Основные принципы классификации живых организмов систематика. Система классификации живых организмов
Растение именовано полностью, если оно
снабжено и родовым, и видовым именем.
К Линней
Как биологическая классификация помогает осознать взаимозависимость состава, структуры и свойств? Что такое бинарная номенклатура? Как пользоваться определителем? Какими современными методами оперирует систематика?
Урок-практикум
ЦЕЛЬ РАБОТЫ . Научиться выявлять общие признаки принадлежности живых организмов к той или иной группе; научиться пользоваться определителем и познакомиться с современными методами определения видов
ПЛАН РАБОТЫ . Выполните последовательно задания и сделайте выводы по каждому заданию.
Библиотечный каталог
Каковы, по вашему мнению, принципы научной классификации?
1. Сформулируйте, в чем состоит суть системы классификации живых организмов К. Линнея. Выделите признаки, по которым растения относят к одному семейству, одному роду, одному виду.
ПОДСКАЗКА . Основы современной систематики заложил шведский натуралист Карл Линней, Он предложил писать название вида на латыни в два слова: первое обозначает род. а второе - конкретный вид. Такое бинарное (двучленное) обозначение значительно упростило классификацию. Линней установил и принцип иерархичности систематических категорий (таксонов): сходные роды группируются в семейства, семейства - в отряды, отряды - в классы, классы - в типы, а типы - в царства. В подобном виде система классификации живых существ сохранилась до наших дней.
2. Воспользовавшись определителем, попробуйте самостоятельно определить вид какого-либо растения или животного.
ПОДСКАЗКА . Принцип определения состоит в том, что сначала устанавливается самый высокий иерархический таксон, затем переходят к следующему, и так до уровня вида. Например, нам надо определить пойманного шмеля. Мы знаем, что это животное (царство Животные); из зоологии вспомним, что членистоногое (тип Членистоногие) и насекомое (класс Насекомые). А вот дальше может понадобиться определитель, чтобы выяснить, к какому отряду (Перепончатокрылые), семейству (Пчелиные), роду (шмель) и виду (например, каменный шмель) относится пойманное насекомое.
Любой определитель состоит из определительных таблиц, которые построены на основе противопоставления: тезы, в которой перечисляются специфические признаки вида или группы видов (род, семейство и т. д.), и антитезы, где приводятся противоположные признаки. Каждая теза имеет номер, а в скобках указан номер антитезы. Если признаки организма соответствуют тезе, то надо внимательно прочитать антитезу и убедиться, что приведенные в ней признаки к определяемому организму не подходят, и переходить к следующей по порядку тезе. Если же признаки соответствуют антитезе, то дальнейшее определение надо вести от нее. Так следует поступать до тех пор, пока теза или антитеза не завершится названием таксона. Для таксонов каждого иерархического уровня приведены свои таблицы. Например, при определении упоминавшегося выше шмеля сначала надо воспользоваться таблицей для определения отрядов насекомых, затем семейств отряда Перепончатокрылые, затем родов семейства Пчелиные и завершить определение таблицей для видов рода шмель.
Литература для дополнительного чтения
- Новиков В. С., Школьный атлас-определитель высших растений / В. С. Новиков, И. А. Губанов. - М.: Просвещение, 1991.
3. Личинки многих видов животных совершенно непохожи на взрослых особей. Предложите методы, с помощью которых можно было бы правильно определить вид найденной личинки.
ПОДСКАЗКА . На помощь приходят методы молекулярной биологии. Было установлено, что последовательность нуклеотидов в ДНК геномов разных особей различается. Причем чем выше степень родства, тем различия меньше. Так, внутривидовые различия гораздо меньше, чем межвидовые, а различия между видами одного рода будут меньше, чем у видов, относящихся к разным родам, и т. д. Эту особенность организации генома стали использовать как в систематике, так и для выяснения степени родства между видами - филогении. Анализируется не целый геном, а отдельные его участки, гены или даже их фрагменты. Если последовательность нуклеотидов в выбранном нами гене личинки будет соответствовать последовательности нуклеотидов в том же гене взрослой особи, то можно заключить, что и личинка, и взрослая особь принадлежат к одному виду.
