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.

Клетка - естественная крупинка жизни, как атом - естественная крупинка неорганизованной материи.

Тейяр де Шарден

Рассмотрение явлений живой природы по уровням биологических структур даст возможность изучения возникновения и эволюции живы систем на Земле - от простейших и менее организованных систем к боле сложным и высокоорганизованным. Первые классификации растений, наиболее известной из которых была система Карла Линнея, а также классификация животных Жоржа Бюффона носили в значительной мере искусственный характер, поскольку не учитывали происхождения и развити живых организмов. Тем не менее они способствовали объединению всег известного биологического знания, его анализу и исследованию причи и факторов происхождения и эволюции живых систем. Без такого исследования невозможно было бы, во-первых , перейти на новый уровень познания, когда объектами изучения биологов стали живые структуры сначал на клеточном, а затем на молекулярном уровне. Во-вторых, обобщени и систематизация знаний об отдельных видах и родах растений и животных требовали перехода от искусственных классификаций к естественным где основой должен стать принцип генезиса, происхождения новых видов а следовательно, разработана теория эволюции. В-третьих, именно описательная, эмпирическая биология послужила тем фундаментом, на основ которого сформировался целостный взгляд на многообразный, но в то ж время единый мир живых систем.

Живое в настоящее время разделяют на онтогенетический, организмсн-ный и надорганизменный уровни.

Представление о структурных уровнях организации живых систем сформировалось под влиянием открытия клеточной теории строения живых тел. В середине прошлого века клетка рассматривалась как элементарная единица живой материи, наподобие атома неорганических тел. Исследовани проблемы строения живого, изучаемого молекулярной биологией, в середине XX столетия подвело к совершению научной революции. Во второ половине XX в. были выяснены вещественный состав, структура клетк и процессы, происходящие в ней.

Каждая клетка содержит в середине плотное образование, названное ядром, которое плавает в «полужидкой» цитоплазме. Все они вмест заключены в клеточную мембрану. Клетка нужна для аппарата воспроизводства, который находится в ее ядре. Без клетки генетический аппара не мог бы существовать. Основное вещество клетки - белки, молекул которых обычно содержат несколько сот аминокислот и похожи на бус или браслеты с брелочками, состоящими из главной и боковой цепей У всех живых видов имеются свои особые белки, определяемые генетическим аппаратом.

Попадающие в организм белки расщепляются на аминокислоты, которые затем используются им для построения собственных белков. Нуклеиновые кислоты создают ферменты, управляющие реакциями. Хотя в состав белков человеческого организма входят 20 аминокислот, но совершенн обязательны для него только 9. Остальные, по-видимому, вырабатываются самим организмом. Характерная особенность аминокислот, содержащихся не только в человеческом организме, но и в других живых система (животных, растениях и даже вирусах), состоит в том, что все они являются левовращающими плоскость поляризации изомерами, хотя в принципе существуют аминокислоты и правого вращения.

Дальнейшие исследования были направлены на изучение механизмов воспроизводства и наследственности в надежде обнаружить в них то специфическое, что отличает живое от неживого. Наиболее важным открытие на этом пути было выделение из состава ядра клетки богатого фосфоро вещества, обладающего свойствами кислоты и названного впоследстви нуклеиновой кислотой. В дальнейшем удалось выявить углеводный компонент этих кислот, в одном из которых оказалась Д-дезоксирибоза, а в другом Р-рибоза. Соответственно этому первый тип кислот стали называт дезоксирибонуклеиновыми кислотами, или сокращенно ДНК, а второ тип - рибонуклеиновыми, или кратко РНК.

Участки ДНК, существующие как функционально неделимые единицы - гены, кодируют структуру (аминокислотную последовательность) одного белка или рибонуклеиновой кислоты. Совокупность генов клетк или всего организма составляет генотип. В отличие от генотипа геном ил генофонд представляет собой характеристику вида, а не отдельной особи В 2001 г. был расшифрован геном человека. Длина генома человека (вс ДНК в 46 хромосомах) достигает 2 м и включает 3 млрд нуклеотидных пар.

