Признаки и особенности всех царств живой природы. Классификация животных

По мере изучения природы человеком появилась необходимость классифицировать все живые существа. Впервые такую классификацию провел Аристотель, описав 454 вида животных и разделив весь мир на обладающих кровью и нет.

А. Животные с кровью :

1. Живородящие четвероногие с волосами, млекопитающие;

2. Яйцеродящие четвероногие, иногда безногие со щитками на коже рептилии;

3. Яйцеродящие двуногие с перьями, летающие птицы;

4. Живородящие безногие, живущие в воде и дышащие легкими киты;

5. Яйцеродящие безногие с чешуей или гладкой кожей, живущие в воде и дышащие жабрами рыбы;

Б. Животные без крови ;

1. Мягкотелые, тело мягкое, образует мешок, ноги на голове головоногие;

2. Мягкоскорлупные, роговой покров, мягкое тело, большое количество ног ракообразные черепокожие, мягкое тело покрыто твердой раковиной, безногие (моллюски, иглокожие, усоногие, асцидии);

3. Насекомые, твердое тело покрыто насечками насекомые, паукообразные, черви и др.

В 16м веке английский учёный Э.Уоттон расширил классификацию живых организмов Аристотеля дополнительно сгруппировав и объединив их в группы по случайным признакам.

Данная классификация просуществовала без изменений до XVIII в. пока ее не модернизировал Карл Линей. Он классифицировал растения и животных по их очевидным анатомическим свойствам. Как и другие ученые в это время, Линней считал разнообразные живые организмы однажды сотворенными и затем более не изменявшимися. До начала XIX века высшим рангом в иерархии таксономических категорий был класс. Этого было вполне достаточно при относительно невысоком уровне детализации системы, характерном для того времени. В системе Карла Линнея было всего шесть классов:

1. Млекопитающие;

2. Птицы;

3. Гады;

4. Рыбы;

5. Насекомые;

6. Черви.

Следует помнить, что объем этих групп был несколько иным, чем принято ныне. Например, к «гадам» относились не только рептилии и амфибии, но и некоторые рыбы, к «насекомым» относились все членистоногие, а «черви» представляли собой настоящую свалку, сформированную по остаточному принципу (выражение «линнеевские черви» в зоологическом жаргоне надолго стало синонимом группы, система которой находится в хаотическом состоянии и нуждается в серьезнейшей переработке).

В конце XVIII - начале XIX веков количество классов начало постепенно увеличиваться. Это было связано с тем, что в результате сравнительно-анатомических исследований так называемых «низших животных» (линневских насекомых и, главным образом, червей), натуралисты обнаружили значительное разнообразие организации. Из насекомых были выделены ракообразные, паукообразные, усоногие (долгое время эта группа ракообразных не находила себе места в системе). Из червей - моллюски, «зоофиты» (животнорастения - по большей части, кишечнополостные), «инфузории» (практически все микроскопические беспозвоночные).

Объединение классов животных в более крупные группы - заслуга французского натуралиста Жоржа Кювье (1769-1832), который предложил систему, согласно которой все известные классы были распределены между четырьмя группами, которые он назвал ответвлениями (фр. embranchement). Этими четырьмя группами были:

1. Позвоночные;

2. Членистые (фр. animaux articulées);

3. Моллюски (фр. animaux mollusques);

4. Лучистые (фр. animaux rayonnées).

Линеевская статическая концепция представляет в настоящее время лишь исторический интерес, но каталог Линнея имеет все же большую научную ценность, представляя собой первичную основу современной классификации организмов. В своей основе он не подвергся изменениям, за исключением деталей и, кроме того, он написан по-латыни, на этом почти универсальном языке ученых. Название каждого вида организмов состоит в этом каталоге из двух слов. Первое слово обозначает более широкое понятие - род, второе, более узкое - вид. Например, заяц-беляк – Lepus timidus, где Lepus (заяц) означает название рода, а timidus (трусливый) – название вида. Позднее был описан еще другой вид – заяц-русак – Lepus europaeus (заяц европейский). По этим названиям видно, что речь идет о двух различных видов относящихся к одному роду.

Все более крупные подразделения последовательно накладываются на категории, использованные Линнеем. Так, два или более родственных видов образуют род, два или более родственных родов образуют семейство, два или более семейств - отряд, два или более отрядов - класс, два или более классов - тип. Два или более типов составляют царство, наиболее крупную категорию, так как три царства включают соответственно все одноклеточные организмы, растения и животных.

