Până la mijlocul secolului al XX-lea. Lumea organică a fost împărțită doar în două regate - plante și animale. Abia odată cu dezvoltarea microscopiei electronice și a biologiei moleculare la mijlocul secolului al XX-lea. a început o restructurare fundamentală a întregului sistem de taxoni superiori. A fost esențial important să se stabilească faptul că există o diferență puternică între bacterii, cianobacterii (alge albastre-verzi) și arheobacterii descoperite recent de la toate celelalte ființe vii.

Nu au un nucleu adevărat, iar materialul genetic sub forma unui lanț circular de ADN se află liber în nucleoplasmă și nu formează cromozomi adevărați. De asemenea, se disting prin absența fusului mitotic (diviziune non-mitotică), microtubuli, mitocondrii și centrioli. Aceste organisme sunt numite prenucleare sau procariote. Toate celelalte organisme (unicelulare și pluricelulare) au un nucleu adevărat înconjurat de o membrană. Materialul genetic al nucleului este închis în cromozomi care conțin ADN, ARN și proteine, există de obicei diverse forme de mitoză, precum și microtubuli ordonați, mitocondrii și plastide. Astfel de organisme sunt numite nucleare sau eucariote. Diferențele dintre procariote și eucariote sunt atât de semnificative încât în ​​sistemul de organisme se disting în superreguri.

Conform opiniilor moderne, din punct de vedere evolutiv, procariotele, împreună cu strămoșii eucariotelor - urcariote, aparțin celor mai vechi organisme. Superregnul procariotelor este format din două regnuri - bacterii (inclusiv cianobacteriile) și arheobacterii. Situația este mai complicată cu superregnul mult mai divers al eucariotelor. Este format din trei regate - animale, ciuperci și plante. Regnul animal include subregii de protozoare și animale multicelulare. Sfera de aplicare a subregului protozoarelor este foarte controversată; mulți zoologi includ, de asemenea, în el unele dintre algele nucleate și ciupercile inferioare. Cele mai simple sunt organismele eucariote unicelulare care au dimensiuni microscopice. Cele mai simple nu au un singur plan structural și se caracterizează în general prin diferențe mari, nu unitate. Potrivit diverselor surse, numărul lor variază de la 40 la 70 de mii de specii, fauna protozoarelor nu a fost studiată suficient.

Comitetul Internațional pentru Sistematica Protozoarelor a identificat (1980) șapte tipuri de aceste organisme, iar această clasificare este în general acceptată. Subregatul animalelor multicelulare include organisme cu o structură diversă - lamelare, bureți, celenterate, viermi, cordate etc. Cu toate acestea, toate se caracterizează prin împărțirea funcțiilor între diferite grupuri de celule.

Plantele sunt regnul organismelor autotrofe, care se caracterizează prin capacitatea de fotosinteză și prezența membranelor celulare dense, formate de obicei din celuloză; amidonul servește ca substanță de rezervă.

Regatul ciupercilor include organisme numite eucariote inferioare. Particularitatea ciupercilor este determinată de o combinație de semne ale ambelor plante (imobilitate, creștere apicală nelimitată, capacitatea de a sintetiza vitamine, prezența pereților celulari) și animale (tip heterotrofic de nutriție, prezența chitinei în pereții celulari, depozitare). carbohidrați sub formă de glicogen, formarea ureei, structura citocromilor) .

Asemănarea mare în structura celulelor eucariote poate fi explicată prin faptul că acestea descind dintr-un strămoș comun, care avea toate caracteristicile principale ale organismelor nucleare. Cine a fost acest strămoș: un organism autotrof, adică o plantă, sau un organism heterotrof, adică un animal? Opiniile oamenilor de știință diferă. Unii cred că primele organisme nucleare au fost plante, din care provin ciupercile și animalele. Alții cred că primele organisme nucleare au fost animale descendente din heterotrofe prenucleare și apoi au dat naștere ciupercilor și plantelor.

Trebuie remarcat faptul că susținătorii ambelor ipoteze recunosc relația directă dintre regnul vegetal și cel animal. Aceasta înseamnă că la început diferențele dintre plante și animale au fost mici, iar pe parcursul evoluției ulterioare au crescut din ce în ce mai mult. Motivul divergenței treptate în procesul de evoluție a animalelor și plantelor constă în principala diferență dintre ele, și anume, în natura metabolismului: primii sunt heterotrofe, cei din urmă sunt autotrofe. Compușii anorganici care se hrănesc cu plante sunt împrăștiați în imediata apropiere a acestora (în apă, sol, atmosferă). Prin urmare, plantele se pot hrăni în timp ce duc un stil de viață relativ imobil. Animalele, în schimb, pot sintetiza substanțe organice numai din substanțe organice conținute în corpurile altor organisme, ceea ce determină mobilitatea acestora.

Alte caracteristici importante ale animalelor includ metabolismul activ și, în legătură cu aceasta, creșterea limitată a corpului, precum și dezvoltarea în procesul de evoluție a diferitelor sisteme de organe funcționale: musculare, digestive, respiratorii, nervoase și senzoriale. Celulele animale, spre deosebire de plante, nu au o membrană dură (celulozică).

Cu toate acestea, granițele dintre cele trei regate de eucariote sunt o chestiune de controversă și numai cercetările viitoare pot aduce claritate acestei probleme.

Prin urmare, nu a fost creat un sistem general acceptat de organisme și, prin urmare, numărul de tipuri (departamente) nu este același pentru diferiți autori. De exemplu, R. Zitteker a propus în 1969 să evidențieze cel de-al patrulea regn al eucariotelor - regatul protisților, unde a atribuit protozoarele, euglena, algele aurii, pirofitele, precum și hifochitridiomicetele și plasmodioforele, de obicei atribuite ciupercilor.

Sistemele lui A. L. Takhtadzhyan (1973), L. Margelis (1981) pot servi ca exemple ale sistemului modern de organisme general acceptat. Pe baza datelor prezentate în aceste lucrări, sistemul organismelor vii este prezentat în următoarea formă.

