.

Тип Хордовые.

Подтип Позвоночные.

Надкласс Наземные четвероногие.

Класс Млекопитающие.

Подкласс Настоящие звери (Живородящие).

Инфракласс Плацентарные.

Отряд Приматы (Обезьяны).

Подотряд Узконосые обезьяны.

Семейство Люди (Гоминиды).

Род Человек (Homo).

Вид Человек разумный (Homo sapiens).

В конце ХХ в., на стыке систематики и биохимии нуклеиновых кислот и белков, зародилась новая область знаний о живой природе - геносистематика. Термин был предложен в 1974 г. отечественным биохимиком А. С. Антоновым. Открылась качественно новая перспектива создания естественных систем живого мира. Оказалось, что различия в числе, частоте встречаемости и порядке расположения нуклеидов в ДНК разных организмов носят видоспецифический характер.

В конце 1970 г. в истории геносистематики начался новый этап: в число «молекулярных документов эволюции» были включены молекулы рибосомальной РНК и белки - самые древние информационные молекулы. С помощью специального метода можно определить состав и расположение нуклеотидных последовательностей в молекуле РНК, составить банк данных, провести компьютерную обработку и вывести особый коэффициент сходства, свидетельствующий о степени родства таксонов.

Однако посредством изучения структуры ДНК и РНК пока не удалось восстановить последовательность предков-потомков в историческом развитии вида. систематика природа классификация

Огромное влияние на систематику оказывают серологические исследования. Одним из первых, кто применил их для выяснения систематического положения таксонов, стал Nuttal и его сотрудники. Например, некоторые из зоологов считали, что существует близкое родство между мышами, белками, бобрами с одной стороны и зайцами и кроликами - с другой. Другие же систематики причисляли кроликов и зайцев к отдельному отряду, не относя их к грызунам. Результаты серологических анализов подтвердили правильность последней теории, и в настоящее время различают два отдельных отряда - грызунов и зайцеобразных.

С учетом ископаемых и современных организмов в системе органического мира выделяют от 4 до 26 царств, от 33 до 132 типов и от 100 до 200 классов (И.А. Михайлова, О.Б. Бондаренко, 1999).

К середине XX в. было описано около 2 млн видов живых организмов (общее их число оценивается в несколько миллионов). Предполагается, что от начала кембрия, т.е. примерно за 600 млн лет, вымерло около 99,9% видов, обитавших на Земле. Следовательно, их общая численность с учетом палеонтологических видов составляет около 2 млрд.

Видовое разнообразие (численность видов в таксоне) связано с размерами организмов (см. рис. 27). У животных наибольшую численность имеют виды, длина тела которых находится в пределах 1 - 10 мм. Для животных с длиной тела не менее 10 мм характерно наличие выраженной тенденции уменьшения видового многообразия с увеличением размера. В частности, увеличению длины тела втрое соответствует уменьшение числа видов примерно в 10 раз (Р. Мэй, 1981).

В систематике используются следующие категории: первая - Царство (Regnum) как самая высокая таксономическая категория, признанная действующими в настоящее время Международными кодексами ботанической и зоологической номенклатуры. Однако

Рис. 27.

(по: Р. Мэй, 1981) в последнее время признается целесообразным выделение таксонов более высокого ранга - надцарств или доменов (Super-regnum), которые объединяются империей - «Жизнью». Согласно результатам молекулярно-биологических исследований империя распадается на три домена - эукариот, архей и бактерии. Два последних домена относятся к прокариотам. Они, вероятно, принимали участие в возникновении эукариотических клеток (см. «Гипотеза сим- биогенеза» в гл. 2 настоящего учебного пособия). Современное надцарство эукариот распадается на три царства - животных, грибов и растений.

Иерархия царств ранжируется на последовательность уменьшающихся категорий - подцарство (subregnum), тип (phylum), класс (classis), отряд (ordo), семейство (familia), род {genus), вид (spesies ). Наряду с этими категориями используются также промежуточные - подотряд (subordo), надкласс (superclassis), подкласс (subclassis), над- семейство (superfamilia), подсемейство (subfamilia), триба (tribus), подрод (subgenus) и подвид (subspecies). В наименовании надсе- мейств применяется окончание «oidea», семейств - «idae», подсемейств - «inae» и триб - «ini». По некоторым подходам типу в царстве животных соответствует подотдел в царстве растений.