По мере развития систематики животных возрастало количество научно описанных видов. Аристотель дал описание 454 видов, Линей – 4208, Гмелин – 18338 видов. К началу XIX в. было описано около 50 тыс. видов, а к началу XX в. около одного миллиона видов. Сейчас, по наиболее точным оценкам, насчитывается около 1,6 миллиона живущих видов. Из них 860 000 составляют насекомые, 350 000 - растения, 8600 - птицы и только 3200 - млекопитающие. Большая часть остальных видов, около 300 000, относится к морским беспозвоночным. Общее количество - 1,5 миллиона - включает только те виды, описания которых были опубликованы учеными. Считается, что в несколько раз большее количество видов еще не описано. По прикидкам некоторых ученых , в настоящее время существуют около 8,7 миллиона видов эукариотических организмов (плюм-минус 1,3 млн). В это число не входят вымершие виды, известные только в виде ископаемых остатков. Основываясь на количестве уже описанных ископаемых видов, общее количество вымерших – обитавших когда-либо на протяжении более трех миллиардов лет существования жизни на Земле, оценивают в пределах от 50 миллионов до 4 миллиардов.

По расчётам ученых, в Мировом океане обитает 2,2 млн видов, на суше - 6,5 млн. Животных на планете всего около 7,77 млн видов, грибов - 611 тыс., растений - 300 тыс. При этом растениям повезло больше всего: из них описано 72% видов, тогда как животных - 12%, грибов - только 7%.

Обитание	Земля			Океан
	Каталогизировано	Предполагается	±	Каталогизировано	Предполагается	±
Эукариоты
Животные	953 434	7 770 000	958 000	171 082	2 150 000	145 000
Грибы	43 271	611 000	297 000	1 097	5 320	11 100
Растения	215 644	298 000	8 200	8 600	16 600	9 130
Протисты	8 118	36 400	6 690	8 118	36 400	6 960
Всего	1 233 500	8 740 000	1 300 000	193 756	2 210 000	182 000
Прокариоты
Бактерии	10 358	9 680	3 470	652	1 320	436
Археи	502	455	160	1	1	0
Всего	10 860	10 100	3 630	653	1 321	436
Итого	1 244 360	8 750 000	1 300 000	194 409	2 210 000	182 000

Табл.1. Количество видов обитающих на нашей планете

В современной биологии, живой мир имеет сложную иерархическую структуру. Сейчас существуют несколько разновидностей классификаций всего живого, но в общем они пологаются на принцип эволюционизма.

По одной классификации предложенной в 1990 г. Карлом Везе, верхним рангом группировки организмов является . Существуют три Домена:

Археи, Эубактерии, Эукариоты .

Наиболее радикальным отличием даной классификации от предыдущих систем состояло в том, что бактерии (прокариоты) были разделены на две группы (археи и эубактерии), каждая из которых была равнозначна эукариотам.

По другим классификациям существуют альтернативные системы групп высшего уровня (ранга), например:

Система, в которой живые организмы делятся на две империи (или ):

Эукариот (Eukaryota) и П рокариот (Prokaryota) , причём последние соответствуют археям и эубактериям системы Вёзе.

Прокариоты (Prokaryota или Monera) , П ротисты (Protista) , Г рибы (Fungi) , Растения (Plantae) и Ж ивотные (Animalia) , причём последние четыре царства соответствуют империи или домену эукариот.

Дальнейшее разделение (Таксонометрия) живых существ идет одинаково во всех классификациях – – / – / – / – – – – – / – / – / – – – – – – – – – – – – – – –

Клетка - естественная крупинка жизни, как атом - естественная крупинка неорганизованной материи.

Тейяр де Шарден

Рассмотрение явлений живой природы по уровням биологических структур даст возможность изучения возникновения и эволюции живы систем на Земле - от простейших и менее организованных систем к боле сложным и высокоорганизованным. Первые классификации растений, наиболее известной из которых была система Карла Линнея, а также классификация животных Жоржа Бюффона носили в значительной мере искусственный характер, поскольку не учитывали происхождения и развити живых организмов. Тем не менее они способствовали объединению всег известного биологического знания, его анализу и исследованию причи и факторов происхождения и эволюции живых систем. Без такого исследования невозможно было бы, во-первых , перейти на новый уровень познания, когда объектами изучения биологов стали живые структуры сначал на клеточном, а затем на молекулярном уровне. Во-вторых, обобщени и систематизация знаний об отдельных видах и родах растений и животных требовали перехода от искусственных классификаций к естественным где основой должен стать принцип генезиса, происхождения новых видов а следовательно, разработана теория эволюции. В-третьих, именно описательная, эмпирическая биология послужила тем фундаментом, на основ которого сформировался целостный взгляд на многообразный, но в то ж время единый мир живых систем.

Живое в настоящее время разделяют на онтогенетический, организмсн-ный и надорганизменный уровни.

