Біологія. 7 клас. Балан

Узагальнення

Практико-орієнтований проєкт:

• «Охорона біорізноманіття нашої планети»

Ігровий проєкт:

• Гра «Хто я?»

Творчий проєкт:

• створення колажу, буклета:
• «Різноманітність рослин рідного краю»;
• «Різноманітність тварин рідного краю»;
• «Різноманітність грибів рідного краю»

§ 70. Сучасні уявлення про систему органічного світу

Існує уявна клітина «LUCA» (від англ. last universal common ancestor — останній універсальний спільний предок), від якої походять усі клітинні організми. Чи справедливе це твердження?

У чому полягає єдність живої природи. Ви ознайомилися з різноманітністю основних груп організмів — мешканців нашої планети: прокаріотів, одноклітинних евкаріотів, водоростей, вищих рослин, тварин і грибів. Найпростіші за будовою серед них належать до прокаріотів. Клітини цих істот не мають ядра і багатьох органел, які наявні у клітинах евкаріотів. Це археї та бактерії. Серед бактерій є і гетеротрофи, і автотрофи (ціанобактерії, пурпурні та зелені бактерії).

Рослини, тварини та гриби належать до евкаріотів: їхні клітини мають одне, кілька або багато ядер. У цитоплазмі міститься багато органел. Клітини рослин мають хлоропласти, тому ці організми здатні до фотосинтезу; вони належать до автотрофів.

Серед евкаріотів є як одноклітинні, так і багатоклітинні організми. Клітина представників одноклітинних евкаріотів (інфузорії-туфельки, амеби протея, евглени зеленої) є самостійним організмом, який здійснює всі ті самі життєві функції, що й організм багатоклітинних істот. Серед них є й такі, які здатні до фотосинтезу, як-от евглена зелена.

До фотосинтезу здатні водорості та вищі рослини. Водорості представлені як одноклітинними (наприклад, різні види хламідомонад, діатомові водорості), так і багатоклітинними (спірогіра, більшість червоних, всі бурі водорості) видами. Але багатоклітинні водорості, на відміну від вищих рослин, не мають справжніх тканин.

Усі вищі рослини — багатоклітинні організми. У них наявні тканини, з яких формуються органи. Серед вищих рослин є вищі спорові (мохи, плауни, хвощі, папороті), нестатеве розмноження яких відбувається за допомогою спор. Для запліднення цим рослинам потрібне середовище з підвищеною вологістю. Насінні рослини — голонасінні та покритонасінні, або квіткові, — у процесі статевого розмноження позбулися залежності від вологого середовища. У них заплідненню передує процес запилення. Після запліднення в них формується насінина. У покритонасінних насінина оточується оплоднем. Нині покритонасінні — це панівна група рослин на нашій планеті.

У більшості тварин також є сформовані тканини, які входять до складу відповідних органів. Органи тварин, які виконують спільні функції, формують системи органів. Цікавою групою тварин є губки. До складу їхнього тіла входять різні типи клітин, які спеціалізуються на здійсненні певних функцій, але тканин вони не утворюють.

Гриби поєднують ознаки, характерні як для рослин, так і для тварин. Вони гетеротрофи. Деякі представники справжніх грибів здатні співіснувати з фотосинтезуючими організмами — водоростями та ціанобактеріями. Так формуються асоціації гетеротрофних та автотрофних організмів — лишайники.

Незважаючи на значні відмінності в будові та процесах життєдіяльності різних груп живих істот, у них є й спільні риси. Усі організми складаються з клітин. Усім живим істотам притаманні живлення, дихання, розмноження, здатність до росту й індивідуального розвитку. Усі нові клітини та організми утворюються, незважаючи на розмаїтість способів розмноження, винятково з материнських клітин.

Спільною властивістю всіх організмів є здатність до саморегуляції — забезпечення узгодженої діяльності різних органел клітини, різних клітин, органів та систем органів відповідно до змін у довкіллі. Завдяки цьому виникають адаптації — нові пристосування організмів до будь-яких змін навколишнього середовища.

Отже, наявність спільних рис у прокаріотів, водоростей, вищих рослин, тварин, грибів і є свідченням єдності живої природи та єдності походження життя на нашій планеті.

Які завдання сучасної систематики. Пригадайте, біосистематика — наука, що досліджує різноманітність організмів. Її завданням є опис нових видів і надвидових систематичних категорій, їхня класифікація та надання їм наукових назв. Основи науки біосистематики заклав К. Лінней. Саме він уточнив поняття про вид організмів; запропонував принцип подвійних наукових назв організмів; запропонував основні систематичні одиниці та принцип їхнього підпорядкування.

Принцип взаємопідпорядкованих систематичних одиниць (їх ще називають таксонами) полягає в тому, що таксони нижчого рангу об’єднують у таксон вищого рангу. Наприклад, види об’єднують у роди, роди — у родини, родини — у порядок (у зоології — ряд), порядки (ряди) — у клас, класи — у відділ (у зоології — тип), відділи (типи) — у царство, царства — у домен (мал. 70.1). Крім цих основних систематичних одиниць, існують також і додаткові: підвид, надродина, надклас, підцарство тощо.

Мал. 70.1. Схема, яка ілюструє принцип взаємопідпорядкування таксонів у сучасній систематиці

За часів К. Ліннея організми об’єднували в таксони лише на основі подібності їхньої будови. Але згодом з’ясувалося, що існують види, які важко, а буває й неможливо розпізнати зовнішньо.

