§ 33. Многообразие современного органического мира. Принципы систематики

§ 33. Многообразие современного органического мира. Принципы систематики. Современная биологическая система

Многообразие современного органического мира как результат биологической эволюции. Длительная, охватывающая период в несколько миллиардов лет эволюция когда-то появившихся на Земле примитивных живых организмов через смену одних групп другими привела к современному разнообразию органического мира. Эволюция живых существ шла параллельно по двум линиям: с одной стороны, развивались одноклеточные доядерные и ядерные организмы, с другой стороны, — многоклеточные

организмы. Причем развитие многоклеточных организмов осуществлялось, по меньшей мере, в трех направлениях: по линии автотрофных организмов (растения), линии гетеротрофных организмов с поглощением пищи путем всасывания (грибы) и линии гетеротрофных организмов с заглатыванием пищи (животные).

Разнообразие жизни на Земле с трудом поддается описанию. Полагают, что сейчас на нашей планете обитает свыше 10 млн видов живых организмов и не менее 500 млн видов вымерло в былые геологические эпохи. Нет и никогда не будет человека, который знал бы все эти виды. Тем более возникает необходимость в системе живой природы, руководствуясь которой мы могли бы найти место любого организма, который нас заинтересовал, будь то бактерия, вызывающая болезнь, новый гриб, жук или клещ, птица или рыба. Эту необходимость естествоиспытатели поняли давно.

Созданием системы живой природы занимается систематика. По современному определению систематика — это наука о разнообразии видов организмов, их классификации, родственных отношениях и происхождении.

Предметом изучения систематики является описание, обозначение, классификация и построение системы живой природы, которая бы не только отражала сходство в строении организмов и их родство, но и учитывала историю возникновения и эволюцию разных групп организмов. Иными словами, предметом систематики является построение такой системы живой природы, которая отражала бы естественный ход и результаты эволюции.

Во времена К. Линнея для построения системы природы использовали немногочисленные признаки, чаще всего внешнего и внутреннего строения организмов. Ж.Б. Ламарк предложил учитывать также родственные связи между организмами. В настоящее время при построении биологической системы используется совокупность признаков организмов: 1) особенности строения организмов и их клеток; 2) история развития группы на основе ископаемых остатков; 3) особенности размножения и эмбрионального развития; 4) нуклеотидный состав ДНК и РНК; 5) состав белков; 6) тип питания; 7) тип запасных питательных веществ; 8) распространение организмов и т.д.

Принципы систематики. Как вам известно, первую научную систему живой природы создал шведский натуралист К. Линней. Она была изложена в 10-м издании «Системы природы» (1758). В основу своей системы К.Линней положил два принципа: бинарной номенклатуры и иерархичности. В соответствии с бинарной номенклатурой каждый вид называется по-латыни двумя словами: существительным и прилагательным. Например, Homo sapiens (Человек разумный), Homo neandertalensis (Человек неандертальский) и т.д. По современным правилам, упоминая вид организмов в тексте (научной статье, книге) впервые, приводят по-латыни и фамилию автора, его описавшего. Например, лютик ядовитый пишется Ranunculus sceleratus Linnaeus (Лютик ядовитый Линнея). Некоторые самые знаменитые систематики настолько общеизвестны, что их фамилии пишутся

сокращенно. Например, Trifolium repens L . (Клевер ползучий). Если виду дано название, изменять его нельзя.

Принцип иерархичности, ила соподчиненности, означает, что подобно тому, как в армии отделения объединяются во взводы, взводы — в роты, роты — в батальоны, батальоны — в полки и т.д., виды животных, например, объединяются в роды, роды — в семейства, семейства — в отряды, отряды — в классы, классы — в типы, типы — в царства. При классификации бактерий, грибов и растений вместо ранга отряд используется порядок, а вместо тип — отдел. Часто, чтобы подчеркнуть разнообразие в какой-либо группе, используют подчиненные категории, например, подвид, подрод, подотряд, подкласс или надсемейство, над-класс. Всего в биологической системе семь наиболее распространенных рангов:

Во времена Линнея наивысшим рангом считалось царство живых организмов. Долгое время всю живую природу делили на два царства — животных и растений; сейчас выделяют большее количество царств (в разных системах — от трех до девяти и даже тринадцати). Теперь часто употребляют такие систематические категории, как надцарство, реже империя. Пример таких категорий — надцарства прокариот и эукариот, империи клеточных (все живые организмы) и доклеточных (неклеточные формы жизни).

Биологическая система. Общепринятой системы органического мира пока не создано. Наибольшее распространение в настоящее время получает система, разработанная американскими исследователями Р.Х. Виттаке-ром, Л.С. Маргулис и К. Шварц. В соответствии с этой системой вся живая природа делится на пять царств: Бактерии (Монеры), Протисты, Грибы, Растения и Животные. Сравнительная характеристика этих царств приведена в таблице 5.2.