A. Superregn Organisme prenucleare sau procariote:

I. Regatul Bacteriile.

1. Subregnul bacteriilor.

II. Regatul Archaebacterium.

B. Superregn Organisme nucleare sau eucariote:

I. Regatul Animalelor.

• 1. Subregnul Protozoare.
• 2. Subregnul Multicelular.

II. Regatul ciupercilor.

III. Regatul plantelor:

• 1. Regatul Bagryanka.
• 2. Subregnul Alge reale.
• 3. Subregnul Plante.

Pe lângă evoluție, există și alte direcții în sistematica modernă. Sistematica numerică (numerică) recurge la prelucrarea datelor numerice, dând fiecărei caracteristici utilizate pentru a intra în sistem o anumită valoare cantitativă. Clasificarea se bazează pe gradul de diferențe dintre organismele individuale, în funcție de coeficientul calculat.

Sistematica cladistică determină rangul taxonilor în funcție de succesiunea de separare a ramurilor individuale (cladonilor) de pe arborele filogenetic, fără a acorda importanță gamei modificărilor evolutive din orice grup. Astfel, mamiferele dintre cladiști nu sunt o clasă independentă, ci un taxon subordonat reptilelor.

Cu toate acestea, principala metodă de taxonomie rămâne cea morfologică comparativă.

Taxonomia modernă determină, de asemenea, locul omului în sistemul de organisme, care are o profundă semnificație filozofică pentru înțelegerea relației dintre om și fauna sălbatică. Acesta nu mai este Homo duplex - o persoană dublă, așa cum se numea o persoană în secolele XVII-XVIII, ci Homo sapiens - o persoană rezonabilă. Într-un cuvânt, în sistemul faunei sălbatice, o persoană are următoarea adresă.

Regatul eucariotelor.

Regatul Animalelor.

Subregnul Multicelular.

Tip Chordate.

Subtipul Vertebrate.

Superclasa tetrapode terestre.

Clasa de mamifere.

Subclasa Animale reale (Vivipare).

Infraclasă placentară.

Detașamentul Primate (Maimuțe).

Subordinul Maimuțe cu nasul îngust.

Oameni de familie (Hominid).

Genul Om (Homo).

Specia Homo sapiens.

La sfârșitul secolului al XX-lea, la joncțiunea dintre sistematica și biochimia acizilor nucleici și proteinelor, a luat naștere o nouă zonă de cunoaștere despre natura vie, sistematica genelor. Termenul a fost propus în 1974 de biochimistul autohton A. S. Antonov. S-a deschis o nouă perspectivă calitativ pentru crearea sistemelor naturale ale lumii vii. S-a dovedit că diferențele în numărul, frecvența de apariție și ordinea de aranjare a nucleidelor în ADN-ul diferitelor organisme sunt specifice speciei.

La sfârșitul anului 1970, a început o nouă etapă în istoria sistematicii genelor: moleculele și proteinele de ARN ribozomal, cele mai vechi molecule informaționale, au fost incluse în numărul „documentelor moleculare ale evoluției”. Folosind o metodă specială, este posibil să se determine compoziția și aranjarea secvențelor de nucleotide într-o moleculă de ARN, să se alcătuiască o bancă de date, să se efectueze procesarea computerizată și să se obțină un coeficient de similaritate special care indică gradul de înrudire a taxonilor.

Cu toate acestea, prin studierea structurii ADN-ului și ARN-ului, nu a fost încă posibilă restabilirea secvenței strămoși-descendenți în dezvoltarea istorică a speciei. clasificarea taxonomiei naturii

Studiile serologice au o mare influență asupra sistematicii. Nuttal și colaboratorii săi au fost unul dintre primii care le-au folosit pentru a elucida poziția sistematică a taxonilor. De exemplu, unii dintre zoologi credeau că există o relație strânsă între șoareci, veverițe, castori, pe de o parte, și iepuri de câmp și iepuri, pe de altă parte. Alți taxonomiști au clasat iepurii și iepurii de câmp ca o ordine separată, fără a-i clasifica drept rozătoare. Rezultatele analizelor serologice au confirmat corectitudinea acestei din urmă teorii, iar în prezent se disting două ordine separate - rozătoare și lagomorfe.

O celulă este un grăunte natural de viață, la fel cum un atom este un grăunte natural de materie neorganizată.

Teilhard de Chardin

Luarea în considerare a fenomenelor naturii vii în funcție de nivelurile structurilor biologice va face posibilă studierea apariției și evoluției sistemelor vii pe Pământ - de la cele mai simple și mai puțin organizate sisteme până la cele mai complexe și înalt organizate. Primele clasificări ale plantelor, dintre care cel mai faimos a fost sistemul lui Carl Linnaeus, precum și clasificarea animalelor de către Georges Buffon, au fost în mare parte artificiale, deoarece nu țineau cont de originea și dezvoltarea organismelor vii. Cu toate acestea, ele au contribuit la unificarea tuturor cunoștințelor biologice cunoscute, la analiza acesteia și la studiul cauzelor și factorilor de origine și evoluție a sistemelor vii. Fără o astfel de cercetare, nu ar fi posibil În primul rând, pentru a trece la un nou nivel de cunoaștere, când structurile vii au devenit obiecte de studiu pentru biologi, mai întâi la nivel celular și apoi la nivel molecular. În al doilea rând, generalizarea și sistematizarea cunoștințelor despre speciile individuale și genurile de plante și animale au necesitat trecerea de la clasificările artificiale la cele naturale, unde principiul genezei, originea noilor specii să devină baza și, în consecință, s-a dezvoltat teoria evoluției. În al treilea rând, A fost biologia descriptivă, empirică, cea care a servit drept fundație pe baza căreia s-a format o viziune holistică asupra diverselor, dar în același timp, o singură lume a sistemelor vii.

Viul este în prezent împărțit în niveluri ontogenetic, organismic și supraorganism.

