Современная классификация живых организмов. Бинарная номенклатура. Основные таксономические категории: вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство.

Подавляющее большинство ныне живущих организмов состоит из клеток. Лишь немногие наиболее просто устроенные организмы — вирусы и фаги — не имеют клеточного строения. По этому важнейшему признаку все живое делится на две империи — неклеточных (вирусы и фаги) и клеточных, или кариот (от греч. «карион» — ядро) (рис. 84).

Неклеточные формы жизни — вирусы и фаги. Империя неклеточных состоит из единственного царства — вирусов.

Вирусы настолько резко отличаются от всех других организмов, что ученые не сразу решились считать их живыми. Даже бинарная номенклатура, принятая для всего живого, для вирусов не привилась. До сих пор остается неясной их эволюционная история. Очевидно, что вирусы не могли возникнуть раньше, чем клетки, поскольку без клеток они жить не могут. Поэтому правильно называть их не «доклеточными», как это часто встречается, а «неклеточными». Предполагают, что вирусы могли возникнуть из клеток в результате дегенерации при переходе к внутриклеточному паразитизму.

Клеточные формы жизни, их разделение на безъядерные и ядерные. Типичная структура клетки, свойственная большинству организмов, возникла не сразу. В клетке представителей древнейших из современных типов организмов цитоплазма и ядерный материал с ДНК еще не отделены друг от друга, отсутствуют мембранные органоиды. По наличию или отсутствию ядра клеточные организмы делят на два надцарства: безъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты) (от греч. «протос» — первый и «эу» — полностью, вполне).

Прокариоты. К прокариотам относят наиболее просто устроенные формы клеточных организмов.

Надцарство прокариот разделяют на два царства — архей и бактерий.

Археи. Археи — безъядерные организмы, по размерам и форме клеток похожие на бактерий, к которым их раньше и относили. Однако по строению генома, аппарата белкового синтеза, клеточных мембран они очень сильно отличаются от бактерий. Большинство архей являются экстремофилами, живущими в таких условиях, в которых не могут существовать другие живые организмы, — при очень высоких температурах и давлениях около глубоководных термальных источников, в насыщенных соляных растворах, в очень кислых или очень щелочных водоемах. Некоторые археи, используя в качестве источника энергии различные органические соединения, вырабатывают метан, что не свойственно никаким другим организмам. Метанобразующие археи, входящие в состав кишечной микрофлоры некоторых животных и человека, обеспечивают своих хозяев жизненно необходимым витамином В12.

Бактерии. Царство бактерий включает в себя подцарства цианобактерий и бактерий. Цианобактерии раньше относили к растениям и до сих пор иногда называют сине-зелеными водорослями. Это древнейшие организмы на Земле. Цианобактерии сыграли огромную роль в образовании почвы и современной атмосферы Земли. К ним относились и те древнейшие фотосинтезирующие одноклеточные организмы, которые, вступив в симбиоз с другими прокариотами, стали предками хлоропластов всех существующих сейчас зеленых растений.

Среди бактерий выделяют группу пурпурных протеобактерий, к которым относят прокариотических предков митохондрий.

Настоящие бактерии, или эубактерии, играют огромную роль в биологическом круговороте веществ в природе и хозяйственной жизни человека. Изготовление простокваши, ацидофилина, творога, сметаны, сыров, уксуса немыслимо без действия бактерий.

В настоящее время многие микроорганизмы используются для промышленного получения нужных человеку веществ, например лекарств. Микробиологическая промышленность стала важной отраслью производства.

Печальную известность получили паразитические бактерии — возбудители опаснейших заболеваний человека: чумы, холеры, туберкулеза, дизентерии и множества других заболеваний. Вирусы и бактерии — основные возбудители инфекционных заболеваний.

Эукариоты. Все остальные организмы относят к ядерным, или эукариотам. Эукариоты разделяют на три царства: зеленые растения, грибы и животные.

Зеленые растения. Сюда относят зеленые растения с автотрофным питанием. Очень редко встречается гетеротрофность (например, у насекомоядного растения росянки и у паразитического растения омелы). Всегда есть пластиды. Клетки, как правило, имеют наружную оболочку из целлюлозы.