Роль ДНК в хранении и передаче наследственности была выяснена после того, как в 1944 г. американским микробиологам удалось доказать что выделенная из пневмококков свободная ДНК обладает свойством передавать генетическую информацию.

Комплементарность - взаимное соответствие, обеспечивающее связь дополняющих друг друга структур (макромолекул, молекул, радикалов)В и определяемое их химическими свойствами. Комплементарность возможна, «если поверхности молекул имеют комплементарные структуры так что выступающая группа (или положительный заряд) на одной поверхности соответствуют полости (или отрицательному заряду) на другой Иными словами, взаимодействующие молекулы должны подходить друг к другу, как ключ к замку» (Дж. Уотсон). Комплементарность цепей нуклеиновых кислот основана на взаимодействии входящих в их состав азотистых оснований. Так, только при расположении аденина (А) в одной цепи против тимина (Т) (или урацила - У) - в другой, а гуанина (Г) - против цитозина (Ц) в этих цепях между основаниями возникают водородны связи. Комплементарность - по-видимому, единственный и универсальный химический механизм матричного хранения и передачи генетическо информации.

В 1953 г. Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком была предложена и экспериментально подтверждена гипотеза о строении молекулы ДНКВ как материального носителя информации. В 1960-е гг. французскими учеными Франсуа Жакобом и Жаком Моно была решена одна из важнейши проблем генной активности, раскрывающая фундаментальную особенность функционирования живой природы на молекулярном уровне. Он доказали, что по своей функциональной активности все гены разделяютс на «регуляторные», кодирующие структуру регуляторного белка, и «структурные гены», кодирующие синтез ферментов.

Воспроизводство себе подобных и наследование признаков осуществляется с помощью наследственной информации, материальным носителем которой являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) ДНК состоит из двух цепей, идущих в противоположных направления и закрученных одна вокруг другой наподобие электрических проводов Напоминает винтовую лестницу. Участок молекулы ДНК, служащи матрицей для синтеза одного белка, называют геном. Гены расположен в хромосомах (части ядер клеток). Было доказано, что основная функци генов состоит в кодировании синтеза белков. Механизм передачи информации от ДНК к морфологическим структурам предложил известны физик-теоретик Г. Гамов, указав, что для кодирования одной аминокислоты требуется сочетание из трех нуклеотидов ДНК.

Молекулярный уровень исследования позволил показать, что основным механизмом изменчивости и последующего отбора являются мутации, возникающие на молекулярно-генетическом уровне. Мутация - это частичное изменение структуры гена. Конечный эффект ее - изменени свойств белков, кодируемых мутантными генами. Появившийся в результате мутации признак не исчезает, а накапливается. Мутации вызываютс радиацией, химическими соединениями, изменением температуры, наконец, могут быть просто случайными. Действие естественного отбора проявляется на уровне живого, целостного организма.

Поскольку минимальной самостоятельной живой системой можно считать клетку, постольку изучение онтогенетического уровня следует начать именно с клетки. В настоящее время различают три типа онтогенетического уровня организации живых систем, которые представляют собо три линии развития живого мира: 1) прокариоты - клетки, лишенны ядер; 2) эукариоты, появившиеся позднее, - клетки, содержащие ядра;

3) архебактерии - клетки которых сходны, с одной стороны, с прокариотами, с другой - эукариотами. По-видимому, все эти три линии развития исходят из единой первичной минимальной живой системы, которую можно назвать протоклеткой. Структурный подход к анализу первичных живых систем на онтогенетическом уровне нуждается в дополнительно освещении функциональных особенностей их жизнедеятельности и обмен веществ.

Клетки образуют ткани, а несколько типов тканей формируют органы. Группы органов, связанные с решением каких-то общих задач, называю системами организма.