Ideea nivelurilor structurale de organizare a sistemelor vii s-a format sub influența descoperirii teoriei celulare a structurii corpurilor vii. La mijlocul secolului trecut, celula era considerată ca o unitate elementară a materiei vii, ca un atom de corpuri anorganice. Studiul problemei structurii vieții, studiat de biologia moleculară, la mijlocul secolului al XX-lea a dus la o revoluție științifică. În a doua jumătate a secolului XX. au fost elucidate compoziția materialului, structura celulei și procesele care au loc în ea.

Fiecare celulă conține o formațiune densă în mijloc, numită miez, care plutește în „semi-lichid” citoplasma. Toate sunt închise în membrana celulara. Celula este necesară pentru aparat de reproducere, care se află în centrul ei. Fără celulă, aparatul genetic nu ar putea exista. Substanța de bază a celulei proteine, dintre care molecule conțin de obicei câteva sute aminoacizi si arata ca margele sau bratari cu brelocuri, formate din lanturile principale si laterale.Toate speciile vii au propriile proteine ​​speciale, determinate de aparatul genetic.

Proteinele care intră în organism sunt descompuse în aminoacizi, care sunt apoi utilizați de organism pentru a-și construi propriile proteine. Acizi nucleici crea enzime, controlul reacțiilor. Deși compoziția proteinelor corpului uman include 20 de aminoacizi, pentru aceasta sunt absolut obligatorii doar 9. Restul, aparent, sunt produse de organismul însuși. O trăsătură caracteristică a aminoacizilor conținuti nu numai în corpul uman, ci și în alte sisteme vii (animale, plante și chiar viruși), este că toți sunt izomeri stângaci ai planului de polarizare, deși în principiu există aminoacizi si rotatie dreapta.

Cercetările ulterioare au vizat studierea mecanismelor de reproducere și ereditate în speranța de a descoperi în ele acel lucru specific care deosebește viu de neviu. Cea mai importantă descoperire de-a lungul acestei căi a fost izolarea din compoziția nucleului celular a unei substanțe bogate în fosfor, care are proprietățile unui acid și a fost numită ulterior. acid nucleic. Ulterior, a fost posibil să se identifice componenta carbohidrată a acestor acizi, dintre care unul conținea D-dezoxiriboză, iar celălalt P-riboză. În consecință, primul tip de acizi a devenit cunoscut ca acizi dezoxiribonucleici, sau ADN prescurtat, iar al doilea tip - ribonucleic, sau pe scurt ARN.

Secțiuni de ADN care există ca unități indivizibile funcțional - gene, codifică structura (secvența de aminoacizi) a unei singure proteine ​​sau acid ribonucleic. Totalitatea genelor unei celule sau a întregului organism este genotip. Spre deosebire de genotip genomului nămol Fondului genetic reprezinta o caracteristica a unei specii, nu a unui individ.In 2001 a fost descifrat genomul uman. Lungimea genomului uman (tot ADN-ul în 46 de cromozomi) ajunge la 2 m și include 3 miliarde de perechi de nucleotide.

Rolul ADN-ului în păstrarea și transmiterea eredității a fost elucidat după ce, în 1944, microbiologii americani au reușit să demonstreze că ADN-ul liber izolat din pneumococi are capacitatea de a transmite informatii genetice.

complementaritatea- corespondenţa reciprocă, care asigură legătura structurilor complementare (macromolecule, molecule, radicali) B şi este determinată de proprietăţile lor chimice. Complementaritatea este posibilă „dacă suprafețele moleculelor au structuri complementare, astfel încât grupul proeminent (sau sarcina pozitivă) de pe o suprafață să corespundă cu cavitatea (sau sarcina negativă) de pe cealaltă. Cu alte cuvinte, moleculele care interacționează ar trebui să se potrivească împreună ca un cheia unui lacăt” (J. Watson). Complementaritatea lanțurilor de acid nucleic se bazează pe interacțiunea bazelor lor azotate constitutive. Deci, numai atunci când adenina (A) este situată într-un lanț împotriva timinei (T) (sau uracilului - U) - în celălalt, iar guanina (G) - împotriva citozinei (C) în aceste lanțuri, între baze apar legături de hidrogen. . Complementaritatea este aparent singurul și universal mecanism chimic de stocare a matricei și transmitere a informațiilor genetice.

În 1953, James Watson și Francis Crick au propus și au confirmat experimental ipoteza structurii moleculei DNB ca purtător material de informații. În anii 1960 Oamenii de știință francezi Francois Jacob și Jacques Monod au rezolvat una dintre cele mai importante probleme ale activității genelor, dezvăluind caracteristica fundamentală a funcționării naturii vii la nivel molecular. El a demonstrat că, în funcție de activitatea lor funcțională, toate genele sunt împărțite în gene „de reglare” care codifică structura proteinei de reglementare și „gene structurale” care codifică sinteza enzimelor.

Reproducerea propriului fel și moștenirea trăsăturilor se realizează cu ajutorul informațiilor ereditare, al cărei purtător material sunt moleculele de ADN acid dezoxiribonucleic (ADN) constă din două lanțuri care merg în direcții opuse și se răsucesc unul în jurul altele ca firele electrice.Seamănă cu o scară în spirală. Porțiunea unei molecule de ADN care servește ca șablon pentru sinteza unei singure proteine ​​se numește genă. Genele sunt localizate pe cromozomi (părți ale nucleilor celulari). S-a dovedit că funcția principală a genelor este de a codifica sinteza proteinelor. Mecanismul de transfer al informațiilor de la ADN la structurile morfologice a fost propus de binecunoscutul fizician teoretician G. Gamow, indicând faptul că este necesară o combinație de trei nucleotide ADN pentru a codifica un aminoacid.