Биологическая систематика построена на принципе иерархичности. Название вида бинарное. Определить систематическое положение (вид, род и т. д.) любого организма можно при помощи определителя, принцип работы с которым сводится к сопоставлению тезы и антитезы. В современной биологии для видовой идентификации широко используют методы молекулярной биологии.
7.1. Систематика как биологическая наука
Систематика – это наука о разнообразии организмов, определяющая их место в системе органического мира. Существует систематика животных, микроорганизмов, грибов, растений.
В задачи любой систематики входит выявление, описание, идентификация, классификация и группирование организмов (от древнейших и примитивных до современных и самых сложных) в систему, в которой было бы однозначно определено положение каждого таксона.
Со времени К. Линнея (XVIII в.) в науке господствовала система двух царств: растений (Plantae ) и животных (Animalia ). В XX в. с открытием вирусов, а также обнаружением ряда важных различий в процессах обмена веществ и ультраструктуре клетки у разных групп организмов привело к пересмотру устоявшихся взглядов
Империя неклеточные организмы (Noncellulata ) - не имеют морфологически оформленной клетки. Империя включает одно царство вирусы (Virae).
Империя клеточные организмы (Сellulata ) - имеют морфологически оформленную клетку. Включает две подимперии.
1. Подимперия доядерные (Procaryota ) - не имеют морфологически оформленного ядра. Объединяет два царства:
а) Царство архебактерии (Archaebacteria) - в основе клеточных стенок кислые полисахариды (муреина нет);
б) Царство настоящие бактерии, или эубактерии (Eubacteria) - в основе клеточных стенок – муреин.
2. Подимперия ядерные, или эукариоты (Eucaryota ) - имеют морфологически оформленное ядро. Подразделяется на четыре царства:
а) Царство протоктисты (Protoctista) - автотрофы или гетеротрофы; тело не расчленено на вегетативные органы; отсутствует стадия зародыша; гаплоидные или диплоидные организмы; включает водоросли и грибоподобные организмы.
б) Царство животные (Animalia) - гетеротрофы; питание путем заглатывания или всасывания; отсутствует плотная клеточная стенка; диплоидные организмы; имеется чередование ядерных фаз.
в) Царство грибы (Fungi, Mycota) - гетеротрофы; питание путем всасывания; имеется плотная клеточная стенка, в основе которой хитин; гаплоидные или дикарионтические организмы; тело не расчленено на органы и ткани.
г) Царство растения (Plantae) - автотрофы; питание за счет процесса аэробного фотосинтеза; имеется плотная клеточная стенка, в основе которой целлюлоза; характерно чередование полового (гаметофит) и бесполого поколения (спорофит) с преобладанием диплоидного поколения. К растениям относятся – отделы риниофиты и зостерофиллофиты (ныне вымершие), моховидные, хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные.
До недавнего времени грибы, водоросли и высшие растения рассматривались в одном большом царстве растений. И, кроме того, среди растений существовало подразделение на две категории – низшие и высшие. К низшим относили: бактерии, грибы, лишайники и водоросли, к высшим: риниофиты, зостерофилловые, псилотовидные, моховидные, хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).
Разделы систематики
Современная систематика подразделяется на несколько связанных между собой разделов:
таксономия - теория и практика классификации организмов, при которой распределяется все множество вновь выявленных и уже известных организмов в соответствии с их сходством и различиями или предполагаемым родством по определенной системе соподчиненных категорий;
номенклатура - вся совокупность названий таксонов;
филогенетика - устанавливает родство организмов в историческом плане (филогения) и ход исторического развития мира живых организмов (филогенез) как в целом, так и для отдельных систематических групп.
Наиболее распространенная система, которую сегодня используют ботаники - иерархическая. Она строится по принципу «коробочка в коробочке». Любая ступень иерархии системы называется таксономическим рангом (таксономическая категория). Главным таксономическим рангом является - вид (species) . Обычно под биологическим видом понимают совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал, обладающих рядом общих морфофизиологических признаков и типов взаимоотношений с абиотической и биотической средами, и отделенных от других таких же совокупностей особей отсутствием гибридных форм.
