Кто царствует в живой природе. Царства живой природы

ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. Какие общие признаки характерны для всех живых организмов?

Общие признаки живых организмов-это раздражимость, обмен веществ, гомеостаз, размножение, питание и дыхание.

Вопрос 2. Какие виды организмов вы знаете?

Различают следующие виды организмов – растения, животные, грибы, бактерии и вирусы.

Вопрос 1. Для чего классифицируют организмы?

Для того чтобы было удобно изучать живую природу, организмы распределяют по группам, то есть классифицируют. Классификация позволяет разобраться в огромном многообразии видов, распределить их в строгом порядке.

Вопрос 2. Каковы отличительные признаки царств живой природы? Приведите примеры организмов всех царств.

Царство - очень большая группа организмов, которые обладают сходными признаками строения и процессов жизнедеятельности, отличаются от других групп способом питания и строением клетки. Например, представители царства Растения характеризуются наличием в их клетках зелёного пигмента (хлорофилла) и способностью создавать органические вещества из неорганических. Почти все они ведут неподвижный образ жизни.

Организмы царства Животные отличает огромное многообразие и сложные формы поведения. Животные в отличие от растений питаются готовыми органическими веществами. Они активно отыскивают пищу, убежища от врагов и непогоды, места, благоприятные для размножения.

Царство Бактерии включает мельчайшие одноклеточные организмы, невидимые невооружённым глазом. В клетках бактерий нет ядра.

Грибы долго относили то к растениям, то к животным. Сейчас их выделяют в особое царство живой природы. Грибы - одна из наиболее разнообразных групп живых организмов. Они питаются готовыми органическими веществами.

Вопрос 3. Что такое вид? Приведите примеры видовых названий.

Вид - это группа организмов (особей), сходных между собой и занимающих общую территорию. Названия видов состоят из двух слов, например берёза бородавчатая и берёза пушистая, заяц русак и заяц беляк. Одни виды широко распространены на Земле, их можно встретить повсюду, например подорожник большой, одуванчик лекарственный, заяц русак.

Расспросите родителей или узнайте в Интернете, почему бактерии могут быть «кулинарами», «фармацевтами», «помощниками земле дельца». Подготовьте сообщение.

Технологическое применение биологических агентов, а именно использование бактерий с целью получения конкретных продуктов или проведения контролируемых направленных изменений, является основой биотехнологии.

Тысячи лет назад человек, ничего не зная о биотехнологиях, использовал их в своем хозяйстве – он варил пиво, занимался виноделием, пек хлеб и делал молочнокислые продукты и сыры.

В современном мире практическое значение методов биотехнологии с использованием бактерий трудно переоценить – они применяются в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, в медицине и фармакологии, при добыче полезных ископаемых и их переработке, в процессе очистки воды в природе и в септиках, во многих сферах жизни человека.

Пищевая индустрия

Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили молочнокислые бактерии и дрожжи.

Механизм воздействия бактерий и дрожжей состоит в переработке молочного сахара в молочную кислоту, в результате чего нейтральный продукт превращается в молочнокислый.

Молочнокислые бактерии и дрожжи используют при сквашивании молочных продуктов и овощей, переработке какао-бобов, изготовлении дрожжевого теста. Способность прокариотов оказывать влияние на продукты определяется их высокой ферментативной активностью и определяется выделяемыми ферментами.

Одна из самых древних биотехнологий, используемых человеком, – производство сыров. Использование пропионовокислых бактерий при изготовлении твердых сычужных сыров позволяет получить продукт высокого качества с заданными свойствами.

Использование в технологической схеме пропионовокислых бактерий придает готовым сырам типичный для них цвет, вкус и аромат, обогащая продукт биологически активными веществами.

Бактерии способны в процессе своей жизни избирательно извлекать вещества из сложных соединений, растворяя их в воде. Этот процесс носит название бактериального выщелачивания и имеет большое практическое значение:

1. позволяет извлекать полезные химические вещества из руд, производственных отходов;

2. удалять ненужные примеси – мышьяк из руд цветных и черных металлов.

В промышленности большое практическое значение имеет бактериальное выщелачивание полезных ископаемых (уран, медь) непосредственно на месторождениях.

Современная медицина успешно использует препараты, для производства которых применяются бактерии:

1. инсулин и интерферон получают с использованием генно-инженерных технологий на основе кишечной палочки;

2. ферменты сенной палочки разрушают продукты гнилостного разложения.