Nivelul molecular al studiului a făcut posibil să se arate că principalul mecanism de variabilitate și selecția ulterioară sunt mutațiile care apar la nivel genetic molecular. O mutație este o modificare parțială a structurii unei gene. Efectul său final este de a schimba proprietățile proteinelor codificate de genele mutante. Trăsătura care a apărut ca urmare a unei mutații nu dispare, ci se acumulează. Mutațiile sunt cauzate de radiații, compuși chimici, schimbări de temperatură și, în cele din urmă, pot fi pur și simplu aleatorii. Acțiunea selecției naturale se manifestă la nivelul unui organism viu, integral.

Deoarece celula poate fi considerată sistemul minim de viață independent, studiul nivelului ontogenetic ar trebui să înceapă cu celula. În prezent, există trei tipuri de nivel ontogenetic de organizare a sistemelor vii, care reprezintă trei linii de dezvoltare a lumii vii: 1) procariote - celule lipsite de nuclee; 2) eucariote care au apărut mai târziu - celule care conţin nuclee;

3) arhebacterii - ale căror celule sunt asemănătoare, pe de o parte, cu procariotele, pe de altă parte, cu eucariotele. Aparent, toate aceste trei linii de dezvoltare provin dintr-un singur sistem de viață minim primar, care poate fi numit protocelulă. O abordare structurală a analizei sistemelor vii primare la nivel ontogenetic necesită o acoperire suplimentară a caracteristicilor funcționale ale activității lor vitale și ale metabolismului.

Celulele formează țesuturi, iar mai multe tipuri de țesuturi formează organe. Grupuri de organe asociate cu rezolvarea unor sarcini comune, le numesc sisteme corporale.

Nivelul ontogenetic de organizare se referă la organismele vii individuale - unicelulare și pluricelulare. În diferite organisme, numărul de celule variază semnificativ. În funcție de numărul de celule, toate organismele vii sunt împărțite în cinci regate.

Primele organisme vii au avut celule unice, apoi evoluția vieții a complicat structura și numărul de celule a crescut. Unicelular organismele care au o structură simplă se numesc monomeri (greacă"shopegeb" - simplu), sau bacterii. Organismele unicelulare cu o structură mai complexă aparțin regnului algelor sau al prostitelor. Printre alge există și protozoare pluricelular organisme. Multicelulare includ plante, ciuperci și animale. Organismele vii sunt clasificate în funcție de relația lor evolutivă, de aceea se crede că organismele multicelulare au avut ca strămoși prostatele, iar cele care au descendit din Moner. Dar cele trei regnuri multicelulare au provenit din diferite prostite.Fiecare grup de organisme multicelulare - plante, animale si ciuperci - are propriul plan structural adaptat modului sau de viata, iar fiecare specie in procesul de evolutie a dezvoltat o anumita versiune a acestui mai degraba. plan flexibil. Aproape fiecare specie este formată din grupuri de indivizi care diferă ca structură, dar în același timp înrudite consanguin. O specie nu este o simplă colecție de indivizi, ci un sistem complex de grupări, subordonate și strâns legate între ele.

Iată o schemă foarte simplificată de subordonare a unităților sistematice utilizate pentru clasificarea naturală:

VIEW este principala unitate structurală și de clasificare (taxonomică) în taxonomia organismelor vii. Specia este desemnată în conformitate cu nomenclatura binară.

Genul - principala categorie de unități taxonomice supraspecifice (rang) în taxonomia plantelor și animalelor, reunește speciile apropiate ca origine.

CLASĂ (lat.„s1a881 $” - categorie, grup), una dintre cele mai înalte categorii taxonomice (ranguri) în taxonomia animalelor și plantelor. O specie este unită prin ordine înrudite (animale) sau ordine (plante). Clasa are un plan structural comun și strămoși comuni, include noroi (animale) B sau departamente (plante).

TIP - categoria taxonomică (rang) în taxonomia animalelor. Un tip (uneori mai întâi un subtip) combină clase care sunt apropiate ca origine. Toți reprezentanții de același tip au un singur plan de construcție. Ti reflectă principalele ramuri ale arborelui filogenetic al animalelor. Toate animalele aparțin a 16 tipuri. În taxonomia plantelor, unui departament îi corespunde un tip.

SUBREGAT (unicelular, pluricelular).

REGATUL (plante, animale, ciuperci, pelete, viruși) - cea mai înaltă categorie taxonomică (rang). Din vremea lui Aristotel, lumea a fost împărțită organic în două regate - plante și animale, iar conform ultimei sistematici - în cinci regate.

SUPERREGAT (non-nuclear și nuclear).

IMPERIUL (precelular și celular).

Cunoscutul biolog german E. Haeckel a descoperit legea biogenetică pentru nivelul organismic al clasificării viețuitoarelor, conform căreia ontogeneza pe scurt repetă filogeneza, i.e. un organism individual în dezvoltarea sa individuală repetă istoria genului într-o formă prescurtată.

Nivelul supraorganism are în vedere organismele în raport cu mediul și începe cu populația. Nivelul populației începe cu studiul relației și interacțiunii dintre seturi de indivizi din aceeași specie care au un singur grup de gene și ocupă un singur teritoriu. Astfel de colecții, sau mai degrabă sisteme de organisme vii, constituie o anumită populație. Este evident că nivelul populației depășește sfera unui organism individual și de aceea se numește nivel supraorganism de organizare. Populația este primul nivel supraorganism de organizare a ființelor vii, care, deși strâns legat de nivelurile lor ontogenetice și moleculare, se deosebește calitativ de acestea prin natura interacțiunii elementelor constitutive, deoarece în această interacțiune ele acționează ca comunități integrale de organisme. . Potrivit ideilor moderne, populațiile sunt cele care servesc ca unități elementare de evoluție.

Al doilea nivel supraorganism de organizare a viețuitoarelor este alcătuit din diverse sisteme de populații, care sunt numite biocenoze, sau comunități. Sunt asociații mai extinse de ființe vii și sunt mult mai dependente de factorii de dezvoltare non-biologici sau abiotici.