Представление о структурных уровнях организации живых систем сформировалось под влиянием открытия клеточной теории строения живых тел. В середине прошлого века клетка рассматривалась как элементарная единица живой материи, наподобие атома неорганических тел. Исследовани проблемы строения живого, изучаемого молекулярной биологией, в середине XX столетия подвело к совершению научной революции. Во второ половине XX в. были выяснены вещественный состав, структура клетк и процессы, происходящие в ней.

Каждая клетка содержит в середине плотное образование, названное ядром, которое плавает в «полужидкой» цитоплазме. Все они вмест заключены в клеточную мембрану. Клетка нужна для аппарата воспроизводства, который находится в ее ядре. Без клетки генетический аппара не мог бы существовать. Основное вещество клетки - белки, молекул которых обычно содержат несколько сот аминокислот и похожи на бус или браслеты с брелочками, состоящими из главной и боковой цепей У всех живых видов имеются свои особые белки, определяемые генетическим аппаратом.

Попадающие в организм белки расщепляются на аминокислоты, которые затем используются им для построения собственных белков. Нуклеиновые кислоты создают ферменты, управляющие реакциями. Хотя в состав белков человеческого организма входят 20 аминокислот, но совершенн обязательны для него только 9. Остальные, по-видимому, вырабатываются самим организмом. Характерная особенность аминокислот, содержащихся не только в человеческом организме, но и в других живых система (животных, растениях и даже вирусах), состоит в том, что все они являются левовращающими плоскость поляризации изомерами, хотя в принципе существуют аминокислоты и правого вращения.

Дальнейшие исследования были направлены на изучение механизмов воспроизводства и наследственности в надежде обнаружить в них то специфическое, что отличает живое от неживого. Наиболее важным открытие на этом пути было выделение из состава ядра клетки богатого фосфоро вещества, обладающего свойствами кислоты и названного впоследстви нуклеиновой кислотой. В дальнейшем удалось выявить углеводный компонент этих кислот, в одном из которых оказалась Д-дезоксирибоза, а в другом Р-рибоза. Соответственно этому первый тип кислот стали называт дезоксирибонуклеиновыми кислотами, или сокращенно ДНК, а второ тип - рибонуклеиновыми, или кратко РНК.

Участки ДНК, существующие как функционально неделимые единицы - гены, кодируют структуру (аминокислотную последовательность) одного белка или рибонуклеиновой кислоты. Совокупность генов клетк или всего организма составляет генотип. В отличие от генотипа геном ил генофонд представляет собой характеристику вида, а не отдельной особи В 2001 г. был расшифрован геном человека. Длина генома человека (вс ДНК в 46 хромосомах) достигает 2 м и включает 3 млрд нуклеотидных пар.

Роль ДНК в хранении и передаче наследственности была выяснена после того, как в 1944 г. американским микробиологам удалось доказать что выделенная из пневмококков свободная ДНК обладает свойством передавать генетическую информацию.

Комплементарность - взаимное соответствие, обеспечивающее связь дополняющих друг друга структур (макромолекул, молекул, радикалов)В и определяемое их химическими свойствами. Комплементарность возможна, «если поверхности молекул имеют комплементарные структуры так что выступающая группа (или положительный заряд) на одной поверхности соответствуют полости (или отрицательному заряду) на другой Иными словами, взаимодействующие молекулы должны подходить друг к другу, как ключ к замку» (Дж. Уотсон). Комплементарность цепей нуклеиновых кислот основана на взаимодействии входящих в их состав азотистых оснований. Так, только при расположении аденина (А) в одной цепи против тимина (Т) (или урацила - У) - в другой, а гуанина (Г) - против цитозина (Ц) в этих цепях между основаниями возникают водородны связи. Комплементарность - по-видимому, единственный и универсальный химический механизм матричного хранения и передачи генетическо информации.

В 1953 г. Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком была предложена и экспериментально подтверждена гипотеза о строении молекулы ДНКВ как материального носителя информации. В 1960-е гг. французскими учеными Франсуа Жакобом и Жаком Моно была решена одна из важнейши проблем генной активности, раскрывающая фундаментальную особенность функционирования живой природы на молекулярном уровне. Он доказали, что по своей функциональной активности все гены разделяютс на «регуляторные», кодирующие структуру регуляторного белка, и «структурные гены», кодирующие синтез ферментов.

Воспроизводство себе подобных и наследование признаков осуществляется с помощью наследственной информации, материальным носителем которой являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) ДНК состоит из двух цепей, идущих в противоположных направления и закрученных одна вокруг другой наподобие электрических проводов Напоминает винтовую лестницу. Участок молекулы ДНК, служащи матрицей для синтеза одного белка, называют геном. Гены расположен в хромосомах (части ядер клеток). Было доказано, что основная функци генов состоит в кодировании синтеза белков. Механизм передачи информации от ДНК к морфологическим структурам предложил известны физик-теоретик Г. Гамов, указав, что для кодирования одной аминокислоты требуется сочетание из трех нуклеотидов ДНК.