Применение человеком методов биотехнологии в сельском хозяйстве успешно решает целый ряд вопросов:

1. создание болезнестойких и высокоурожайных сортов растений;

2. производство удобрений на основе бактерий (нитрагин, агрофил, азотобактерин и др.), в том числе компосты и сброженные (метановое брожение) отходы животноводства;

3. разработка безотходных технологий для сельского хозяйства.

Растениям в природе необходим азот, но усваивать азот из воздуха они не способны, а вот некоторые бактерии, клубеньковые и цианобактерии, в природе производят около 90% от общего числа связанного азота, обогащая им почву.

В сельском хозяйстве используют растения, содержащие на свои корнях клубеньковые бактерии: люцерна, люпин, горох, бобовые культуры.

Эти культуры используют в севообороте для обогащения почвы азотом.

В сельском хозяйстве силосование является одним из основных методов консервации растительной массы и осуществляется путем регулируемого сбраживания под воздействием молочнокислых, кокковидных и палочковидных форм бактерий.

Бактерии разлагают навоз животных, в результате получая метан – углеводородное соединение, которое используется в органическом синтезе.

ПОДУМАЙТЕ!

Почему живые организмы составляют единое целое с неживой природой?

Живая и неживая природа не может существовать по отдельности. Неживая природа является средой обитания для живых организмов.

Вспомните

Какие живые организмы вы знаете?

Ответ. Живые организмы – это вирусы, бактерии, грибы, растения ти животные.

На какие группы можно разделить известные вам живые организмы?

Вопросы после §8

1. Что означает слово «классификация»? Для чего нужна классификация?

Ответ. Классификация – упорядочение, распределение организмов по группам, на основе сходства внешнего и внутреннего строения, а также родственных отношений живых существ.

2. Объясните, по каким признакам ученые относят организмы к одному виду?

Ответ. Основная и наименьшая единица классификации – вид. Признаки, позволяющие объединить организмы в один вид – сходства строения и особенностей жизнедеятельности, способные скрещиваться между собой и давать жизнеспособное потомство, похожее на родителей.

3. Рассмотрите рисунок 28. Какие из указанных царств живой природы вам уже знакомы? Приведите примеры представителей этих царств.

Ответ. Живая природа делится на 5 царств:

Вирусы (представители – вирусы гриппа, оспы, кори);

Бактерии (представители – молочнокислые, туберкулезная палочка, холерный вибрион);

Грибы (представители – дрожжи, плесень, опенок);

Растения (представители – сосна, папоротник, береза);

Животные (представители – дождевой червь, бабочка, лягушка).

4. Какие организмы самые мелкие на Земле? Как ученым удалось их обнаружить и изучить?

Ответ. Самые мелкие на Земле живые организмы – вирусы. Они имеют неклеточное строение. Первым вирусы обнаружил в 1892 году Русский ученый Д.И. Ивановский. Ивановский решил узнать, не вызывает ли табачную мозаику какая-либо бактерия. Он просмотрел под оптическим микроскопом (электронных тогда еще не было) множество больных листьев, но тщетно - никаких признаков бактерий обнаружить не удалось. "А может быть, они такие маленькие, что их нельзя увидеть?" - подумал ученый. Если это так, то они должны пройти через фильтры, которые задерживают на своей поверхности обычные бактерии. Подобные фильтры в то время уже имелись. Мелко растертый лист больного табака Ивановский помещал в жидкость, которую затем фильтровал. Бактерии при этом задерживались фильтром, а прошедшая фильтрацию жидкость должна была быть стерильной и не способной заразить здоровое растение при попадании на него. Но она заражала! В этом суть открытия Ивановского. Здесь сказывается различие в размерах. Вирусы мельче бактерий приблизительно в 100 раз, поэтому они свободно проходили сквозь все фильтры и заражали здоровые растения, попадая на них вместе с отфильтрованной жидкостью. Бактерии к тому же отличаются способностью размножаться в искусственно созданных питательных средах, а открытые Ивановским вирусы этого не делали. Термин вирус (от латинского virus - яд) появился позже. Вот таким образом Ивановский открыл вирусы - новую форму существования жизни.

Подразделяли на два царства – царство животных и царство растений. Основное различие между животными и растениями сводили к способу питания. Животными считали тех, кто использовал в качестве пищи готовый органический материал (гетеротрофный способ питания ), растениями – организмы, сами синтезирующие необходимый органический материал из неорганических соединений (автотрофный способ питания ). Если точнее, то гетеротрофные организмы – это те, которые должны получать в виде его органических соединений, а автотрофные организмы способны использовать углерод в неорганической форме, а именно в виде диоксида углерода (СО 2 , углекислый газ). обычно приходится разыскивать пищу и поэтому они должны быть способны к локомоции. А это предполагает наличие нервной системы, обеспечивающей координацию движений у более высокоорганизованных животных. же ведут неподвижный образ жизни, они неспособны передвигаться и, следовательно, нервная система им не нужна.