Онтогенетический уровень организации относится к отдельным живым организмам - одноклеточным и многоклеточным. В разных организма число клеток существенно отличается. В соответствии с числом клеток вс живые организмы разделяют на пять царств.

Первые живые организмы имели одиночные клетки, затем эволюция жизни усложнила структуру и число клеток увеличилось. Одноклеточны организмы, имеющие простое строение, называются мономерами (греч «шопегеБ» - простой), или бактериями. Одноклеточные организмы с боле сложной структурой относят к царству водорослей, или проститов. Сред водорослей есть и простейшие многоклеточные организмы. К многоклеточным относят растения, грибы и животных. Живые организмы классифицируют в соответствии с их эволюционным родством, поэтому считается что многоклеточные имели своими предками простаты, а те произошл от монер. Но три многоклеточных царства произошли от разных проститов Каждая группа многоклеточных организмов - растений, животных и грибов - имеет свой план строения, приспособленный к своему образу жизни а у каждого вида в процессе эволюции сложилась определенная разновидность этого достаточно гибкого плана. Почти каждый вид состоит из различающихся по строению, но в то же время кровно родственных групп индивидов. Вид представляет собой не простое собрание индивидуумов, а сложну систему группировок, соподчиненных и тесно связанных друг с другом.

Вот так выглядит очень упрощенная схема соподчинения систематических единиц, используемая для естественной классификации:

ВИД - основная структурная и классификационная (таксономическая) единица в систематике живых организмов. Вид обозначается в соответствии с бинарной номенклатурой.

РОД - основная надвидовая таксономическая единица категория (ранг) в систематике растений и животных, объединяет близкие по происхождению виды.

КЛАСС (лат. «с1а881$» - разряд, группа), одна из высших таксономических категорий (рангов) в систематике животных и растений. Вид объединяют родственные отряды (животных) или порядки (растений). Класс имеет общий план строения и общих предков, включает тины (животных)В или отделы (растений).

ТИП - таксономическая категория (ранг) в систематике животных. В тип (иногда сначала подтип) объединяют близкие по происхождени классы. Все представители одного типа имеют единый план строения. Ти отражает основные ветви филогенетического древа животных. Все животные относятся к 16 типам. В систематике растений типу соответствует отдел.

ПОДЦАРСТВО (одноклеточные, многоклеточные).

ЦАРСТВО (растения, животные, грибы, дробянки, вирусы) - высшая таксономическая категория (ранг). Со времен Аристотеля органически мир подразделяется на два царства - растения и животные, а согласн новейшей систематике - на пять царств.

НАДЦАРСТВО (безъядерные и ядерные).

ИМПЕРИЯ (доклеточные и клеточные).

Известный немецкий биолог Э. Геккель открыл биогенетический закон для организменного уровня классификации живого, согласно которому онтогенез в краткой форме повторяет филогенез, т.е. отдельный организм в свое индивидуальном развитии в сокращенной форме повторяет историю рода.

Надорганизменный уровень рассматривает организмы во взаимосвязи с окружающей средой и начинается с популяции. Популяционный уровен начинается с изучения взаимосвязи и взаимодействия между совокупностями особей одного вида, которые имеют единый генофонд и занимаю единую территорию. Такие совокупности, или, скорее, системы живы организмов составляют определенную популяцию. Очевидно, что популяционный уровень выходит за рамки отдельного организма, и поэтом его называют надорганизменным уровнем организации. Популяция представляет собой первый надорганизменный уровень организации живы существ, который хотя и тесно связан с их онтогенетическим и молекулярными уровнями, но качественно отличается от них по характеру взаимодействия составляющих элементов, ибо в этом взаимодействии они выступаю как целостные общности организмов. По современным представления именно популяции служат элементарными единицами эволюции.

Второй надорганизменный уровень организации живого составляют различные системы популяций, которые называют биоценозами, ил сообществами. Они являются более обширными объединениями живы существ и в значительно большей мере зависят от небиологических, ил абиотических, факторов развития.