Вид, являясь основной структурной единицей в системе живых организмов, оказывается недостаточным для определения рангов образующих его группировок. Между категориями «вид» и «раса» встречаются промежуточные формы. К ним относятся, например, переходные стадии дифференциации между географическими расами и аллопатрическими видами, или между аллопатрическими расами и симпатрическими видами. Эти промежуточные группировки связываются между собою разными уровнями потоков генов, от чего зависит промежуточный характер изменчивости между ними. Внутри этих группировок может возникать смесь признаков, сходных с расовыми и видовыми. В одной части ареала вида группировки могут существовать симпатрически, не скрещиваясь, в другой - ал- лопатрически, но скрещиваться в некоторых местах соприкосновения. Такие группировки относят к подвидам. В. Грант (1980) назвал их «полувидами».

Категория «подвид» из-за сложности определения ее границ, генотипической структуры и происхождения не относится к общепринятой в систематике, но имеет широкое применение. К подвидам относят совокупности обособленных популяций вида, в которых большинство особей отличается по одному или нескольким признакам от особей других популяций того же вида. Латинское название подвида образуется добавлением третьего слова (подвидового эпитета) к названию вида. Например, благородный олень {Cervus ela- phus ), имеющий широкое распространение в Европе и Азии, образует на этих территориях ряд подвидов. В Карпатах, Белоруссии и Прибалтике обитает его среднеевропейский подвид (С. е. hippelaphus ), в горном Крыму - крымский (С.е. brauneri), на Кавказе - кавказский (С.е. moral), на Алтае и в Саянах - алтайский марал (С.е. sibiri- cus ), на Тянь-Шане и Джунгарском Алатау - тянь-шаньский марал (С.е. xanthopygos ), в Забайкалье, Амурском и Уссурийском краях - изюбрь (С.е. bactrianus).

Большинство современных классификаций органического мира используют кладистический метод, основанный на построении родословного древа. Оно строится по степени родства без учета геохронологической последовательности. Родословные связи определяются методами эмбриологических, цитологических, генетических и других исследований, отражающих уровни эволюции и степени родства. Но без учета палеонтологических сведений (геохронологии) невозможно построение филогенетической системы органического мира.

До настоящего времени не создано общепринятой систематики. Она соответственно развитию биологии постоянно уточняется (табл. 14). С этим связаны разные подходы к количеству выделяемых царств, подцарств и типов (отделов). Поэтому систему органического мира выражают в виде родословного древа, ветви которого связаны родственными отношениями, соответствующими определенным таксонам, или как перечень названий таксонов, представленный в иерархической последовательности (см. «Направления и закономерности эволюции» в гл. 6 настоящего учебного пособия).

Таблица 14

Развитие систематики

* И.А. Михайлова и О.Б. Бондаренко (1999) в домене прокариот выделяют царства бактерий и цианобактерий

Со времён Аристотеля все натуралисты и естествоиспытатели собирали коллекции и сведения об организмах. Одним из существенных результатов такой деятельности стало разделение орга-низмов на группы, что сделало их изучение более удобным.

Примеры на рисунке: 1. сине-зеленые водоросли; 2. перидинеи; 3. эвгленовые; 4. диатомеи; 5. хламидомонада; 6. ламинария; 7. одонталия; 8. папирус; 9. ризофора; 10. зостера; 11. морской котик; 12. пеликан; 11. бычок.

Учёные разделили всё живое на планете на группы по родственным признакам. Пять самых больших групп называются царства.

Таксономические категории

Определение и помещение в систему различных групп организмов — основная задача таксономии (греч. «таксис» — расположение в порядке + «номос» закон). Кроме того, таксономия определяет правила, по которым тот или иной организм следует помещать в какую-либо группу, что также является одной из задач естествознания.

Таксономия не ставит своей задачей выявление природных законов в явном виде, её цель другая — разделение множества организмов на группы, то есть создание системы и порядка, иными словами, способа, с помощью которого людям удобнее воспринимать всё многообразие живых организмов.

Поскольку система классификации организмов создана человеком, то не существует раз и навсегда установленного способа классификации . Вместо этого есть довольно большое число систем раз-деления организмов на царства, используемых различными систе-матиками. Система, где все организмы разделены на пять царств, пожалуй, является одной из самых простых.

В современной классификации из пяти царств три представляют собой многоклеточные организмы, а оставшиеся два — одноклеточные . Согласно данной системе любой многоклеточный организм является либо растением (Plantae), либо грибом (Fungi), либо животным (Animalia). Ясно, что именно растения, грибы и животные и есть царства. Соответственно одноклеточный организм может быть либо , либо монерой (Мопе rа).