Cel de-al treilea nivel supraorganism de organizare conține diverse biocenoze ca elemente, și se caracterizează și mai mult prin dependența de numeroase condiții terestre și abiotice ale existenței sale (geografice, climatice, hidrologice, atmosferice etc.). Termenul de biogeocenoză sau sistem ecologic (ecosisteme) este folosit pentru a-l desemna.

Al patrulea nivel de organizare al superorganismului ia naștere din unificarea unei mari varietăți de biogeocenoze și se numește acum biosferă.

Pentru a caracteriza interacțiunea trofică (alimentară) a unei populații și a biocenozelor, este esențială regula generală, conform căreia cu cât legăturile alimentare dintre organisme și populații sunt mai lungi și mai complexe, cu atât este mai viabil și stabil un sistem viu al oricărui sistem (supraorganism). ) nivelul este. Din aceasta devine clar că din punct de vedere biologic, la acest nivel, caracterul trofic al interacțiunii dintre elementele care alcătuiesc sistemul viu capătă o importanță decisivă.

Astfel, pe baza criteriului de scară, se disting următoarele niveluri de organizare a celor vii (Fig. 13.1):

biosferic- cuprinzând totalitatea organismelor vii ale Pământului împreună cu mediul lor natural;

nivelul biogeocenozelor, constând din zone ale Pământului cu o anumită compoziție de componente vii și nevii, reprezentând un singur complex natural, ecosistem;

populație-specie- formată din încrucișarea liberă a indivizilor din aceeași specie;

organism şi organ-ţesut- reflectă semnele indivizilor, structura, fiziologia, comportamentul acestora, precum și structura și funcția organelor și țesuturilor ființelor vii;

celulare și subcelulare- reflectă procesele de specializare celulară, precum și diverse incluziuni intracelulare;

molecular- face obiectul biologiei moleculare, una dintre cele mai importante probleme ale căreia este studiul mecanismelor de transfer al informației genetice și dezvoltarea ingineriei genetice și a biotehnologiei.

Un organism viu este subiectul principal studiat de o astfel de știință precum biologia. Este un sistem complex format din celule, organe și țesuturi. Un organism viu este unul care are o serie de trăsături caracteristice. El respiră și mănâncă, se agită sau se mișcă și are, de asemenea, urmași.

Știința vieții

Termenul de „biologie” a fost introdus de J.B. Lamarck - naturalist francez - în 1802. Cam în aceeași perioadă și independent de el, botanistul german G.R. a dat un asemenea nume științei lumii vii. Treviranus.

Numeroase ramuri ale biologiei iau în considerare diversitatea nu numai a organismelor existente în prezent, ci și a organismelor deja dispărute. Ei studiază originea și procesele evolutive ale acestora, structura și funcția, precum și dezvoltarea individuală și relațiile cu mediul și între ei.

Secțiunile de biologie iau în considerare modele particulare și generale care sunt inerente tuturor viețuitoarelor în toate proprietățile și manifestările. Acest lucru se aplică reproducerii, metabolismului și eredității, dezvoltării și creșterii.

Începutul etapei istorice

Primele organisme vii de pe planeta noastră diferă în mod semnificativ în structura lor de cele existente în prezent. Erau incomparabil mai simple. De-a lungul întregii etape a formării vieții pe Pământ, El a contribuit la îmbunătățirea structurii ființelor vii, ceea ce le-a permis să se adapteze la condițiile lumii înconjurătoare.

În stadiul inițial, organismele vii din natură au mâncat numai componente organice care au apărut din carbohidrații primari. În zorii istoriei lor, atât animalele, cât și plantele erau cele mai mici creaturi unicelulare. Erau asemănătoare cu amibele de astăzi, cu algele albastre-verzi și cu bacteriile. În cursul evoluției, au început să apară organisme pluricelulare, care erau mult mai diverse și mai complexe decât predecesorii lor.

Compoziție chimică

Un organism viu este unul care este format din molecule de substanțe anorganice și organice.

Prima dintre aceste componente este apa, precum și sărurile minerale. găsite în celulele organismelor vii sunt grăsimi și proteine, acizi nucleici și carbohidrați, ATP și multe alte elemente. Este demn de remarcat faptul că organismele vii în compoziția lor conțin aceleași componente pe care le au obiectele. Principala diferență este în raportul dintre aceste elemente. Organismele vii sunt acele nouăzeci și opt la sută din a căror compoziție este hidrogen, oxigen, carbon și azot.

Clasificare

Lumea organică a planetei noastre de astăzi are aproape un milion și jumătate de specii diverse de animale, jumătate de milion de specii de plante și zece milioane de microorganisme. O asemenea diversitate nu poate fi studiată fără sistematizarea ei detaliată. Clasificarea organismelor vii a fost dezvoltată pentru prima dată de naturalistul suedez Carl Linnaeus. Și-a bazat munca pe principiul ierarhic. Unitatea de sistematizare a fost specia, al cărei nume s-a propus să fie dat doar în latină.

Clasificarea organismelor vii folosită în biologia modernă indică legăturile de familie și relațiile evolutive ale sistemelor organice. În același timp, se păstrează principiul ierarhiei.

Totalitatea organismelor vii care au o origine comună, același set de cromozomi, adaptate la condiții similare, care trăiesc într-o anumită zonă, se încrucișează liber și produc descendenți capabili de reproducere, este o specie.

Există o altă clasificare în biologie. Această știință împarte toate organismele celulare în grupuri în funcție de prezența sau absența unui nucleu format. Aceasta este

Primul grup este reprezentat de organisme primitive fără nucleu. O zonă nucleară iese în evidență în celulele lor, dar conține doar o moleculă. Acestea sunt bacterii.

Adevărații reprezentanți nucleari ai lumii organice sunt eucariotele. Celulele organismelor vii din acest grup au toate componentele structurale principale. Nucleul lor este, de asemenea, clar definit. Acest grup include animale, plante și ciuperci.

Structura organismelor vii poate fi nu numai celulară. Biologia studiază alte forme de viață. Acestea includ organisme necelulare, cum ar fi virușii, precum și bacteriofagi.