Молекулярный уровень исследования позволил показать, что основным механизмом изменчивости и последующего отбора являются мутации, возникающие на молекулярно-генетическом уровне. Мутация - это частичное изменение структуры гена. Конечный эффект ее - изменени свойств белков, кодируемых мутантными генами. Появившийся в результате мутации признак не исчезает, а накапливается. Мутации вызываютс радиацией, химическими соединениями, изменением температуры, наконец, могут быть просто случайными. Действие естественного отбора проявляется на уровне живого, целостного организма.

Поскольку минимальной самостоятельной живой системой можно считать клетку, постольку изучение онтогенетического уровня следует начать именно с клетки. В настоящее время различают три типа онтогенетического уровня организации живых систем, которые представляют собо три линии развития живого мира: 1) прокариоты - клетки, лишенны ядер; 2) эукариоты, появившиеся позднее, - клетки, содержащие ядра;

3) архебактерии - клетки которых сходны, с одной стороны, с прокариотами, с другой - эукариотами. По-видимому, все эти три линии развития исходят из единой первичной минимальной живой системы, которую можно назвать протоклеткой. Структурный подход к анализу первичных живых систем на онтогенетическом уровне нуждается в дополнительно освещении функциональных особенностей их жизнедеятельности и обмен веществ.

Клетки образуют ткани, а несколько типов тканей формируют органы. Группы органов, связанные с решением каких-то общих задач, называю системами организма.

Онтогенетический уровень организации относится к отдельным живым организмам - одноклеточным и многоклеточным. В разных организма число клеток существенно отличается. В соответствии с числом клеток вс живые организмы разделяют на пять царств.

Первые живые организмы имели одиночные клетки, затем эволюция жизни усложнила структуру и число клеток увеличилось. Одноклеточны организмы, имеющие простое строение, называются мономерами (греч «шопегеБ» - простой), или бактериями. Одноклеточные организмы с боле сложной структурой относят к царству водорослей, или проститов. Сред водорослей есть и простейшие многоклеточные организмы. К многоклеточным относят растения, грибы и животных. Живые организмы классифицируют в соответствии с их эволюционным родством, поэтому считается что многоклеточные имели своими предками простаты, а те произошл от монер. Но три многоклеточных царства произошли от разных проститов Каждая группа многоклеточных организмов - растений, животных и грибов - имеет свой план строения, приспособленный к своему образу жизни а у каждого вида в процессе эволюции сложилась определенная разновидность этого достаточно гибкого плана. Почти каждый вид состоит из различающихся по строению, но в то же время кровно родственных групп индивидов. Вид представляет собой не простое собрание индивидуумов, а сложну систему группировок, соподчиненных и тесно связанных друг с другом.

Вот так выглядит очень упрощенная схема соподчинения систематических единиц, используемая для естественной классификации:

ВИД - основная структурная и классификационная (таксономическая) единица в систематике живых организмов. Вид обозначается в соответствии с бинарной номенклатурой.

РОД - основная надвидовая таксономическая единица категория (ранг) в систематике растений и животных, объединяет близкие по происхождению виды.

КЛАСС (лат. «с1а881$» - разряд, группа), одна из высших таксономических категорий (рангов) в систематике животных и растений. Вид объединяют родственные отряды (животных) или порядки (растений). Класс имеет общий план строения и общих предков, включает тины (животных)В или отделы (растений).

ТИП - таксономическая категория (ранг) в систематике животных. В тип (иногда сначала подтип) объединяют близкие по происхождени классы. Все представители одного типа имеют единый план строения. Ти отражает основные ветви филогенетического древа животных. Все животные относятся к 16 типам. В систематике растений типу соответствует отдел.

ПОДЦАРСТВО (одноклеточные, многоклеточные).

ЦАРСТВО (растения, животные, грибы, дробянки, вирусы) - высшая таксономическая категория (ранг). Со времен Аристотеля органически мир подразделяется на два царства - растения и животные, а согласн новейшей систематике - на пять царств.

НАДЦАРСТВО (безъядерные и ядерные).

ИМПЕРИЯ (доклеточные и клеточные).

Известный немецкий биолог Э. Геккель открыл биогенетический закон для организменного уровня классификации живого, согласно которому онтогенез в краткой форме повторяет филогенез, т.е. отдельный организм в свое индивидуальном развитии в сокращенной форме повторяет историю рода.