Третий надорганизменный уровень организации содержит в качестве элементов разные биоценозы, в еще большей степени характеризуетс зависимостью от многочисленных земных и абиотических условий своег существования (географических, климатических, гидрологических, атмосферных и т.п.). Для его обозначения применяется термин биогеоценоз или экологическая система (экосистем).

Четвертый надорганизменный уровень организации возникает из объединения самых разнообразных биогеоценозов и теперь называется биосферой.

Для характеристики трофического (пищевого) взаимодействия популяции и биоценозов существенное значение имеет общее правило, согласно которому чем длиннее и сложнее пищевые связи между организмам и популяциями, тем более жизнеспособной и устойчивой является живая система любого (надорганизменного) уровня. Отсюда становится ясным, что с биологической точки зрения на таком уровне решающее значени приобретает трофический характер взаимодействия между составляющими живую систему элементами.

Таким образом, на основе критерия масштабности выделяют следующие уровни организации живого (рис. 13.1):

биосферный - включающий всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой;

уровень биогеоценозов, состоящий из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс, экосистему;

популяционно-видовой - образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида;

организменный и органно-тканевый - отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функци органов и тканей живых существ;

клеточный и субклеточный - отражают процессы специализации клеток, а также различные внутриклеточные включения;

молекулярный - составляет предмет молекулярной биологии, одной из важнейших проблем которой является изучение механизмов передач генной информации и развитие генной инженерии и биотехнологии.

Живой организм - это главный предмет, который изучает такая наука, как биология. Он представляет собой сложную систему, состоящую из клеток, органов и тканей. Живой организм - это тот, который обладает целым рядом характерных признаков. Он дышит и питается, шевелится или движется, а также имеет потомство.

Наука о живой природе

Термин «биология» был введен Ж.Б. Ламарком - французским натуралистом - в 1802 г. Примерно в то же время и независимо от него такое название науке о живом мире дал немецкий ботаник Г.Р. Тревиранус.

Многочисленные разделы биологии рассматривают многообразие не только существующих в настоящее время, но и уже вымерших организмов. Они изучают их происхождение и эволюционные процессы, строение и функционирование, а также индивидуальное развитие и связи с окружающей средой и друг с другом.

Разделы биологии рассматривают частные и общие закономерности, которые присущи всему живому во всех свойствах и проявлениях. Это касается и размножения, и обмена веществ, и наследственности, и развития, и роста.

Начало исторического этапа

Первые живые организмы на нашей планете по своему строению значительно отличались от существующих в настоящее время. Они были несравненно проще. На протяжении всего этапа формирования жизни на Земле происходил Он способствовал улучшению строения живых существ, что позволяло им приспосабливаться к условиям окружающего мира.

На первоначальном этапе живые организмы в природе питались только органическими компонентами, возникшими из первичных углеводов. На зарей своей истории и животные, и растения представляли собой мельчайшие одноклеточные существа. Они были похожи на нынешних амеб, сине-зеленых водорослей и бактерий. В ходе эволюции стали появляться многоклеточные организмы, которые были намного разнообразнее и сложнее своих предшественников.

Химический состав

Живой организм - это тот, который образован молекулами неорганических и органических веществ.

К первым из этих компонентов относится вода, а также минеральные соли. находящиеся в клетках живых организмов, представляют собой жиры и белки, нуклеиновые кислоты и углеводы, АТФ и многие другие элементы. Стоит заметить тот факт, что живые организмы в своем составе содержат те же компоненты, которые имеются и у объектов Главное отличие состоит в соотношении данных элементов. Живые организмы - это те, девяносто восемь процентов состава которых приходится на водород, кислород, углерод и азот.