Clase de organisme vii

În sistematica biologică, există un rang de clasificare ierarhică, pe care oamenii de știință îl consideră unul dintre principalele. El distinge clase de organisme vii. Principalele includ următoarele:

bacterii;

animale;

Plante;

Alge.

Descrierea claselor

O bacterie este un organism viu. Este un organism unicelular care se reproduce prin diviziune. Celula unei bacterii este închisă într-o înveliș și are o citoplasmă.

Ciupercile aparțin următoarei clase de organisme vii. În natură, există aproximativ cincizeci de mii de specii ale acestor reprezentanți ai lumii organice. Cu toate acestea, biologii au studiat doar cinci la sută din totalul lor. Interesant este că ciupercile au unele caracteristici atât ale plantelor, cât și ale animalelor. Un rol important al organismelor vii din această clasă constă în capacitatea de a descompune materialul organic. De aceea, ciupercile pot fi găsite în aproape toate nișele biologice.

Lumea animală se mândrește cu o mare diversitate. Reprezentanții acestei clase pot fi găsiți în zonele în care, s-ar părea, nu există condiții de existență.

Animalele cu sânge cald sunt clasa cea mai bine organizată. Și-au primit numele de la felul în care își hrănesc urmașii. Toți reprezentanții mamiferelor sunt împărțiți în ungulate (girafă, cal) și carnivore (vulpe, lup, urs).

Reprezentanții lumii animale sunt insectele. Există un număr mare de ei pe Pământ. Ei înoată și zboară, se târăsc și sar. Multe dintre insecte sunt atât de mici încât nici măcar nu sunt capabile să reziste la tensiunea apei.

Amfibienii și reptilele au fost printre primele vertebrate care au ajuns pe pământ în vremuri istorice îndepărtate. Până acum, viața reprezentanților acestei clase este legată de apă. Deci, habitatul adulților este uscat, iar respirația lor este efectuată de plămâni. Larvele respiră prin branhii și înoată în apă. În prezent, pe Pământ există aproximativ șapte mii de specii din această clasă de organisme vii.

Păsările sunt reprezentanți unici ai faunei planetei noastre. Într-adevăr, spre deosebire de alte animale, ele sunt capabile să zboare. Aproape opt mii șase sute de specii de păsări trăiesc pe Pământ. Reprezentanții acestei clase sunt caracterizați prin penaj și ovipoziție.

Peștii aparțin unui grup uriaș de vertebrate. Ei trăiesc în corpuri de apă și au aripioare și branhii. Biologii împart peștii în două grupuri. Acestea sunt cartilaj și oase. În prezent, există aproximativ douăzeci de mii de tipuri diferite de pești.

În cadrul clasei de plante există o gradație proprie. Reprezentanții florei sunt împărțiți în dicotiledone și monocotiledone. În prima dintre aceste grupe, sămânța conține un embrion format din două cotiledoane. Puteți identifica reprezentanții acestei specii după frunze. Sunt străpunse cu o plasă de vene (porumb, sfeclă). Embrionul are un singur cotiledon. Pe frunzele unor astfel de plante, nervurile sunt dispuse paralel (ceapa, grau).

Clasa de alge include mai mult de treizeci de mii de specii. Acestea sunt plante spori care locuiesc în apă care nu au vase, dar au clorofilă. Această componentă contribuie la implementarea procesului de fotosinteză. Algele nu formează semințe. Reproducerea lor are loc vegetativ sau prin spori. Această clasă de organisme vii diferă de plantele superioare prin absența tulpinilor, frunzelor și rădăcinilor. Au doar așa-numitul corp, care se numește talus.

Funcții inerente organismelor vii

Ce este fundamental pentru orice reprezentant al lumii organice? Aceasta este implementarea proceselor de schimb de energie și materie. Într-un organism viu, există o transformare constantă a diferitelor substanțe în energie, precum și modificări fizice și chimice.

Această funcție este o condiție indispensabilă pentru existența unui organism viu. Datorită metabolismului, lumea ființelor organice diferă de cea anorganică. Da, în obiectele neînsuflețite există și modificări ale materiei și transformarea energiei. Cu toate acestea, aceste procese au diferențele lor fundamentale. Metabolismul care are loc în obiectele anorganice le distruge. În același timp, organismele vii fără procese metabolice nu își pot continua existența. Consecința metabolismului este reînnoirea sistemului organic. Oprirea proceselor metabolice atrage moartea.

Funcțiile unui organism viu sunt variate. Dar toate sunt direct legate de procesele metabolice care au loc în el. Aceasta poate fi creșterea și reproducerea, dezvoltarea și digestia, nutriția și respirația, reacțiile și mișcarea, excreția de deșeuri și secreție etc. Baza oricărei funcții a corpului este un set de procese de transformare a energiei și a substanțelor. Mai mult, acest lucru este la fel de relevant pentru capacitățile țesuturilor, celulei, organului și întregului organism.

Metabolismul la oameni și animale include procesele de nutriție și digestie. La plante, se realizează cu ajutorul fotosintezei. Un organism viu în implementarea metabolismului se aprovizionează cu substanțele necesare existenței.

O trăsătură distinctivă importantă a obiectelor lumii organice este utilizarea surselor externe de energie. Un exemplu în acest sens este lumina și mâncarea.

Proprietăți inerente organismelor vii

Orice unitate biologică are în componența sa elemente separate, care, la rândul lor, formează un sistem indisolubil legat. De exemplu, în ansamblu, toate organele și funcțiile unei persoane reprezintă corpul său. Proprietățile organismelor vii sunt diverse. Pe lângă o singură compoziție chimică și posibilitatea implementării proceselor metabolice, obiectele lumii organice sunt capabile de organizare. Din mișcarea moleculară haotică se formează anumite structuri. Acest lucru creează o anumită ordine în timp și spațiu pentru toate lucrurile vii. Organizarea structurală este un întreg complex al celor mai complexe procese de autoreglare care decurg într-o anumită ordine. Acest lucru vă permite să mențineți constanța mediului intern la nivelul necesar. De exemplu, hormonul insulina reduce cantitatea de glucoză din sânge atunci când este în exces. În lipsa acestei componente, este completată cu adrenalină și glucagon. De asemenea, organismele cu sânge cald au numeroase mecanisme de termoreglare. Aceasta este extinderea capilarelor pielii și transpirația intensă. După cum puteți vedea, aceasta este o funcție importantă pe care o îndeplinește organismul.

