У сучасній системі органічного світу налічується близько 2 млн видів. Це різноманіття вивчається в рамках систематики. Ключовим завданням цієї дисципліни є структурування системи органічного світу. Розглянемо її особливості докладніше.
Загальні відомості
Як відомо, еволюційна теорія Дарвіна визнається пріоритетною в біології. Система органічного світу повинна найбільш повно відображати еволюційні зв’язки організмів. Іншими словами, вона повинна бути філогенезу. Така система охоплює всі таксономічні рівні: від видового, подвидового до класів, відділів, царств.
Загальна класифікація
Поділ органічного світу на тварин і рослини існує ще з часів Аристотеля. К. Лінней дав їм латинські назви Animalia і Vegetabilia відповідно. Ця класифікація вважається загальноприйнятою і включена в усі посібники з біології. Треба, однак, сказати, що вчені давно відчували недоліки такого поділу. Виявити всі її дефекти біологи змогли тільки до середини 20-го століття.
Прокаріоти та еукаріоти
Фундаментальну роль в дослідженнях мало встановлення істотних відмінностей між бактеріями і синьозеленими водоростями і іншими живими істотами (грибами в т. ч.). У цих двох філогенетично споріднених груп відсутня справжнє ядро. Генетичний матеріал (ДНК) вільно розташовується в їх клітинах. Він занурений в нуклеоплазму, не відокремлену ядерної мембраною від цитоплазми. У них відсутня мітотичний веретено, мікротрубочки і центриоли, пластиды і мітохондрії. Якщо у них є джгутики, то їх пристрій дуже простий, вони мають принципово іншу будову, ніж у тварин і рослин. Такі організми називають прокариотами – “доядерными”.
У решти учасників системи органічного світу – і одно-, і у багатоклітинних – є справжнє ядро, яке оточує ядерна мембрана. За рахунок неї воно різко відмежовується від цитоплазми. Що стосується генетичного матеріалу, то він знаходиться в хромосомах. Є у організмів мітотичний веретено або його аналог, що складається з мікротрубочок. Крім чітко виявленої ядра і цитоплазми, виявляються і мітохондрії, а у багатьох – складні джгутики і пластиды. Ці організми дістали назву “еукаріоти” (Eucaryota ) – “ядерні”.
Поступово вчені стали приходити до висновку, що відмінності між прокариотами і эукариотами набагато глибше, ніж, скажімо, між вищими рослинами і тваринами. І ті і інші, до речі, належать до групи Eucaryota.
Прокаріоти формують різко окрему, специфічну групу, яка в системі органічного світу часто визнається царством або надцарством.
Царства рослин і тварин
Поділ прокаріотів і еукаріотів цілком обґрунтовано і сумнівів не викликає. Дещо складніше здійснити таксономічне підрозділ ядерних. Як правило, їх розподіляють на два царства: Тварини і Рослини. У системі органічного світу таксономічні кордону перше досить зрозумілі (не беручи до уваги положення деяких груп жгутіконосцев, яких деякі зоологи зараховують за традицією до найпростіших). Однак межі поширення рослин постійно переглядаються.
З цього царства необхідно виключити всіх прокаріотів, цианеи (синьозелені водорості). Спірним залишається положення грибів. У системі органічного світу вони за традицією ставляться до рослин, незважаючи на те, що ще в першій половині 19-го століття Е. Фрис (шведський міколог) пропонував виділити їх в самостійне царство. Треба сказати, що згодом погодилися з ним багато вчених-мікологи.
Гриби в системі органічного світу
В даний час учені не прийшли до єдиної думки щодо таксономічного обсягу, походження і систематичного положення цих організмів. Гриби вважаються сьогодні найзагадковішою групою. Виділення їх типів у системі органічного світу супроводжується значними труднощами.
Давно існує думка, що гриби в широкому розумінні цього терміна не є природною групою і, ймовірно, мають різне походження. Деякі вчені, наприклад, не відносять до них миксомицеты (слизовики, слизові гриби).
Багато фахівців (Г. Я. Гобі, А. Де Барі) вважають, що миксомицеты походять від найпростіших жгутиконосных. Окремі автори висловлюються за збірний характер: різні групи походять від різних жгутиконосных предків.
До кінця не вирішено питання і про місце в системі органічного світу. Вчені не можуть прийти до єдиної думки щодо питання, до якого більше царства належать гриби: Тваринам або Рослинам.
Ще в 1874 р. Ю. Сакс висунув припущення, що базидіоміцети та миксомицеты відбулися від червоних паразитичних водоростей, в 1881 р. Де Барі запропонував гіпотезу про те, що їх предками були фикомицеты. В даний час прихильники є і у першій, і у другій теорії.
Деякі вчені, грунтуючись на морфологічних даних, припускають, що базидіоміцети та аскоміцети відбулися від червоних водоростей. Однак більшість мікологів вважають, що подібність цих двох груп організмів є наслідком конвергенції. Отже, вважають вони, справжні гриби походять від міксоміцети, а вже через них – від найпростіших. Зв’язок тварин і грибів підтверджується результатами біохімічного аналізу. Схожість виявляється по первинній структурі транспортних РНК і цитохромів, шляхам азотного обміну.