Однако в этой классификации упускается из виду тот очевидный факт, что все клеточные организмы распадаются на две естественные группы, называемые теперь прокариотами и эукариотами.

Между двумя этими группами существует фундаментальное различие. Термины «прокариоты» и «эукариоты» отражают различие в локализации (генетического материала) в клетке. У прокариот ДНК не окружена ядерной мембраной и свободно плавает в цитоплазме. Иными словами, у этих клеток нет истинного (оформленного) ядра (pro – перед; karyon – ядро). В клетках же эукариот имеется настоящее ядро (eu – полностью, хорошо). Эукариоты эволюционировали от прокариот.

Рис. 2.4. А. Классификация по Маргелису и Шварцу: все организмы разделяются на пять царств. Вирусы не соответствуют ни одной из групп в данной классификации живых организмов, поскольку они устроены слишком просто, не имеют клеточного строения и не способны существовать независимо от других организмов. Б. Эволюционные взаимоотношения между пятью царствами. Как видно из схемы, начиная с протоктистов, эволюция происходила в направлении многоклеточности.

Деление всех организмов на животных и растения сталкивается с определенными трудностями. Например, грибы – гетеротрофы, но при этом они не способны передвигаться. Так куда же их отнести? Чтобы выйти из этого положения, было решено, что должно существовать более двух царств. В 1982 г. Маргелис и Шварц (Margulis, Schwartz) предложили систему, предусматривающую наличие пяти царств – царство прокариот и четыре царства эукариот (рис. 2.4). Система Маргелиса и Шварца получила широкое признание и именно ее теперь рекомендуют использовать. Считают, что эукариоты образуют надцарство Eukaryotae. Самая противоречивая группа – это протоктисты, возможно потому, что это не естественная группа. Подробно этот вопрос рассматривается в разд. 2.6.

Другую группу «организмов», не укладывающихся ни в одну из систем классификации, образуют вирусы. Вирусы – это чрезвычайно мелкие частицы, состоящие только из генетического материала (ДНК или РНК), окруженного защитной белковой оболочкой. В отличие от всех других организмов вирусы не имеют клеточного строения и способны размножаться, лишь проникнув в живую клетку. Природа вирусов обсуждается в разд. 2.4, а на рис. 2.4, А они выделены в дополнительную группу.

Все мельчайшие организмы, хотя они и не образуют естественной таксономической единицы, часто объединяют в одну группу под общим названием микроорганизмы или микробы . Эта группа включает в себя (прокариоты), вирусы, грибы и протоктисты. Такое объединение удобно в практических целях, поскольку методы, используемые для изучения этих организмов, как правило, схожи. Так, в частности, для их визуального наблюдения нужен , а их культивирование следует проводить в асептических условиях. Наука, изучающая микроорганизмы, образует одну из ветвей биологии, называемую . Микроорганизмы приобретают все большее значение в таких областях науки, как биохимия, генетика, агробиология и медицина; кроме того, они составляют основу важного направления в промышленности, называемого биотехнологией. Этот вопрос более подробно рассматривается в гл. 12. Некоторые микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, играют еще и важную экологическую роль в качестве редуцентов (разд. 10.3.2.).

Первоначально люди делили всю живую природу на животных . Такая классификация отражена еще в трудах Аристотеля. Даже Карл Линней - основоположник современной классификации видов, живший в 18 веке, все еще делил живые организмы лишь на растений и царство животных.

В середине 17 века были открыты одноклеточные организмы, первоначально их распределяли по двум известным царствам и только в 19 веке выделили для них отдельное царство - Протистов.

После того, как появился электронный микроскоп, стало возможным подробно изучить самые мельчайшие организмы. Ученые выяснили, что одни из них имеют ядро, а другие нет, было предложено разделить все живые организмы по этому признаку.

Царство Животных

К этому царству относят многоклеточные гетеротрофные организмы, они отличаются самостоятельной подвижностью, питанием преимущественно с помощью заглатывания пищи. Клетки таких организмов обычно не имеют плотной стенки.

Царство Грибов

Грибы - многоклеточные сапрофиты, то есть организмы, которые питаются за счет перерабатывания мертвой органики. Они отличаются тем, что в результате их деятельности не остается экскрементов. Грибы размножаются спорами. В царстве выделяют подцарство и подцарство миксомицетов, ученые спорят о том, стоит ли относить последние к царству Грибов.