Proprietățile organismelor vii, caracteristice doar pentru lumea organică, sunt incluse și în procesul de auto-reproducere, deoarece existența oricăror are o limită de timp. Doar auto-reproducția poate susține viața. Această funcție se bazează pe procesul de formare a unor noi structuri și molecule, datorită informațiilor care sunt încorporate în ADN. Auto-reproducția este indisolubil legată de ereditatea. La urma urmei, fiecare dintre ființele vii dă naștere propriului soi. Prin ereditate, organismele vii își transmit trăsăturile, proprietățile și semnele de dezvoltare. Această proprietate se datorează constanței. Există în structura moleculelor de ADN.

O altă proprietate caracteristică organismelor vii este iritabilitatea. Sistemele organice reacționează întotdeauna la schimbările interne și externe (impacte). În ceea ce privește iritabilitatea corpului uman, aceasta este indisolubil legată de proprietățile inerente țesutului muscular, nervos și glandular. Aceste componente sunt capabile să dea un impuls răspunsului după contracția musculară, plecarea unui impuls nervos, precum și secreția de diferite substanțe (hormoni, salivă etc.). Și dacă un organism viu este lipsit de sistemul nervos? Proprietățile organismelor vii sub formă de iritabilitate se manifestă în acest caz prin mișcare. De exemplu, protozoarele lasă soluții în care concentrația de sare este prea mare. În ceea ce privește plantele, acestea sunt capabile să schimbe poziția lăstarilor pentru a absorbi cât mai mult lumina.

Orice sistem viu poate răspunde la acțiunea unui stimul. Aceasta este o altă proprietate a obiectelor lumii organice - excitabilitatea. Acest proces este asigurat de țesuturile musculare și glandulare. Una dintre reacțiile finale ale excitabilității este mișcarea. Capacitatea de a se mișca este o proprietate comună a tuturor ființelor vii, în ciuda faptului că în exterior unele organisme sunt lipsite de ea. La urma urmei, mișcarea citoplasmei are loc în orice celulă. Se mișcă și animalele atașate. La plante se observă mișcări de creștere datorate creșterii numărului de celule.

Habitat

Existența obiectelor lumii organice este posibilă numai în anumite condiții. O parte a spațiului înconjoară invariabil un organism viu sau un întreg grup. Acesta este habitatul.

În viața oricărui organism, componentele organice și anorganice ale naturii joacă un rol semnificativ. Au un efect asupra lui. Organismele vii sunt forțate să se adapteze la condițiile existente. Deci, unele dintre animale pot trăi în nordul îndepărtat la temperaturi foarte scăzute. Alții sunt capabili să existe doar la tropice.

Există mai multe habitate pe planeta Pământ. Printre acestea se numără:

Tere-apa;

sol;

sol;

Organism viu;

Pământ-aer.

Rolul organismelor vii în natură

Viața pe planeta Pământ există de trei miliarde de ani. Și în tot acest timp organismele s-au dezvoltat, s-au schimbat, s-au așezat și, în același timp, și-au afectat mediul.

Influența sistemelor organice asupra atmosferei a determinat apariția mai multor oxigen. Acest lucru a redus semnificativ cantitatea de dioxid de carbon. Plantele sunt principala sursă de producere de oxigen.

Sub influența organismelor vii, s-a schimbat și compoziția apelor Oceanului Mondial. Unele roci sunt de origine organică. Mineralele (ulei, cărbune, calcar) sunt și ele rezultatul funcționării organismelor vii. Cu alte cuvinte, obiectele lumii organice sunt un factor puternic care transformă natura.

Organismele vii sunt un fel de indicator care indică calitatea mediului uman. Ele sunt conectate prin procese complexe cu vegetația și solul. Odată cu pierderea a cel puțin o singură verigă din acest lanț, se va produce un dezechilibru al sistemului ecologic în ansamblu. De aceea este important ca circulația energiei și substanțelor pe planetă să păstreze toată diversitatea existentă a reprezentanților lumii organice.

Cuvinte cheie abstracte: varietate de organisme vii, sistematică, nomenclatură biologică, clasificare a organismelor, clasificare biologică, taxonomie.

În prezent, pe Pământ au fost descrise peste 2,5 milioane de specii de organisme vii. Pentru a eficientiza diversitatea organismelor vii sunt sistematică, clasificareși taxonomie.

Sistematică - o ramură a biologiei, a cărei sarcină este de a descrie și împărți în grupuri (taxoni) tuturor organismelor existente și dispărute, de a stabili legături de familie între ele, de a elucida proprietățile și caracteristicile lor comune și particulare.

Secţiuni de sistematică biologică sunt nomenclatura biologicăși clasificare biologică.

Nomenclatura biologică

Biolnomenclatura logica este că fiecare specie primește un nume format din denumiri generice și specifice. Sunt reglementate regulile de atribuire a numelor adecvate speciilor coduri de nomenclatură internațională.

Pentru denumirile internaționale de specii, utilizați limba latină . Numele complet al speciei include și numele omului de știință care a descris specia, precum și anul publicării descrierii. De exemplu, numele internațional vrabia de casă - Passer domesticus(Linnaeus, 1758), A vrabia de câmp - Passer montanus(Linnaeus, 1758). De obicei, în textul tipărit, numele speciilor sunt scrise în cursive, dar numele descrietorului și anul descrierii nu sunt.