Протисты
Згідно з сучасними уявленнями про систему органічного світу, в його складі виділяють 4 великих царства. Деякі вчені вказують на існування ще одного п’ятого царства. У його склад включені так звані протисты (Protista). До них відносять пиррофитовые, эвгленовые і золотисті водорості, а також всіх найпростіших.
Треба зазначити, що виділення в сучасній системі органічного світу різнорідного царства протистов досить не однозначно оцінюється науковим співтовариством. Відокремлення цієї групи створює значні проблеми. Справа в тому, що в даний час ми маємо в цілому усталену систему органічного світу, і різноманіття царств може істотно ускладнити класифікацію.
Надцарство доядерных
Ці організми мають відокремлене положення в системі органічного світу, різноманітність прокаріотів просто вражаюче.
У доядерных відсутня справжнє ядро і мембрана, а генетична інформація знаходиться в нуклеоиде. ДНК, як правило, формує одну нитку, замкнуту в кільце. Вона не має зв’язку з РНК і не є справжньою хромосомою (яка має більш складну будову).
Типовий статевий процес відсутній. Обмін генетичною інформацією іноді здійснюється в ході інших (парасексуальных) процесів, які не супроводжуються злиттям нуклеоїд.
У доядерных немає центриолей, мітотичного веретена, мікротрубочок, мітохондрій та пластид. В якості опорного каркасу для клітинно стінки виступає глікопептид муреин. У більшості прокаріотів джгутики відсутні або мають відносно просту будову.
У багатьох представників доядерных є здатність здійснювати фіксацію молекулярного азоту. Харчування відбувається за допомогою всмоктування речовин через стінку клітини (абсорбтивный (сапротрофный або паразитний) або автотрофный спосіб).
У цю групу входить тільки 1 царство – Дробянки (Mychota або Mychotalia від слова “міхи”, яке позначає грудочки хроматину, не має здатність до митозу). Деякі автори використовують не зовсім вдале позначення Monera. Його запропонував ще Геккель для Protamoeba (нібито без’ядерного роду, що виявився згодом тільки фрагментом звичайної амеби).
Подцарство бактерій
Ці організми мають гетеротрофную або автотрофную (хемотрофную, рідше фторотрофную) систему харчування. Якщо є хлорофіл, то він представлений бактериохлорофиллами. У бактерій відсутня фикоэритрин і фікоцианін. В процесі фотосинтезу молекулярний кисень не виділяється. Часто виявляються прості джгутики.
У подцарство, крім справжніх бактерій, віднесені спірохети, миксобактерии, актиноміцети, рикетсії, мікоплазми, хламідії і, можливо, віруси. Треба зазначити, що ця ланка ще недостатньо вивчено, і цілком імовірно, в майбутньому може бути переглянуте його значення в системі органічного світу та еволюції.
Цианеи
Організми цього подцарства відрізняються автотрофным (фотосинтетическим) живленням. Хлорофіл представлений у вигляді хлорофілу а. Допоміжними фотосинтезирующими елементами виступають фикоэритрин і фікоцианін. Процес фотосинтезу супроводжується виділенням молекулярного кисню.
У подцарство включені синьозелені водорості, які формують один відділ.
Ядерні організми: опис
Еукаріоти мають справжнє ядро, оточене мембраною. Генетична інформація міститься в хромосомах, в яких ДНК має зв’язок з РНК (крім пиррофитовых водоростей).
Эукариотам властивий типовий статевий процес (чередующееся злиття ядер, редукційний розподіл відбувається в ході мейозу). У деяких ядерних спостерігається апомиксис, тобто розмноження відбувається без запліднення, але з статевими органами.
Багато представників надцарства мають центриоли; виявляється більш-менш типове мітотичний веретено (або його аналог, що формується мікротрубочками), пластиды, мітохондрії, добре розвинену эндоплазматическую мембранну систему.
Якщо є вії або джгутики, то вони відрізняються складною будовою. У них присутня 9 парних (трубчастих) фібрил, які перебувають на периферії чохла, і два одиночних (теж трубчастих) фібрил.
Ядерні організми не володіють здатністю фіксувати азот з атмосфери. Як правило, є аеробами, які рідко зустрічаються вторинні анаероби.
Система живлення ядерних абсорбтивная або автотрофная (голозойная). У першому випадку надходження речовин здійснюється за допомогою всмоктування через стінку клітини. Голозойное харчування передбачає заковтування їжі і перетравлення її всередині організму.
У надцарстве еукаріотів виділяють 3 царства: Рослини, Гриби і Тварини. У кожному з них існують подцарства.
Тварини
У цьому царстві зібрані організми первинно гетеротрофные. Як правило, у них відсутня щільна стінка клітини. Харчування здійснюється зазвичай шляхом заковтування їжі і травлення. У деяких тварин, однак, система абсорбтивная. Формуються запасні вуглеводи у вигляді глікогену. Розмноження і розселення тварин здійснюється без спір (крім деяких найпростіших класу Sporozoa).