Надорганизменный уровень рассматривает организмы во взаимосвязи с окружающей средой и начинается с популяции. Популяционный уровен начинается с изучения взаимосвязи и взаимодействия между совокупностями особей одного вида, которые имеют единый генофонд и занимаю единую территорию. Такие совокупности, или, скорее, системы живы организмов составляют определенную популяцию. Очевидно, что популяционный уровень выходит за рамки отдельного организма, и поэтом его называют надорганизменным уровнем организации. Популяция представляет собой первый надорганизменный уровень организации живы существ, который хотя и тесно связан с их онтогенетическим и молекулярными уровнями, но качественно отличается от них по характеру взаимодействия составляющих элементов, ибо в этом взаимодействии они выступаю как целостные общности организмов. По современным представления именно популяции служат элементарными единицами эволюции.

Второй надорганизменный уровень организации живого составляют различные системы популяций, которые называют биоценозами, ил сообществами. Они являются более обширными объединениями живы существ и в значительно большей мере зависят от небиологических, ил абиотических, факторов развития.

Третий надорганизменный уровень организации содержит в качестве элементов разные биоценозы, в еще большей степени характеризуетс зависимостью от многочисленных земных и абиотических условий своег существования (географических, климатических, гидрологических, атмосферных и т.п.). Для его обозначения применяется термин биогеоценоз или экологическая система (экосистем).

Четвертый надорганизменный уровень организации возникает из объединения самых разнообразных биогеоценозов и теперь называется биосферой.

Для характеристики трофического (пищевого) взаимодействия популяции и биоценозов существенное значение имеет общее правило, согласно которому чем длиннее и сложнее пищевые связи между организмам и популяциями, тем более жизнеспособной и устойчивой является живая система любого (надорганизменного) уровня. Отсюда становится ясным, что с биологической точки зрения на таком уровне решающее значени приобретает трофический характер взаимодействия между составляющими живую систему элементами.

Таким образом, на основе критерия масштабности выделяют следующие уровни организации живого (рис. 13.1):

биосферный - включающий всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой;

уровень биогеоценозов, состоящий из участков Земли с определенным составом живых и неживых компонентов, представляющих единый природный комплекс, экосистему;

популяционно-видовой - образуется свободно скрещивающимися между собой особями одного и того же вида;

организменный и органно-тканевый - отражают признаки отдельных особей, их строение, физиологию, поведение, а также строение и функци органов и тканей живых существ;

клеточный и субклеточный - отражают процессы специализации клеток, а также различные внутриклеточные включения;

молекулярный - составляет предмет молекулярной биологии, одной из важнейших проблем которой является изучение механизмов передач генной информации и развитие генной инженерии и биотехнологии.

С учетом ископаемых и современных организмов в системе органического мира выделяют от 4 до 26 царств, от 33 до 132 типов и от 100 до 200 классов (И.А. Михайлова, О.Б. Бондаренко, 1999).

К середине XX в. было описано около 2 млн видов живых организмов (общее их число оценивается в несколько миллионов). Предполагается, что от начала кембрия, т.е. примерно за 600 млн лет, вымерло около 99,9% видов, обитавших на Земле. Следовательно, их общая численность с учетом палеонтологических видов составляет около 2 млрд.

Видовое разнообразие (численность видов в таксоне) связано с размерами организмов (см. рис. 27). У животных наибольшую численность имеют виды, длина тела которых находится в пределах 1 - 10 мм. Для животных с длиной тела не менее 10 мм характерно наличие выраженной тенденции уменьшения видового многообразия с увеличением размера. В частности, увеличению длины тела втрое соответствует уменьшение числа видов примерно в 10 раз (Р. Мэй, 1981).

В систематике используются следующие категории: первая - Царство (Regnum) как самая высокая таксономическая категория, признанная действующими в настоящее время Международными кодексами ботанической и зоологической номенклатуры. Однако

Рис. 27.

(по: Р. Мэй, 1981) в последнее время признается целесообразным выделение таксонов более высокого ранга - надцарств или доменов (Super-regnum), которые объединяются империей - «Жизнью». Согласно результатам молекулярно-биологических исследований империя распадается на три домена - эукариот, архей и бактерии. Два последних домена относятся к прокариотам. Они, вероятно, принимали участие в возникновении эукариотических клеток (см. «Гипотеза сим- биогенеза» в гл. 2 настоящего учебного пособия). Современное надцарство эукариот распадается на три царства - животных, грибов и растений.

Иерархия царств ранжируется на последовательность уменьшающихся категорий - подцарство (subregnum), тип (phylum), класс (classis), отряд (ordo), семейство (familia), род {genus), вид (spesies ). Наряду с этими категориями используются также промежуточные - подотряд (subordo), надкласс (superclassis), подкласс (subclassis), над- семейство (superfamilia), подсемейство (subfamilia), триба (tribus), подрод (subgenus) и подвид (subspecies). В наименовании надсе- мейств применяется окончание «oidea», семейств - «idae», подсемейств - «inae» и триб - «ini». По некоторым подходам типу в царстве животных соответствует подотдел в царстве растений.