- таксономия
- номенклатура
- филогенетика
таксономическим рангом - вид (species) . Над видом располагаются род (genus) , семейство (familia) , порядок (ordo) , подкласс (subclassis) , класс (classis) , отдел (divisio) и царство (regnum) . подвид (subspecies) , разновидность (varietas) , форма (forma) сорт .
Таксон . сосна лесная (обыкновенная) – Pinus sylvestris
Схема филогенетических отношений
В настоящее время общая схема филогенетических (родственных) отношений между основными группами живых организмов выглядит следующим образом.
I. Империя неклеточные организмы (Noncellulata ) (не имеют морфологически оформленной клетки). Империя включает одно царство вирусы (Virae).
II. Империя клеточные организмы (Сellulata ) (имеют морфологически оформленную клетку).
Включает две подимперии.
1. Подимперия доядерные (Procaryota ) - не имеют морфологически оформленного ядра.
Объединяет два царства:
А) Царство архебактерии (Archaebacteria) ;
Б) Царство настоящие бактерии, или эубактерии (Eubacteria)
2. Подимперия ядерные, или эукариоты (Eucaryota ) - имеют морфологически оформленное ядро.
Подразделяется на четыре царства:
А) Царство протоктисты (Protoctista) включает водоросли и грибоподобные организмы.
Б) Царство растения (Plantae)
В) Царство грибы (Fungi, Mycota)
Г) Царство животные (Animalia)
Различают следующие классификацииспособов питания живых организмов
1. По источнику углерода :
1) автотрофный способ питания (удовлетворение потребностей в органических веществах, путем синтеза их из простых неорганических соединений, т.е. это организмы, живущие за счет неорганического источника углерода. В данном типе выделяются: фотоавтотрофный способ (использование солнечной энергии) и хемоавтотрофный способ (использование химической энергии).
2. По типу окисляемого субстрата:
- литотрофы (окисляют неорганические соединения H 2 O, H 2 S, S, H 2);
- органотрофы (окисляют органические вещества).
По способу получения пищи
- голозойный тип питания - питание твёрдыми пищевыми частицами (органической пищей) посредством их захвата внутрь тела организма, которые затем перевариваются и всасываются в пищеварительной системе (животные, насекомоядные растения).
- голофитный способ питания - питание без захвата твёрдых пищевых частиц посредством транспорта (пассивного - осмоса, или активного) растворённых питательных веществ через поверхностные структуры клетки. Данный способ характерен для фотосинтезирующих растений, грибов и большинства микроорганизмов.
5.2. Неклеточные организмы (Noncellulata). Царство вирусы (Virae)
Вирусная частица (вирион) состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой – капсидом, состоящим из капсомеров .
Вирусы обладают следующими характерными особенностями:
Не имеют клеточного строения;
Имеют мельчайшие размеры, размеры вириона различных вирусов - от 15 до 400 нм (большинство видны только в электронный микроскоп);
Не имеют собственных метаболических систем;
Используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков;
Не способны к росту и делению;
Не размножаются на искусственных питательных средах.
Вирусы микроорганизмов названы фагами. Так, существуют бактериофаги (вирусы бактерий), микофаги (вирусы грибов), цианофаги (вирусы цианобактерий). Фаги обычно имеют многогранную призматическую головку и отросток (рис.1) .
Рис. 1. Строение бактериофага Т4:
1 - головка; 2 - хвост; 3 - нуклеиновая кислота; 4 - капсид; 5 - «воротничок»; 6 - белковый чехол хвоста; 7 - фибрилла хвоста; 8 - шипы; 9 - базальная пластинка
Головка покрыта оболочкой из капсомеров и содержит внутри ДНК. Отросток представляет собой белковый стержень, покрытый чехлом из спирально расположенных капсомеров. После попадания фага бактерия утрачивает способность к делению и начинает производить не вещества собственной клетки, а частицы бактериофага. В итоге клеточная стенка бактерии растворяется (лизируют), из нее выходят зрелые бактериофаги. Недостаточно активный фаг может существовать в клетке микроорганизма, не вызывая лизиса. Фаги встречаются в воде, почве и других природных объектах. Некоторые фаги используют в генетической инженерии, в медицине для профилактики заболеваний.