Cerințele codurilor se aplică numai denumirilor internaționale de specii. În rusă, poți scrie și „ vrabia de câmp " și " vrabia de copac ».

clasificare biologică

Clasificarea organismelor utilizări taxoni ierarhici(grupuri sistematice). Taxonii au diferit ranguri(niveluri). Rândurile taxonilor pot fi împărțite în doua grupuri: obligatoriu (orice organism clasificat aparține taxonilor acestor ranguri) și suplimentar (folosit pentru a clarifica poziția relativă a taxonilor principali). La sistematizarea diferitelor grupuri, se utilizează un set diferit de ranguri suplimentare de taxon.

Taxonomie- o secțiune de sistematică care dezvoltă bazele teoretice ale clasificării. taxon un grup de organisme identificate artificial de o persoană, legate de un grad sau altul de rudenie și. în același timp, este suficient de izolat încât să i se atribuie o anumită categorie taxonomică de un rang sau altul.

În clasificarea modernă, există următoarele ierarhia taxonilor: regat, departament (tip în taxonomia animală), clasă, ordine (echipă în taxonomia animală), familie, gen, specie. În plus, alocă taxoni intermediari : supra și sub-regate, supra și subdiviziuni, supra și sub-clase etc.

Tabelul „Diversitatea organismelor vii”

Acesta este un rezumat al subiectului. Alegeți următorii pași:

• Treceți la următorul rezumat:

Știința clasificării animalelor se numește sistematică sau taxonomie. Această știință determină relația dintre organisme. Gradul de relație nu este întotdeauna determinat de similitudinea externă. De exemplu, șoarecii marsupiali sunt foarte asemănători cu șoarecii obișnuiți, iar tupai sunt foarte asemănători cu veverițele. Cu toate acestea, aceste animale aparțin unor ordine diferite. Dar armadillos, furnici și leneși, complet diferiți unul de celălalt, sunt uniți într-o singură echipă. Cert este că legăturile de familie dintre animale sunt determinate de originea lor. Studiind structura scheletului și a sistemului dentar al animalelor, oamenii de știință determină care animale sunt cele mai apropiate unele de altele, iar descoperirile paleontologice ale speciilor antice de animale dispărute ajută la stabilirea mai precisă a relației dintre descendenții lor. joacă un rol important în taxonomia animalelor geneticaștiința legilor eredității.

Primele mamifere au apărut pe Pământ în urmă cu aproximativ 200 de milioane de ani, despărțindu-se de reptilele asemănătoare animalelor. Calea istorică de dezvoltare a lumii animale se numește evoluție. În cursul evoluției, a avut loc selecția naturală - au supraviețuit doar acele animale care au reușit să se adapteze la condițiile de mediu. Mamiferele s-au dezvoltat în direcții diferite, formând multe specii. Sa întâmplat ca animalele cu un strămoș comun la un moment dat au început să trăiască în condiții diferite și să dobândească abilități diferite în lupta pentru supraviețuire. Aspectul lor s-a transformat, din generație în generație, s-au fixat schimbări utile pentru supraviețuirea speciei. Animalele ai căror strămoși arătau la fel relativ recent au început să difere foarte mult unele de altele de-a lungul timpului. În schimb, speciile care au avut strămoși diferiți și au trecut prin căi evolutive diferite se găsesc uneori în aceleași condiții și, schimbându-se, devin asemănătoare. Astfel, speciile neînrudite dobândesc trăsături comune și numai știința le poate urmări istoria.

Clasificarea lumii animale

Natura vie a Pământului este împărțită în cinci regate: bacterii, protozoare, ciuperci, plante și animale. Regatele, la rândul lor, sunt împărțite în tipuri. Exista 10 tipuri Animale: bureți, briozoare, viermi plati, viermi rotunzi, anelide, celenterate, artropode, moluște, echinoderme și cordate. Chordurile sunt cel mai avansat tip de animal. Ele sunt unite prin prezența unei coarde - axa scheletică primară. Cele mai dezvoltate cordate sunt grupate în subfilul vertebratelor. Notocorda lor este transformată într-o coloană vertebrală.

regate

Tipurile sunt împărțite în clase. Total există 5 clase de vertebrate: pești, amfibieni, păsări, reptile (reptile) și mamifere (animale). Mamiferele sunt cele mai bine organizate animale dintre toate vertebratele. Toate mamiferele sunt unite prin faptul că își hrănesc puii cu lapte.

Clasa de mamifere este împărțită în subclase: ovipare și vivipare. Mamiferele ovipare se reproduc prin depunerea de ouă precum reptilele sau păsările, dar puii sunt alăptați. Mamiferele vivipare sunt împărțite în infraclase: marsupiale și placentare. Marsupialele dau naștere pui subdezvoltați, care sunt purtați mult timp în punga de puiet a mamei. În placentar, embrionul se dezvoltă în uter și se naște deja format. Mamiferele placentare au un organ special - placenta, care face schimb de substanțe între organismul mamei și embrion în timpul dezvoltării intrauterine. Marsupialele și oviparele nu au placentă.

Tipuri de animale

Clasele sunt împărțite în echipe. Total există 20 de ordine de mamifere. În subclasa oviparelor - un singur ordin: monotreme, în infraclasa marsupialelor - un singur ordin: marsupiale, în infraclasa placentare 18 ordine: edentate, insectivore, aripi lânoase, lilieci, primate, carnivore, pinipede, cetacee, sirene, proboscis , hyraxs, aardvarks, artiodactile, calusuri, șopârle, rozătoare și lagomorfe.

Clasa de mamifere

Unii oameni de știință disting o detașare independentă de tupaya de ordinul primatelor, un detașament de păsări săritoare este izolat din ordinul insectivorelor, iar prădătoarele și pinipedele sunt combinate într-o singură ordine. Fiecare ordin este împărțit în familii, familii - în genuri, genuri - în specii. În total, aproximativ 4.000 de specii de mamifere trăiesc în prezent pe pământ. Fiecare animal individual este numit individ.