Классификация

Органический мир нашей планеты насчитывает на сегодняшний день практически полтора миллиона разнообразных видов животных, полмиллиона видов растений, а также десять миллионов микроорганизмов. Такое многообразие невозможно изучить без подробной его систематизации. Классификация живых организмов впервые была разработана шведским натуралистом Карлом Линнеем. В основу своего труда он положил иерархический принцип. Единицей систематизации стал вид, название которому было предложено давать только на латинском языке.

Классификация живых организмов, используемая в современной биологии, указывает на родственные связи и эволюционные взаимоотношения органических систем. При этом сохранен принцип иерархии.

Совокупность живых организмов, имеющих общее происхождение, одинаковый хромосомный набор, приспособленных к схожим условиям, обитающих в определенном ареале, свободно скрещивающихся между собой и дающих потомство, способное к размножению, и представляет собой вид.

Существует и еще одна классификация в биологии. Этой наукой все клеточные организмы подразделяются на группы по наличию или отсутствию оформленного ядра. Это

Первую группу представляют безъядерные примитивные организмы. В их клетках выделяется ядерная зона, но содержит она только молекулу. Это бактерии.

Истинными ядерными представителями органического мира являются эукариоты. Клетки живых организмов этой группы обладают всеми основными структурными компонентами. Четко оформлено у них и ядро. В эту группу входят животные, растения и грибы.

Строение живых организмов может быть не только клеточным. Биология изучает и другие формы жизни. К ним относятся неклеточные организмы, такие, как вирусы, а также бактериофаги.

Классы живых организмов

В биологической систематике существует ранг иерархической классификации, который ученые считают одним из основных. Он выделяет классы живых организмов. К основным из них относятся следующие:

Бактерии;

Животные;

Растения;

Водоросли.

Описание классов

Бактерия представляет собой живой организм. Это одноклеточное, которое размножается делением. Клетка у бактерии заключена в оболочку и имеет цитоплазму.

К следующему классу живых организмов относятся грибы. В природе насчитывается около пятидесяти тысяч видов этих представителей органического мира. Однако биологи изучили только пять процентов от их общего количества. Интересно, что грибам присущи некоторые признаки как растений, так и животных. Важная роль живых организмов этого класса заключена в способности разлагать органический материал. Именно поэтому грибы можно найти практически во всех биологических нишах.

Большим разнообразием может похвастаться животный мир. Представителей этого класса можно найти в таких зонах, где, казалось бы, отсутствуют условия для существования.

Наиболее высокоорганизованным классом являются теплокровные животные. Свое название они получили от способа, которым вскармливают потомство. Все представители млекопитающих делятся на копытных (жираф, лошадь) и хищных (лиса, волк, медведь).

Представителями животного мира являются и насекомые. Их на Земле существует огромное множество. Они плавают и летают, ползают и скачут. Многие из насекомых имеют такие маленькие размеры, что не способны противостоять даже водному натяжению.

Одними из первых позвоночных животных, вышедших в далекие исторические времена на сушу, явились амфибии и рептилии. До сих пор жизнь представителей этого класса связана с водой. Так, ареал обитания взрослых особей - суша, а их дыхание осуществляется легкими. Личинки же дышат жабрами и плавают в воде. В настоящее время на Земле насчитывается около семи тысяч видов этого класса живых организмов.

Уникальными представителями фауны нашей планеты являются птицы. Ведь в отличие от других животных они способны летать. На Земле обитает практически восемь тысяч шестьсот видов птиц. Для представителей этого класса характерно оперение и откладывание яиц.

К огромной группе позвоночных животных принадлежат рыбы. Они обитают в водоемах и обладают плавниками и жабрами. Биологи подразделяют рыб на две группы. Это хрящевые и костные. В настоящее время насчитывается порядка двадцати тысяч различных видов рыб.

Внутри класса растений существует собственная градация. Представителей флоры подразделяют на двудольных и однодольных. У первой из этих групп в семени располагается зародыш, состоящий из двух семядолей. Определить представителей этого вида можно по листьям. Они пронизаны сеточкой из жилок (кукуруза, свекла). Зародыш обладает только одной семядолей. На листьях таких растений жилки располагаются параллельно (лук, пшеница).