Самое представительное царство — . Сюда входят все организмы, питающиеся готовыми органическими соединениями (растениями или другими животными).

К относятся в основном многоклеточные организмы, не способные самостоятельно передвигаться. Растения с помощью фотосинтеза, используя энергию солнечных лучей, преобразовывают неорганические вещества в органические.

Составляют организмы, не являющиеся ни животными, ни растениями — это, например, плесень, съедобные и ядовитые грибы.

В (лат. «протос» — первичный) входят простейшие. В царство протистов (эукариотов) включают микроскопические, обычно одноклеточные, организмы, имеющие ядра в клетках. Протистов и вправду в чём-то можно считать «самыми первыми» хотя бы потому, что они наиболее древние и в каком-то смысле самые простые из эукариотов. Ядро у них есть, и клетка может быть устроена весьма сложно, но как целостный организм они всё-таки проще, чем растения, грибы или животные. В качестве примера простейшего можно привести амебу. Амеба — это одноклеточный эукариот, который всё время меняет форму своего тела. При этом амеба двигается благодаря изменениям формы тела. Самые известные протисты — диатомеи (диатомические водоросли), перидинеи и эвгленовые, и другие жгутиковые водоросли.

Царство Monera — единственное царство, которое включает в себя бактерии , а также других прокариот. Клетки прокариот не могут быть устроены достаточно сложно, они также не могут образовывать многоклеточные организмы, или, образно говоря, остают-ся одни (греч. «mono» — один, одиночный). У бактерий и других монер всегда отсутствуют такие органеллы, образованные мембран-ными пузырьками, как, например, митохондрии или аппарат Гольджи. Таким образом, для монер характерны совсем другие черты клеточной анатомии и физиологии.

К (прокариотам) относят микроскопические, как правило одноклеточные, организмы, без ядра в клетках. Кроме собственно бактерий (стафилококки, вибрионы, спириллы и т.д), к царству Монер часто относят сине-зеленые водоросли (цианеи), примитивные одноклеточные.

Несмотря на маленький размер клетки и относительную простоту структурной организации, распространенность бактерий (и других монер) очень велика. Они составляют большую часть биомассы («живого веса») Земли. Все бактерии на планете весят больше, чем все слоны, киты, люди и жуки, вместе взятые!

Жизнь на Земле зародилась в океане. Поэтому в воде встречаются представители всех пяти царств живой природы, всех типов животных и многих отделов растений. В процессе эволюции многие из них покинули водную среду, а потом вторично вошли в неё.

Следующая ступень классификации — типы (у растений — отделы).

Основная категория биологической систематики — вид. Каждый вид (например, Человек разумный — Homo sapiens) имеет двой-ное латинское название, состоящее из родового и видового имён. Ро-довое имя пишется с заглавной буквы, видовое — со строчной.

А теперь рассмотрим биологическую систематику более подробно. Таксономические категории биологической систематики представляют следующую иерархию:

царство (regnum);

тип (phylum);

подтип (subphylum);

класс (classiis);

подкласс (subclassis);

отряд (у растений — порядок) (ordo);

подотряд (subordo);

семейство (familia);

подсемейство (subfamilia);

род (genus);

подрод (subgenus);

вид (species);

подвид (subspecies);

разновидность (varietas);

форма (forma).

В таксономии приняты правила, что каждому виду даётся уникальное латинское название, состоящее из двух слов. Первое сло-во — это название рода, оно является существительным и пишется с большой буквы, а второе слово — видовой эпитет — прилагатель-ное, которое пишется с маленькой. Например, современный чело-век имеет название Homo sapiens — человек разумный. Возможно, человека, если посмотреть на то, как он себя ведёт, и на то, какие проблемы в связи с этим возникают, и не всегда можно назвать разумным, однако это лишь биологическое название единственного ныне живущего вида рода Homo. Из палеонтологической летописи нам известны и другие (ныне вымершие) виды рода Homo: напри-мер, Homo habilis и Homo erectus.

В настоящее время органический мир Земли насчитывает около 1,5 млн видов животных, 0,5 млн видов растений, около 10 млн микроорганизмов. Изучить такое многообразие организмов невозможно без их систематизации и классификации.