Царство Бактерий

К царству Бактерий относят одноклеточные организмы, которые не имеют полноценного ядра. Существуют бактерии-автотрофы и бактерии- . Обычно бактерии подвижны. Так как бактерии не имеют ядра, их относят к домену . Все бактерии имеют плотную стенку клетки.

Царство Протистов

Организмы, в клетках которых имеется ядро, чаще всего одноклеточные. Организмы попадают в царство Протистов по остаточному принципу, то есть тогда, когда их нельзя отнести к другим царствам организмов. К протистам относят и простейшие.

Царство Вирусов

Вирусы находятся на границе между живой и неживой природой, это неклеточные образования, которые представляют собой набор сложных молекул в белковой оболочке. Вирусы могут воспроизводиться, только находясь в живой клетке другого организма.

Царство Хромистов

Небольшое количество организмов - некоторые водоросли, несколько грибоподобных организмов - имеют в составе своих клеток 2 ядра. Их выделили в отдельное царство только в 1998 году.

Царство Архей

Первые археи были найдены в геотермальных источниках

Простейшие доядерные одноклеточные организмы, которые появились на Земле одними из первых, они приспособлены жить не в кислородной, а в метановой атмосфере, поэтому их находят в экстремальных средах.

Еще сравнительно недавно по всеобщему признанию все организмы подразделяли на два царства - царство животных и царство растений. Основное различие между животными и растениями сводили к способу питания. Животными считали тех, кто использовал в качестве пищи готовый органический материал (гетеротрофный способ питания), растениями - организмы, сами синтезирующие необходимый органический материал из неорганических соединений (автотрофный способ питания).

Если точнее, то гетеротрофные организмы - это те, которые должны получать углерод в виде его органических соединений, а автотрофные организмы способны использовать углерод в неорганической форме, а именно в виде диоксида углерода (ССЬ, углекислый газ). Животным обычно приходится разыскивать пищу и поэтому они должны быть способны к локомоции. А это предполагает наличие нервной системы, обеспечивающей координацию движений у более высокоорганизованных животных. Растения же ведут неподвижный образ жизни, они неспособны передвигаться и, следовательно, нервная система им не нужна.

Однако в этой классификации упускается из виду тот очевидный факт, что все клеточные организмы распадаются на две естественные группы, называемые теперь прокариотами и эукариотами.

Между двумя этими группами существует фундаментальное различие, для убеждения в этом надо посмотреть питомник . Термины «прокариоты » и «эукариоты » отражают различие в локализации ДНК (генетического материала) в клетке. У прокариот ДНК не окружена ядерной мембраной и свободно плавает в цитоплазме. Иными словами, у этих клеток нет истинного (оформленного) ядра (pro - перед; karyon - ядро). В клетках же эукариот имеется настоящее ядро (ей - полностью, хорошо). Эукариоты эволюционировали от прокариот.

Деление всех организмов на и растения сталкивается с определенными трудностями. Например, грибы - гетеротрофы, но при этом они не способны передвигаться. Так куда же их отнести? Чтобы выйти из этого положения, было решено, что должно существовать более двух царств. В 1982 г. Маргелис и Шварц (Margulis, Schwartz) предложили систему, предусматривающую наличие пяти царств - царство прокариот и четыре царства эукариот (рис. 2.4). Система Маргелиса и Шварца получила широкое признание и именно ее теперь рекомендуют использовать. Считают, что эукариоты образуют надцарство Eukaryotae. Самая противоречивая группа - это протоктисты, возможно потому, что это не естественная группа.

Все мельчайшие организмы , хотя они и не образуют естественной таксономической единицы, часто объединяют в одну группу под общим названием микроорганизмы или микробы. Эта группа включает в себя бактерий (прокариоты), вирусы, грибы и протоктисты. Такое объединение удобно в практических целях, поскольку методы, используемые для изучения этих организмов, как правило, схожи. Так, в частности, для их визуального наблюдения нужен микроскоп, а их культивирование следует проводить в асептических условиях. Наука, изучающая микроорганизмы, образует одну из ветвей биологии, называемую микробиологией. Микроорганизмы приобретают все большее значение в таких областях науки, как биохимия, генетика, агробиология и медицина; кроме того, они составляют основу важного направления в промышленности, называемого биотехнологией. Некоторые микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, играют еще и важную экологическую роль в качестве редуцентов.

- Вернуться в оглавление раздела "