Царство растений подразделяют на три подцарства: настоящие водоросли, красные водоросли (багрянки) и высшие растения.

Настоящие водоросли — это низшие растения. Среди нескольких типов этого подцарства встречаются одноклеточные и многоклеточные, клетки которых по строению и функциям различны

1 - одноклеточные; 2 - колониальные; 3 - каулерпа - многоядерная водоросль, тело которой не расчленено на клетки; 4 - нитчатая водоросль; 5 - многоклеточная харовая водоросль

Замечательно, что в разных типах водорослей прослеживаются тенденции перехода от одноклеточности к многоклеточности, к специализации и разделению половых клеток на мужские и женские.

Таким образом, разные типы водорослей как бы делают попытку прорваться на следующий этаж — на уровень многоклеточного организма, где разные клетки выполняют различные функции. Переход от одноклеточности к многоклеточности — пример ароморфоза в эволюции зеленых растений.

Красные водоросли — многоклеточные организмы. Окраска красных водорослей определяется наличием в их клетках, помимо хлорофилла, красного и синего пигментов. Багрянковые резко отличаются от настоящих водорослей тем, что даже мужские гаметы — спермии лишены жгутиков и неподвижны.

К высшим растениям относят группу растений, которые имеют специальную сосудистую систему, по которой транспортируются минеральные и органические вещества. Приобретение такой проводящей сосудистой системы было важнейшим ароморфозом в эволюции растений. К высшим растениям относят споровые — моховидные, папоротниковидные и семенные — голосеменные, покрытосеменные (цветковые).

Споровые растения — первые из зеленых растений, вышедшие на сушу. Однако их подвижные, снабженные жгутиками гаметы способны передвигаться только в воде. Поэтому такой выход на сушу нельзя считать полным.

Переход к семенному размножению позволил растениям отойти от берегов в глубь суши, что считается еще одним важнейшим ароморфозом в эволюции растений.

Грибы. Среди грибов различают разнообразные формы: хлебную плесень, плесневой грибок пенициллум, ржавчинные грибы, шляпочные грибы, трутовики. Общей особенностью для столь разнообразных форм является образование вегетативного тела гриба из тонких ветвящихся нитей, образующих грибницу.

К группе низших эукариот относят лишайники. Это своеобразная группа организмов, возникшая в результате симбиоза. Тело лишайника образовано грибом, в котором могут жить цианобактерии и зеленые водоросли.

Животные. Если спросить, чем отличаются животные от растений, то обычно можно услышать ответ: «Животные подвижны, а растения неподвижны». Это в основном правильный ответ, хотя известны движения у растений (листья мимозы) и неподвижные животные (коралловые полипы). Но почему большинство животных подвижны?

Все животные — гетеротрофные организмы. Они активно добывают органические вещества, поедая те или иные, как правило, живые организмы. Добыча такого корма требует подвижности. С этим и связано развитие разнообразных органов движения (например, ложноножки амебы, реснички инфузорий, крылья насекомых, плавники рыб и т. д. Быстрые движения невозможны без наличия подвижного скелета, к которому крепится мускулатура. Так возникает наружный хитиновый скелет членистоногих, внутренний костный скелет позвоночных.

 

С подвижностью связана и другая важная особенность животных: клетка животных лишена плотной наружной оболочки, сохраняя лишь внутреннюю цитоплазматическую мембранную оболочку. Наличие в клетке животных нерастворимых в воде твердых запасающих веществ (например, крахмала) препятствовало бы подвижности клетки. Вот почему основным запасающим веществом у животных является легкорастворимый полисахарид — гликоген.

Царство животных распадается на два подцарства: простейших (или одноклеточных) и многоклеточных животных. Морфологически простейшее — клетка, функционально — организм. Отсюда следует двойственность его природы. Функции органов и тканей у простейших несут отдельные участки клеток. Настоящие многоклеточные характеризуются объединением клеток различных типов в ткани.