Большой вклад в создание систематики живых организмов внес шведский натуралист Карл Линней (1707-1778). В основу классификации организмов он положил принцип иерархии, или соподчиненности, а за наименьшую систематическую единицу принял вид. Для названия вида была предложена бинарная номенклатура, согласно которой каждый организм идентифицировался (назывался) по его роду и виду. Названия систематических таксонов было предложено давать на латинском языке. Так, например, кошка домашняя имеет систематическое название Felis domestica. Основы линнеевской систематики сохранились до настоящего времени.

Современная классификация отражает эволюционные взаимоотношения и родственные связи между организмами. Принцип иерархии сохраняется.

Вид - это совокупность особей, сходных по строению, имеющих одинаковый набор хромосом и общее происхождение, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к сходным условиям обитания и занимающих определенный ареал.

В настоящее время в систематике используют девять основных систематических категорий: империя, надцарство, царство, тип, класс, отряд, семейство, род, вид (схема 1, таблица 4, рис. 57).

По наличию оформленного ядра все клеточные организмы делятся на две группы: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты (безъядерные организмы) - примитивные организмы, не имеющие четко оформленного ядра. В таких клетках выделяется лишь ядерная зона, содержащая молекулу ДНК. Кроме того, в клетках прокариот отсутствуют многие органеллы. У них имеются только наружная клеточная мембрана и рибосомы. К прокариотам относятся бактерии.

Эукариоты - истинно ядерные организмы, имеют четко оформленное ядро и все основные структурные компоненты клетки. К ним относятся растения, животные, грибы.

Таблица 4

Примеры классификации организмов

Кроме организмов, имеющих клеточное строение, существуют и неклеточные формы жизни - вирусы и бактериофаги. Эти формы жизни представляют собой как бы переходную группу между живой и неживой природой.

Рис. 57. Современная биологическая система

* В столбце представлены только некоторые, но не все существующие систематические категории (типы, классы, отряды, семейства, роды, виды).

Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским. В переводе слово «вирус» означает «яд».

Вирусы состоят из молекул ДНК или РНК, покрытой белковой оболочкой, а иногда дополнительно липидной мембраной (рис. 58).

Рис. 58. Вирус ВИЧ (А) и бактериофаг (Б)

Вирусы могут существовать в виде кристаллов. В таком состоянии они не размножаются, не проявляют никаких признаков живого и могут сохраняться длительное время. Но при внедрении в живую клетку вирус начинает размножаться, подавляя и разрушая все структуры клетки-хозяина.

Проникая в клетку, вирус встраивает свой генетический аппарат (ДНК или РНК) в генетический аппарат клетки-хозяина, и начинается синтез вирусных белков и нуклеиновых кислот. В клетке-хозяине идет сборка вирусных частиц. Вне живой клетки вирусы не способны к размножению и синтезу белка.

Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных, человека. К ним относятся вирусы табачной мозаики, гриппа, кори, оспы, полиомиелита, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий заболевание СПИД.

Генетический материал вируса ВИЧ представлен в виде двух молекул РНК и специфического фермента обратной транскриптазы, который катализирует реакцию синтеза вирусной ДНК на матрице вирусной РНК в клетках лимфоцитов человека. Далее вирусная ДНК встраивается в ДНК клеток человека. В таком состоянии она может сохраняться долго, не проявляя себя. Поэтому антитела в крови у инфицированного человека образуются не сразу и обнаружить заболевание на этой стадии сложно. В процессе деления клеток крови ДНК вируса передается соответственно в дочерние клетки.

При каких-либо условиях вирус активизируется и начинается синтез вирусных белков, а в крови появляются антитела. В первую очередь вирус поражает Т-лимфоциты, ответственные за выработку иммунитета. Лимфоциты перестают узнавать чужеродные бактерии, белки и вырабатывать против них антитела. В результате организм перестает бороться с любой инфекцией, и человек может погибнуть от любого инфекционного заболевания.

Бактериофаги - это вирусы, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага (см. рис. 58) состоит из белковой головки, в центре которой находится вирусная ДНК, и хвостика. На конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления на поверхности клетки бактерии, и фермент, разрушающий бактериальную стенку.

По каналу в хвостике ДНК вируса вспрыскивается в клетку бактерии и подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК и белки вируса. В клетке происходит сборка новых вирусов, которые покидают погибшую бактерию и внедряются в новые клетки. Бактериофаги могут использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).

| |
8. Многообразие органического мира § 51. Бактерии. Грибы. Лишайники