Найпростіші
В цей подцарство віднесені тварини, тіло яких складається з однієї-єдиної клітини або з кількох колоній абсолютно однакових клітин. У системі органічного світу виділяють зазвичай один тип Protozoa. Іноді його поділяють на 2 і більше самостійних типів.
Багатоклітинні
В цей подцарство включені тварини, тіло яких складається з безлічі спеціалізованих, неоднакових клітин.
В даний час в системі органічного світу виділено 16 типів багатоклітинних. Іноді їх кількість доводять до 20-23. Загальноприйнятими типами вважаються:
- Губки.
- Кишечнополостные.
- Гребневики.
- Плоскі черви.
- Немертини.
- Первичнополостные черв’яки.
- Кільчасті черви.
- Членистоногі.
- Онихофоры.
- Молюски.
- Голкошкірі.
- Щупальцевые.
- Погонофоры.
- Щетинкочелюстные.
- Хордові.
- Полухордовые.
Характеристики царства грибів
До його складу входять гетеротрофные організми. Клітини мають щільну стінку (целюлозний або хатиновую). Іноді вона представлена мембраною. Система живлення абсобтивное, рідко автотрофная.
Запаси вуглеводів представлені переважно у вигляді глікогену. У деяких представників присутні джгутикові клітини. Однак у більшості випадків вони відсутні.
Розмноження здійснюється за допомогою гаплоидных спір. При їх проростанні відбувається мейоз. Як правило, гриби – це прикріплені організми. Вони поділяються на дві групи. Відмінність між ними дуже істотна. При цьому загальна їх походження в даний час ще не доведено і тому викликає сумнів у багатьох вчених. Тим не менш до остаточного вирішення питань, що стосуються взаємодії цих груп один з одним і з іншими подцарствами, доцільно розглядати їх в структурі одного царства.
Нижчі гриби
Вегетативна їх фаза складається з рухомої багатоядерної протоплазматической маси, що не має клітинних стінок (плазмодія), або агрегату амебоидных голих клітин, які зберігають індивідуальність (псевдоплазмодия). Харчування може бути і абсорбтивным, і голозойным.
Якщо є жгутиконосные клітини, то в них присутня зазвичай два різних джгутика. Спорангії і суперечки, як правило, численні. У складі подцарства присутній один тип (відділ) – миксомицеты.
Вищі гриби
У цих організмів відсутня псевдоплазмодий і плазмодій. Вегетативна фаза представлена нитками (гіфами) або клітинами з яскраво вираженою стінкою. Харчування виключно абсорбтивное. Якщо присутні джгутикові клітини, то в них один або два джгутика.
У складі подцарства виділяють відділи:
- Зооспоровые (або мастигомицеты).
- Зигомицеты.
- Аскоміцети.
- Базидомицеты.
- Недосконалі гриби (штучний відділ).
Рослини
Вони являють собою фототрофные (автотрофные) організми. Іноді зустрічаються вторинні гетеротрофи (паразити або сапрофіти).
Клітини мають щільну стінку, яка складається, як правило, з целюлози (в окремих випадках з хітину). Запас вуглеводів представлений у вигляді крохмалю. У червоних водоростей він формується у формі родамилона, близького до глікогену.
Нижчі рослини
Їх статеві органи (гаметангии) і органи спороношення (спорангії) або одноклітинні, або зовсім відсутні. Як правило, зигота не трансформується в багатоклітинний типовий зародок.
У нижчих рослинах відсутня епідерма, продихи і проводить циліндр. У складі подцарства присутні виключно водорості (крім синьозелених). В різних системах вони розділені на відділи. Найбільш визнаними вважаються водорості:
- Криптофитовые.
- Эвгленовые.
- Пиррофитовые.
- Золотисті.
- Бурі.
- Зелені.
- Червоні.
Становище останніх, проте, вважається досить спірним. Відмінність червоних водоростей від інших відділів полягає в повній відсутності джгутиків. Є також деякі біохімічні і морфологічні особливості.
Вищі рослини
Їх спорангії і гаметангии багатоклітинні. Зигота трансформується в типовий зародок. У вищих рослин є епідерма, продихи, у багатьох – провідний циліндр (стела).
До складу подцарства входять відділи:
- Псилофіти (або риниевидные).
- Моховидные.
- Плауноподібні.
- Псиловидные.
- Голонасінні.
- Покритонасінні (квіткові).
Роль людини в системі органічного світу
Люди є невід’ємним елементом природи. В рамках біологічної науки людина належить до царства Тварини, типу – Хордових, підтипу – Хребетні, класу Ссавці, підкласу – Плацентарні, загону – Примати, роду – Люди, видом – Людина розумна (Homo sapiens).
Про роль людей у системі ведуться постійні суперечки. Висувається безліч припущень. Згідно з науковими уявленнями сучасних філософів, людина являє собою єдність тваринної, біологічної та духовної особистості. При такому підході до проблеми поведінку людей пояснюється законами продовження роду і самозбереження, загальними для живих істот.