Такі види називають видами-двійниками (мал. 70.2). Тому в сучасній систематиці для встановлення ступеня спорідненості організмів (наприклад, належать вони до одного виду або є самостійними видами) використовують й інші критерії, насамперед особливості набору їхнього спадкового матеріалу, хімічного складу (зокрема білкових молекул) тощо.

Мал. 70.2. Приклад видів-двійників жуків з родини Вусачі: юдолія шестиплямиста (1) та юдолія паралелепіпедна (2)

Вид — єдиний таксон, який реально існує в природі. Натомість надвидові таксони (родини, порядки/ряди, класи, відділи/типи, царства) вчені-систематики встановлюють суб’єктивно, базуючись на тих або інших доказах. Найвищим таксоном у сучасній систематиці є домен.

Відомий біолог Е. Геккель (мал. 70.3) ще у другій половині XIX сторіччя запропонував принцип, згідно з яким в один таксон можуть бути об’єднані лише нащадки спільного предка. Саме тому вони мають подібний набір спадкової інформації.

Мал. 70.3. Ернст Генріх Геккель (1834-1919): відомий німецький учений-еволюціоніст

Цікаво знати. Ернст Генріх Геккель першим запропонував враховувати ступінь спорідненості організмів у систематиці, запропонував назву «екологія» для нової науки.

Сучасна система евкаріотів насамперед ґрунтується на дослідженні спадкового матеріалу різних груп. Вона свідчить про те, що не всі представники евкаріотів можуть бути розподілені між рослинами, тваринами та грибами, як це було раніше. Багато з них є самостійними групами.

Певні групи одноклітинних евкаріотів споріднені з тими чи іншими групами багатоклітинних. Наприклад, нині предками багатоклітинних тварин вважають одноклітинних комірцевих джгутикових, а вищих рослин — зелені водорості.

Цікаво знати. Під час утворення наукових назв певних груп організмів дослідники керуються положеннями кодексів біологічної номенклатури. Це зведення правил, які регламентують утворення й застосування наукових назв організмів.

Усіх прокаріотів розподілено на два домени — Археї та Бактерії. А от система евкаріотів досить складна (мал. 70.4). Ознайомимося з нею (не для запам’ятовування).

Мал. 70.4. Сучасна система евкаріотів (для ознайомлення)

Амебозої. Переважно одноклітинні мешканці прісних водойм (як-от амеба протей), але можуть оселятись і в організмах інших істот (наприклад, дизентерійна амеба). Здатні утворювати органели руху та захоплення їжі — псевдоподії. Багатоклітинний представник — слизовик фуліго жовтий (мал. 70.5, А).

Мал. 70.5. А. Слизовик фуліго жовтий належить до амебозоїв. Б. Представник комірцевих джгутикових — до задньоджгутикових. В. Хламідомонада — до архепластид

Задньоджгутикові (Опістоконти; від грецьк. опістос — задній та контос — джгутик): клітини хоча б на одній стадії життєвого циклу (як-от сперматозоїди ссавців) мають єдиний джгутик, розташований на задньому полюсі клітини (звідки й походить назва цієї групи). До задньоджгутикових належать справжні гриби, тварини, певні представники одноклітинних евкаріотів (наприклад, комірцеві джгутикові) (мал. 70.5, Б).

Архепластиди (від грецьк. архайа — давній та пластиди) включають організми, здатні до фотосинтезу: вищі рослини, зелені (мал. 70.5, В) та червоні водорості. Оболонки клітин архепластид зазвичай містять целюлозу, а хлоропласти оточені двома мембранами.

CAP (Хароза). Одна з назв походить від перших літер назв трьох груп евкаріотичних організмів, що входять до її складу: Страменопіли, Альвеоляти та Ризарії.

Страменопіли — велика група одноклітинних та багатоклітинних евкаріотів, до якої, наприклад, зараховують бурі та діатомові водорості (мал. 70.6, А). Їхні хлоропласти, на відміну від зелених та червоних водоростей, оточені чотирма мембранами.

Альвеоляти — одноклітинні евкаріоти, в яких під плазматичною мембраною розташовані одномембранні сплощені структури — альвеоли, що виконують опорну функцію. До цієї групи зокрема зараховують інфузорії та малярійні плазмодії (мал. 70.6, Б).

Ризарії — вільноживучі одноклітинні організми, здатні утворювати численні тоненькі псевдоподії. До ризарій належать форамініфери (мал. 70.6, В).

Мал. 70.6. Представники CAP (Хароза). А. Діатомова водорість належить до страменопілів (С). Б. Інфузорія-туфелька — до альвеолятів (А). В. Форамініфера — до ризаріїв (Р)

Екскавати (від лат. екскаваціо — заглиблення) здебільшого включають одноклітинні або колоніальні евкаріоти. На черевному боці клітини частини екскават розташований широкий рівчачок. Він слугує для надходження їжі до клітинного рота. Більшість екскават має два, чотири або більшу кількість джгутиків. Серед екскават переважають гетеротрофи, але є і представники, здатні до фотосинтезу (наприклад, евглена зелена). Є і багато паразитичних видів (як-от збудники сонної хвороби людини — трипаносоми) (мал. 70.7).

Мал. 70.7. Представник екскават — трипаносома: паразит крові людини і хребетних тварин

Поміркуйте

• 1. За якими ознаками найефективніше розпізнати види-двійники?
• 2. Чому фотосинтезуючі організми не належать до однієї групи за сучасними підходами до систематики евкаріотів?
• 3. Які спільні ознаки об’єднують гриби та тварин в одну групу Опістоконти, або Задньоджгутикові?