Вид, являясь основной структурной единицей в системе живых организмов, оказывается недостаточным для определения рангов образующих его группировок. Между категориями «вид» и «раса» встречаются промежуточные формы. К ним относятся, например, переходные стадии дифференциации между географическими расами и аллопатрическими видами, или между аллопатрическими расами и симпатрическими видами. Эти промежуточные группировки связываются между собою разными уровнями потоков генов, от чего зависит промежуточный характер изменчивости между ними. Внутри этих группировок может возникать смесь признаков, сходных с расовыми и видовыми. В одной части ареала вида группировки могут существовать симпатрически, не скрещиваясь, в другой - ал- лопатрически, но скрещиваться в некоторых местах соприкосновения. Такие группировки относят к подвидам. В. Грант (1980) назвал их «полувидами».

Категория «подвид» из-за сложности определения ее границ, генотипической структуры и происхождения не относится к общепринятой в систематике, но имеет широкое применение. К подвидам относят совокупности обособленных популяций вида, в которых большинство особей отличается по одному или нескольким признакам от особей других популяций того же вида. Латинское название подвида образуется добавлением третьего слова (подвидового эпитета) к названию вида. Например, благородный олень {Cervus ela- phus ), имеющий широкое распространение в Европе и Азии, образует на этих территориях ряд подвидов. В Карпатах, Белоруссии и Прибалтике обитает его среднеевропейский подвид (С. е. hippelaphus ), в горном Крыму - крымский (С.е. brauneri), на Кавказе - кавказский (С.е. moral), на Алтае и в Саянах - алтайский марал (С.е. sibiri- cus ), на Тянь-Шане и Джунгарском Алатау - тянь-шаньский марал (С.е. xanthopygos ), в Забайкалье, Амурском и Уссурийском краях - изюбрь (С.е. bactrianus).

Большинство современных классификаций органического мира используют кладистический метод, основанный на построении родословного древа. Оно строится по степени родства без учета геохронологической последовательности. Родословные связи определяются методами эмбриологических, цитологических, генетических и других исследований, отражающих уровни эволюции и степени родства. Но без учета палеонтологических сведений (геохронологии) невозможно построение филогенетической системы органического мира.

До настоящего времени не создано общепринятой систематики. Она соответственно развитию биологии постоянно уточняется (табл. 14). С этим связаны разные подходы к количеству выделяемых царств, подцарств и типов (отделов). Поэтому систему органического мира выражают в виде родословного древа, ветви которого связаны родственными отношениями, соответствующими определенным таксонам, или как перечень названий таксонов, представленный в иерархической последовательности (см. «Направления и закономерности эволюции» в гл. 6 настоящего учебного пособия).

Таблица 14

Развитие систематики

Е. Haeckel (Э. Геккель, 1935) Царства	Р. Н. Whittaker et al., (1969) Царства	С. Woese et al., (1977) Царства	С. Woese, et al., (1990) Домены	Т. Cavalier-Smith (1998)
				Домены	Царства
Животные	Животные	Животные	Эукариоты	Эукариоты	Животные
Растения
	Растения	Растения			Растения
		Простейшие			Хромисты (Протесты)
Протесты
		Бактерии	Бактерии		Бактерии

* И.А. Михайлова и О.Б. Бондаренко (1999) в домене прокариот выделяют царства бактерий и цианобактерий

Со времён Аристотеля все натуралисты и естествоиспытатели собирали коллекции и сведения об организмах. Одним из существенных результатов такой деятельности стало разделение орга-низмов на группы, что сделало их изучение более удобным.

Примеры на рисунке: 1. сине-зеленые водоросли; 2. перидинеи; 3. эвгленовые; 4. диатомеи; 5. хламидомонада; 6. ламинария; 7. одонталия; 8. папирус; 9. ризофора; 10. зостера; 11. морской котик; 12. пеликан; 11. бычок.

Учёные разделили всё живое на планете на группы по родственным признакам. Пять самых больших групп называются царства.

Таксономические категории

Определение и помещение в систему различных групп организмов — основная задача таксономии (греч. «таксис» — расположение в порядке + «номос» закон). Кроме того, таксономия определяет правила, по которым тот или иной организм следует помещать в какую-либо группу, что также является одной из задач естествознания.

Таксономия не ставит своей задачей выявление природных законов в явном виде, её цель другая — разделение множества организмов на группы, то есть создание системы и порядка, иными словами, способа, с помощью которого людям удобнее воспринимать всё многообразие живых организмов.