Класс водоросли насчитывает более тридцати тысяч видов. Это обитающие в воде споровые растения, которые не имеют сосудов, но обладают хлорофиллом. Данный компонент способствует осуществлению процесса фотосинтеза. Водоросли не образуют семян. Их размножение происходит вегетативным путем или спорами. От высших растений этот класс живых организмов отличается отсутствием стеблей, листьев и корней. Они обладают только так называемым телом, которое именуется слоевищем.

Функции, присущие живым организмам

Что является основополагающим для любого представителя органического мира? Это осуществление процессов обмена энергии и веществ. В живом организме идет постоянное превращение различных веществ в энергию, а также происходят физические и химические изменения.

Эта функция является непременным условием существования живого организма. Именно благодаря метаболизму мир органических существ отличается от неорганических. Да, в неживых объектах также происходят изменения вещества и превращение энергии. Однако эти процессы имеют свои принципиальные отличия. Обмен веществ, который происходит в неорганических объектах, разрушает их. В то же время живые организмы без обменных процессов не могут продолжить свое существование. Следствием метаболизма является обновление органической системы. Прекращение процессов обмена влечет за собой смерть.

Функции живого организма разнообразны. Но все они напрямую связаны с происходящими в нем обменными процессами. Это может быть рост и размножение, развитие и пищеварение, питание и дыхание, реакции и движение, выделение отработанных продуктов и секреция и т.д. В основе любой функции организма лежит совокупность процессов превращения энергии и веществ. Причем в равной степени это имеет отношение к возможностям как ткани, клетки, органа, так и всего организма.

Обмен веществ у человека и животных включает процессы питания и пищеварения. У растений он осуществляется при помощи фотосинтеза. Живой организм при осуществлении метаболизма снабжает себя веществами, необходимыми для существования.

Важной отличительной чертой объектов органического мира является использование внешних энергетических источников. Примером тому могут служить свет и пища.

Свойства, присущие живым организмам

Любая биологическая единица имеет в своем составе отдельные элементы, которые, в свою очередь, образуют неразрывно связанную систему. Например, в совокупности все органы и функции человека представляют собой его организм. Свойства живых организмов многообразны. Помимо единого химического состава и возможности осуществления обменных процессов объекты органического мира способны к организации. Из хаотичного молекулярного движения образуются определенные структуры. Это создает для всего живого определенную упорядоченность во времени и пространстве. Структурная организация представляет собой целый комплекс сложнейших саморегулирующихся которые протекают в определенном порядке. Это позволяет поддержать на необходимом уровне постоянство внутренней среды. Например, гормон инсулин снижает количество в крови глюкозы при ее избытке. При недостатке этого компонента его восполняет адреналин и глюкагон. Также теплокровные организмы обладают многочисленными механизмами теплорегуляции. Это и расширение кожных капилляров, и интенсивное потоотделение. Как видим, это важная функция, которую выполняет организм.

Свойства живых организмов, характерные только для органического мира, заключены и в процессе самовоспроизведения, ведь существование любой имеет временное ограничение. Поддержать жизнь может только самовоспроизведение. В основе этой функции лежит процесс образования новых структур и молекул, обусловленный той информацией, которая заложена в ДНК. Самовоспроизведение неразрывно связано с наследственностью. Ведь каждое из живых существ рождает подобных себе. Через наследственность живые организмы передают свои особенности развития, свойства и признаки. Это свойство обусловлено постоянством. Оно существует в строении молекул ДНК.