5.3.Подимперия доядерные (Procaryota )
Прокариоты – это одноклеточные, колониальные или многоклеточные организмы, которые не имеют морфологически оформленного (ограниченного мембраной) ядра и объединяют два царства – архебактерии (Archaebacteria ) и настоящие бактерии, или эубактерии (Bacteria, Eubacteria )
Сходства с растениями
Наличие клеточной стенки, поглощение питательных веществ из растворов путем всасывания (абсорбция ), отсутствие подвижности в вегетативном состоянии, неограниченный рост.
Сходства с животными
Образование в ходе обмена веществ мочевины , накопление гликогена в качестве запасного углевода, а не крахмала, присутствие хитина в клеточной стенке
Цикл развития спорыньи
Образование склероция (покоящейся стадии гриба)
При сильном поражении ржи на отдельных колосьях может быть до 3-4 склероциев. Далее при уборке хлеба склероции могут самопроизвольно опадать на землю (они хорошо переносят морозы и на следующий год после всходов ржи начинают прорастать), или при обмолоте попадать в зерно.
Сумчатая стадия
На прорастающем склероции появляются красные или темно-розовые булавовидные плодовые тела, состоящие из тонких ножек и шаровидных головок, усаженных многочисленными мелкими коническими выступами ("бородавочками"). Эта стадия – строма. Бородавочки на головке являются выходами перитециев - яйцевидных полостей, образующихся в периферической части головки. В перитециях вырастают многочисленные булавовидной формы сумки, в каждой из которых развивается по 8 нитевидных аскоспор. К моменту цветения ржи плодовые тела гриба полностью созревают; при этом из слизисто разбухающих перитециев выдавливаются сумки, которые лопаются; при этом из них выбрасываются аскоспоры и воздухом разносятся по цветущей ржи.
Конидиальная стадия гриба
Начинается с попадания аскоспор на перистые рыльца цветков ржи и их прорастания. Из сплетения гиф на завязи цветка образуется грибница, по мере развития которой начинается бесполое размножение гриба. Заключается оно в отшнуровывании с концов гиф многочисленных мелких эллиптических конидиоспор. Одновременно грибницей вырабатывается клейкая жидкость, содержащая сахаристые вещества, называемая "медвяной росой". Капли последней стекают по пораженному колосу, унося с собой конидиоспоры. Сладкая жидкость привлекает насекомых, которые, перелетая на другие колосья, разносят конидиоспоры, способствуя, тем самым, новому (повторному) заражению ржи. Конидиоспоры, попав на здоровые цветки ржи, также прорастают, образуя на завязи грибницу. Постепенно грибницы (образовавшиеся как из аскоспор, так и из конидиоспор), разрастаясь, разрушают завязь, и, в конечном счете, на месте и вместо зерна развивается белое продолговатое крупное грибное тело - молодой склероций. К моменту созревания ржи созревают и склероции; гифы уплотняются, наружный слой склероция при этом пигментируется, окрашиваясь в темно-фиолетовый цвет (рис. 13,14).
Рис. 13. Цикл развития спорыньи пурпурной (Claviceps purpurea ):
1 – колос ржи со склероциями, 2 – склероций, проросший головчатыми стромами, 3 - разрез стромы с перитециями, 4 – отдельный перитеций в строме с сумками, 5 – сумка с аскоспорами, 6 – конидиальное спороношение, ск – склероции, ст – стромы, п – перитеций,
с – сумки, сп – споры
Рис. 14. Спорынья пурпурная (Claviceps purpurea ): колос ржи со склероциями, склероций, проросший головчатыми стромами
Рожки (склероции) спорыньи эрготаминового (эрготоксинового) штамма содержат алкалоиды, обладающие ядовитыми свойствами и оказывающие сложное влияние на организм человека. Незначительное их количество в муке способно вызвать тяжелое заболевание – эрготизм , иногда приводящее к смерти. В современной медицине алкалоиды спорыньи широко применяются для лечения сердечно-сосудистых и нервных заболеваний (адреноблокирующая активность), а также в акушерской практике (вызывают сокращение матки).