5.2. Сравнительная характеристика царств живой природы

^"~~-\ Бактерии* Протисты Грибы Растения Животные Признаки^-*.

Тип клетки Прокариоти- Эукариоти- Эукариотиче- Эукариотиче- Эукариотичеческая ческая екая екая екая

Ядерная обо- Отсутствует Имеется Имеется Имеется Имеется лочка

^""\^ Бактерии* Протисты Грибы Растения Животные

Генетический ДНК не связа- ДНК связа- ДНК связана ДНК связана с ДНК связана с материал на с белками в на с белками с белками в белками в хро- белками в хрохромосоме в хромосоме хромосоме мосоме мосоме

Митохондрии Отсутствуют Имеются Имеются Имеются Имеются

Хлоропласта Отсутствуют Имеются у Отсутствуют Имеются Отсутствуют

(иногда име- автотрофных ются фотосин- форм тезирующие мембраны)

Клеточная Нецеллюлоз- Имеются у Из хинина и Из целлюлозы Отсутствует оболочка ная (полисаха- некоторых других нецел- и других полириды+ амино- форм люлозных сахаридов

Способ гене- Конъюгация, Оплодотво- Оплодотворе- Оплодотворе- Оплодотворе- тической ре- трансдукция, рение и мей- ние и мейоз ние и мейоз ние и мейоз комбинации трансформа- оз у боль- ция шинства

Способ пита- Автотрофный Автотроф- Гетеротроф- Автотрофный Гетеротрофный ния (хемосинтез ный (фото- ный (абсорб- (пищеварение)

или фотосин- синтез), гете- ция) тез) или гете- ротрофный ротрофный или комбинации этих способов

Подвижность Бактериаль- Реснички и Неподвижные Реснички и Реснички и жгуный жгутик, жгутики жгутики (9+2) у тики (9+2), соскольжение (9+2), амебо- гамет некото- кратительные

Многоклеточ- Отсутствует Отсутствует Характерна Характерна для Характерна для

ность (кле- у больший- для больший- всех форм всех форм

Нервная сие- Отсутствует Отсутствует Отсутствует Отсутствует Имеется, часто тема сложная

Дыхание Анаэробное, Аэробное Аэробное или Аэробное Аэробное

_ ^~"^^ Бактерии* Протисты Грибы Растения Животные

Жизненный Большинство Большинство Большинство Чередование Диплоидныецикл гаплоидные, гаплоидные, гаплоидные поколений исключение —

Формирование Характерно Характерно Характерно Характерно Споры отсутстодноклеточных для некоторых для некото- для всех форм для всех форм вуют

Как видно из таблицы, нельзя провести резкой границы между разными царствами по отдельным признакам. Только учет совокупности многих признаков, а также истории формирования отдельных групп организмов позволяет разделить всю живую природу на пять царств и два надцарства и отнести тот или иной вид или более крупный таксон к определенному царству.

В настоящее время на Земле существует около 10 млн видов живых организмов. Для их упорядочения создают биологические системы. При построении систем используют принципы бинарной номенклатуры и иерархичности. Система организмов отражает результат эволюции жизни на Земле. Наибольшее признание в мире получила система, включающая пять царств живой природы: Бактерии, Проти-сты, Грибы, Растения и Животные.

1. Для чего ученые создают системы живой природы ? 2. Какие основные принципы используют при построении систем живых организмов ? 3. Какие основные таксономические единицы используют в систематике ? Ответ поясните конкретными примерами . 4. Сколько надцарств и царств живых организмов выделяют в настоящее время ? На основании каких признаков это делают ? 5. Используя данные таблицы , отметьте , каковы общие признаки организмов всех царств , а по каким признакам организмы разных царств различаются ?

Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса 11-летней общеобразовательной школы, для базового и повышенного уровней. Н.Д. Лисов, Л.В. Камлюк, Н.А. Лемеза и др. Под ред. Н.Д. Лисова.- Мн.: Беларусь, 2002.- 279 с

Содержание учебника Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса:

Глава 1. Вид - единица существования живых организмов

Глава 2. Взаимоотношения видов, популяций с окружающей средой. Экосистемы

Глава 3. Формирование эволюционных взглядов

Глава 4. Современные представления об эволюции

Глава 5. Происхождение и развитие жизни на Земле

Глава 6. Происхождение и эволюция человека

Глава 7. Биосфера и эволюция

Глава 8. Хозяйственная деятельность человека в биосфере

Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса

Содержание учебника Общая биология: Учебное пособие для 11-го класса:

Учебники по биологии за 6 класс

Учебники по биологии за 7 класс

Учебники по биологии за 8 класс

Учебники по биологии за 9 класс

Учебники по биологии за 10 класс

Учебники по биологии за 11 класс