Еще одним свойством, характерным для живых организмов, является раздражимость. Органические системы всегда реагируют на внутренние и внешние изменения (воздействия). Что касается раздражимости человеческого организма, то она неразрывно связана со свойствами, присущими мышечной, нервной, а также железистой ткани. Эти компоненты способны дать толчок ответной реакции после мышечного сокращения, отправления нервного импульса, а также секреции различных веществ (гормонов, слюны и т.д.). А если лишен нервной системы живой организм? Свойства живых организмов в виде раздражимости проявляются в таком случае движением. Например, простейшие покидают растворы, в которых концентрация соли слишком высока. Что касается растений, то они способны изменить положение побегов для того, чтобы максимально поглощать свет.

Любые живые системы могут ответить на действие раздражителя. Это является еще одним свойством объектов органического мира - возбудимостью. Данный процесс обеспечивается мышечными и железистыми тканями. Одной из завершающих реакций возбудимости является движение. Способность к перемещению является общим свойством всего живого, несмотря на то, что внешне некоторые организмы его лишены. Ведь движение цитоплазмы происходит в любой клетке. Перемещаются и прикрепленные животные. Ростовые движения за счет увеличения количества клеток наблюдаются у растений.

Среда обитания

Существование объектов органического мира возможно только при определенных условиях. Некоторая часть пространства неизменно окружает живой организм или целую группу. Это и есть среда обитания.

В жизни любого организма органические и неорганические составляющие природы играют значительную роль. Они производят на него определенное воздействие. Живые организмы вынуждены приспосабливаться к существующим условиям. Так, некоторые из животных могут жить в районах Крайнего Севера при очень низких температурах. Другие же способны существовать только в зоне тропиков.

На планете Земля различают несколько сред обитания. Среди них такие:

Наземно-водная;

Наземная;

Почвенная;

Живой организм;

Наземно-воздушная.

Роль живых организмов в природе

Жизнь на планете Земля существует уже три миллиарда лет. И в течение всего этого времени организмы развивались, изменялись, расселялись и одновременно воздействовали на среду своего обитания.

Влияние органических систем на атмосферу вызвало появление большего количества кислорода. При этом значительно снизился объем углекислого газа. Основным источником выработки кислорода служат растения.

Под влиянием живых организмов изменился и состав вод Мирового океана. Органическое происхождение имеют некоторые горные породы. Полезные ископаемые (нефть, уголь, известняк) - это также результат функционирования живых организмов. Другими словами, объекты органического мира являются мощным фактором, который преобразует природу.

Живые организмы являются своеобразным индикатором, указывающим на качество окружающей человека среды. Они связаны сложнейшими процессами с растительностью и почвой. При потере хотя бы единственного звена из этой цепочки произойдет дисбаланс экологической системы в целом. Именно поэтому для круговорота энергии и веществ на планете важно сохранить все существующее многообразие представителей органического мира.

Ключевые слова конспекта: многообразие живых организмов, систематика, биологическая номенклатура, классификация организмов, биологическая классификация, таксономия.

В настоящее время на Земле описано более 2,5 млн видов живых организмов. Для упорядочении многообразия живых организмов служат систематика, классификация и таксономия .

Систематика - раздел биологии, задачей которого является описание и разделение по группам (таксонам) всех существующих ныне и вымерших организмов, установление родственных связей между ними, выяснение их общих и частных свойств и признаков.

Разделами биологической систематики являются биологическая номенклатура и биологическая классификация .

Биологическая номенклатура

Биол огическая номенклатура заключается в том, что каждый вид получает название, состоящее из родового и видового имён. Правила присвоения видам соответствующих имён регулируются международными номенклатурными кодексами .

Для международных названий видов используется латинский язык . В полное название вида входит также фамилия учёного, описавшего данный вид, а также год публикации описания. Например, международное название домового воробья - Passer domesticus (Linnaeus, 1758) , а полевого воробья - Passer montanus (Linnaeus, 1758) . Обычно в печатном тексте названия видов выделяют курсивом, а имя описавшего и год описания - нет.

Требования кодексов распространяются только на международные названия видов. По-русски можно писать и «воробей полевой » и «полевой воробей ».