Поскольку система классификации организмов создана человеком, то не существует раз и навсегда установленного способа классификации . Вместо этого есть довольно большое число систем раз-деления организмов на царства, используемых различными систе-матиками. Система, где все организмы разделены на пять царств, пожалуй, является одной из самых простых.

В современной классификации из пяти царств три представляют собой многоклеточные организмы, а оставшиеся два — одноклеточные . Согласно данной системе любой многоклеточный организм является либо растением (Plantae), либо грибом (Fungi), либо животным (Animalia). Ясно, что именно растения, грибы и животные и есть царства. Соответственно одноклеточный организм может быть либо , либо монерой (Мопе rа).

Самое представительное царство — . Сюда входят все организмы, питающиеся готовыми органическими соединениями (растениями или другими животными).

К относятся в основном многоклеточные организмы, не способные самостоятельно передвигаться. Растения с помощью фотосинтеза, используя энергию солнечных лучей, преобразовывают неорганические вещества в органические.

Составляют организмы, не являющиеся ни животными, ни растениями — это, например, плесень, съедобные и ядовитые грибы.

В (лат. «протос» — первичный) входят простейшие. В царство протистов (эукариотов) включают микроскопические, обычно одноклеточные, организмы, имеющие ядра в клетках. Протистов и вправду в чём-то можно считать «самыми первыми» хотя бы потому, что они наиболее древние и в каком-то смысле самые простые из эукариотов. Ядро у них есть, и клетка может быть устроена весьма сложно, но как целостный организм они всё-таки проще, чем растения, грибы или животные. В качестве примера простейшего можно привести амебу. Амеба — это одноклеточный эукариот, который всё время меняет форму своего тела. При этом амеба двигается благодаря изменениям формы тела. Самые известные протисты — диатомеи (диатомические водоросли), перидинеи и эвгленовые, и другие жгутиковые водоросли.

Царство Monera — единственное царство, которое включает в себя бактерии , а также других прокариот. Клетки прокариот не могут быть устроены достаточно сложно, они также не могут образовывать многоклеточные организмы, или, образно говоря, остают-ся одни (греч. «mono» — один, одиночный). У бактерий и других монер всегда отсутствуют такие органеллы, образованные мембран-ными пузырьками, как, например, митохондрии или аппарат Гольджи. Таким образом, для монер характерны совсем другие черты клеточной анатомии и физиологии.

К (прокариотам) относят микроскопические, как правило одноклеточные, организмы, без ядра в клетках. Кроме собственно бактерий (стафилококки, вибрионы, спириллы и т.д), к царству Монер часто относят сине-зеленые водоросли (цианеи), примитивные одноклеточные.

Несмотря на маленький размер клетки и относительную простоту структурной организации, распространенность бактерий (и других монер) очень велика. Они составляют большую часть биомассы («живого веса») Земли. Все бактерии на планете весят больше, чем все слоны, киты, люди и жуки, вместе взятые!

Жизнь на Земле зародилась в океане. Поэтому в воде встречаются представители всех пяти царств живой природы, всех типов животных и многих отделов растений. В процессе эволюции многие из них покинули водную среду, а потом вторично вошли в неё.

Следующая ступень классификации — типы (у растений — отделы).

Основная категория биологической систематики — вид. Каждый вид (например, Человек разумный — Homo sapiens) имеет двой-ное латинское название, состоящее из родового и видового имён. Ро-довое имя пишется с заглавной буквы, видовое — со строчной.

А теперь рассмотрим биологическую систематику более подробно. Таксономические категории биологической систематики представляют следующую иерархию:

царство (regnum);

тип (phylum);

подтип (subphylum);

класс (classiis);

подкласс (subclassis);

отряд (у растений — порядок) (ordo);

подотряд (subordo);

семейство (familia);

подсемейство (subfamilia);

род (genus);

подрод (subgenus);

вид (species);

подвид (subspecies);

разновидность (varietas);

форма (forma).

В таксономии приняты правила, что каждому виду даётся уникальное латинское название, состоящее из двух слов. Первое сло-во — это название рода, оно является существительным и пишется с большой буквы, а второе слово — видовой эпитет — прилагатель-ное, которое пишется с маленькой. Например, современный чело-век имеет название Homo sapiens — человек разумный. Возможно, человека, если посмотреть на то, как он себя ведёт, и на то, какие проблемы в связи с этим возникают, и не всегда можно назвать разумным, однако это лишь биологическое название единственного ныне живущего вида рода Homo. Из палеонтологической летописи нам известны и другие (ныне вымершие) виды рода Homo: напри-мер, Homo habilis и Homo erectus.