Биологическая классификация

Классификация организмов использует иерархические таксоны (систематические группы). Таксоны имеют различные ранги (уровни). Ранги таксонов можно разделить на две группы : обязательные (любой классифицированный организм относится к таксонам этих рангов) и дополнительные (используемые для уточнения взаимного положения основных таксонов). При систематизировании различных групп используется разный набор дополнительных рангов таксонов.

Таксономия — раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон искусственно выделенная человеком группа opганизмов, связанных той или иной степенью родства и. в то же время, достаточно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определенную таксономическую категорию того или иного ранга.

В современной классификации существует следующая иерархия таксонов : царство, отдел (тип в систематике животных), класс, порядок (отряд в систематике животных), семейство, род, вид. Кроме того, выделяют промежуточные таксоны : над- и подцарства, над- и подотделы, над- и подклассы и т.д.

Таблица «Многообразие живых организмов»

Это конспект по теме . Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту:

Наука о классификации животных называется систематика или таксономия. Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи — на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением. Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками. Большую роль в систематике животных играет генетика — наука о законах наследственности.

Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий. Исторический путь развития животного мира называется эволюцией . В ходе эволюции происходил естественный отбор — выживали только те животные, которые сумели приспособиться к условиям окружающей среды. Млекопитающие развивались в разных направлениях, образуя множество видов. Случалось так, что животные, имеющие общего предка, на каком-то этапе стали жить в разных условиях и приобрели разные навыки в борьбе за выживание. Преобразовывался их внешний облик, из поколения в поколение закреплялись полезные для выживания вида изменения. Животные, предки которых относительно недавно выглядели одинаково, стали со временем сильно отличаться друг от друга. И наоборот, виды, имевшие разных предков и прошедшие разный эволюционный путь, иногда попадают в одинаковые условия и, меняясь, становятся похожими. Так неродственные между собой виды приобретают общие черты, и лишь науке под силу проследить их историю.

Классификация животного мира

Живую природу Земли делят на пять царств : бактерии, простейшие, грибы, растения и животные. Царства, в свою очередь, делятся на типы. Существует 10 типов животных: губки, мшанки, плоские черви, круглые черви, кольчатые черви, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые. Хордовые — самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды — первичной скелетной оси. Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник.

Царства

Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных : рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери). Млекопитающие — самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных. Всех млекопитающих объединяет то, что они вскармливают своих детенышей молоком .

Класс млекопитающих делится на подклассы : яйцекладущие и живородящие. Яйцекладущие млекопитающие размножаются, откладывая яйца, как рептилии или птицы, но детенышей вскармливают молоком. Живородящие млекопитающие делятся на инфраклассы: сумчатые и плацентарные. Сумчатые рожают недоразвитых детенышей, которые долгое время донашиваются в выводковой сумке матери. У плацентарных зародыш развивается в утробе матери и рождается уже сформировавшимся. У плацентарных млекопитающих есть особый орган — плацента, осуществляющая обмен веществ между материнским организмом и зародышем в период внутриутробного развития. У сумчатых и яйцекладущих плацента отсутствует.

Типы животных

Классы делятся на отряды. Всего существует 20 отрядов млекопитающих . В подклассе яйцекладущих — один отряд: однопроходные, в инфраклассе сумчатых — один отряд: сумчатые, в инфраклассе плацентарных 18 отрядов: неполнозубые, насекомоядные, шерстокрылы, рукокрылые, приматы, хищные, ластоногие, китообразные, сирены, хоботные, даманы, трубкозубые, парнокопытные, мозоленогие, ящеры, грызуны и зайцеобразные.

Класс млекопитающих

Некоторые ученые выделяют из отряда приматов самостоятельный отряд тупайи, из отряда насекомоядных выделяют отряд прыгунчиковые, а хищных и ластоногих объединяют в один отряд. Каждый отряд делится на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Всего на земле в настоящее время обитает около 4000 видов млекопитающих. Каждое животное в отдельности называется особь.