В настоящее время органический мир Земли насчитывает около 1,5 млн видов животных, 0,5 млн видов растений, около 10 млн микроорганизмов. Изучить такое многообразие организмов невозможно без их систематизации и классификации.

Большой вклад в создание систематики живых организмов внес шведский натуралист Карл Линней (1707-1778). В основу классификации организмов он положил принцип иерархии, или соподчиненности, а за наименьшую систематическую единицу принял вид. Для названия вида была предложена бинарная номенклатура, согласно которой каждый организм идентифицировался (назывался) по его роду и виду. Названия систематических таксонов было предложено давать на латинском языке. Так, например, кошка домашняя имеет систематическое название Felis domestica. Основы линнеевской систематики сохранились до настоящего времени.

Современная классификация отражает эволюционные взаимоотношения и родственные связи между организмами. Принцип иерархии сохраняется.

Вид - это совокупность особей, сходных по строению, имеющих одинаковый набор хромосом и общее происхождение, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к сходным условиям обитания и занимающих определенный ареал.

В настоящее время в систематике используют девять основных систематических категорий: империя, надцарство, царство, тип, класс, отряд, семейство, род, вид (схема 1, таблица 4, рис. 57).

По наличию оформленного ядра все клеточные организмы делятся на две группы: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты (безъядерные организмы) - примитивные организмы, не имеющие четко оформленного ядра. В таких клетках выделяется лишь ядерная зона, содержащая молекулу ДНК. Кроме того, в клетках прокариот отсутствуют многие органеллы. У них имеются только наружная клеточная мембрана и рибосомы. К прокариотам относятся бактерии.

Эукариоты - истинно ядерные организмы, имеют четко оформленное ядро и все основные структурные компоненты клетки. К ним относятся растения, животные, грибы.

Таблица 4

Примеры классификации организмов

Кроме организмов, имеющих клеточное строение, существуют и неклеточные формы жизни - вирусы и бактериофаги. Эти формы жизни представляют собой как бы переходную группу между живой и неживой природой.

Рис. 57. Современная биологическая система

* В столбце представлены только некоторые, но не все существующие систематические категории (типы, классы, отряды, семейства, роды, виды).

Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским. В переводе слово «вирус» означает «яд».

Вирусы состоят из молекул ДНК или РНК, покрытой белковой оболочкой, а иногда дополнительно липидной мембраной (рис. 58).

Рис. 58. Вирус ВИЧ (А) и бактериофаг (Б)

Вирусы могут существовать в виде кристаллов. В таком состоянии они не размножаются, не проявляют никаких признаков живого и могут сохраняться длительное время. Но при внедрении в живую клетку вирус начинает размножаться, подавляя и разрушая все структуры клетки-хозяина.

Проникая в клетку, вирус встраивает свой генетический аппарат (ДНК или РНК) в генетический аппарат клетки-хозяина, и начинается синтез вирусных белков и нуклеиновых кислот. В клетке-хозяине идет сборка вирусных частиц. Вне живой клетки вирусы не способны к размножению и синтезу белка.

Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных, человека. К ним относятся вирусы табачной мозаики, гриппа, кори, оспы, полиомиелита, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий заболевание СПИД.

Генетический материал вируса ВИЧ представлен в виде двух молекул РНК и специфического фермента обратной транскриптазы, который катализирует реакцию синтеза вирусной ДНК на матрице вирусной РНК в клетках лимфоцитов человека. Далее вирусная ДНК встраивается в ДНК клеток человека. В таком состоянии она может сохраняться долго, не проявляя себя. Поэтому антитела в крови у инфицированного человека образуются не сразу и обнаружить заболевание на этой стадии сложно. В процессе деления клеток крови ДНК вируса передается соответственно в дочерние клетки.

При каких-либо условиях вирус активизируется и начинается синтез вирусных белков, а в крови появляются антитела. В первую очередь вирус поражает Т-лимфоциты, ответственные за выработку иммунитета. Лимфоциты перестают узнавать чужеродные бактерии, белки и вырабатывать против них антитела. В результате организм перестает бороться с любой инфекцией, и человек может погибнуть от любого инфекционного заболевания.

Бактериофаги - это вирусы, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага (см. рис. 58) состоит из белковой головки, в центре которой находится вирусная ДНК, и хвостика. На конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления на поверхности клетки бактерии, и фермент, разрушающий бактериальную стенку.

По каналу в хвостике ДНК вируса вспрыскивается в клетку бактерии и подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК и белки вируса. В клетке происходит сборка новых вирусов, которые покидают погибшую бактерию и внедряются в новые клетки. Бактериофаги могут использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).

| |
8. Многообразие органического мира § 51. Бактерии. Грибы. Лишайники