Плодовое тело - апотеций имеют пецица (Peziza ), строчок (Gyromitra ), сморчок (Morchella ) и другие пецицевые грибы (рис. 15).
Рис. 15. Пецицевые грибы: 1 - сморчок конический (Morchella conica); 2 - шапочка сморчковая (Verpa bohemica); 3 - гельвелла ямчатая (Helvella lacunosa); 4 - строчок обыкновенный (Gyromitra esculenta)
Пецица встречается в лесах, на местах пожарищ, на почве огородов, коровьем навозе. Ее апотеции более или менее мясистые, и имеют окраску от желтой до красной и коричневой. Строчок и сморчок встречаются в лесу рано весной. Плодовое тело состоит из шляпки с морщинистой поверхностью, выстланной гимением (слой асков, разделенных парафизами (бесплодными гифами)) и ножки. Строчки содержат ядовитую гельвелловую кислоту (разрушается после длительного кипячения).
Отдел Базидиомикоты, или базидиальные грибы (Basidiomycota)
Конидиальное спороношение у базидиомикот встречается редко. Половой процесс осуществляется путем слияния двух вегетативных клеток гаплоидного (первичного) мицелия.
Специальных органов полового размножения у базидиомикот нет. Органом полового спороношения является особая репродуктивная структура - базидия , на которой образуются базидиоспоры . Гифы, вырастающие из базидиоспор берут начало от спор противоположных половых знаков: «+» и «-», и при их соприкосновении происходит половой процесс (соматогамия ) . При этом содержимое клетки одной гифы переходит в клетку другой, где происходит слияние цитоплазмы (плазмогамия ) . Ядра не сливаются, а образуют пары – дикарионы , которые впоследствии одновременно делятся, образуя дикарионный (вторичный ) мицелий. На дикарионном мицелии образуются выросты – базидии куда переходят дикарионы с цитоплазмой. В базидии завершается половой процесс: сливаются ядра дикариона (кариогамия ), редукционно (мейозом) делится диплоидное ядро и возникает 4 гаплоидных ядра. В верхней части базидии образуются четыре трубчатых выроста с расширением на конце. В них переходят ядра с цитоплазмой и возникают четыре базидиоспоры: две со знаком «+» и две со знаком «-», впоследствии образующие гетероталличные гаплоидные мицелии (рис. 16 ).
Базидии с базидиоспорами могут возникать прямо на мицелии, либо на плодовых телах (или внутри них). Плодовые тела различны по форме и консистенции (рыхлые, паутинистые, деревянистые и т.д.). На их верхней или нижней стороне располагается спороносный слой – гимений . Поверхность плодового тела, несущая гимений, называется гименофором .
Рис. 16. Размножение шляпочного гриба: 1 – мицелий гриба; 2 – плодовое тело; 3 – пластинки с гименофором; 4 – базидия; 5 – молодое плодовое тело гриба, покрытое покрывальцем; 6 – бизидиоспоры; 7 – одноядерный мицелий; 8 – дикарионический мицелий
По типу развития и строению базидии базидиомикоты подразделяются на три класса: холобазидиомицеты (Holobasidiomycetes ), фрагмобазидиомицеты Phragmobasidiomycetes , гетеробазидиомицеты (Heterobasidiomycetes) .
Класс Холобазидиомицеты (Holobasidiomycetes)
Это, в основном, грибы - сапрофиты. Базидии одноклеточные и вместе с бесплодными гифами образуют гимениальный слой. Последний развивается на гименофоре (плотная основа плодового тела из сплетенных гиф), который может быть трубчатым и пластинчатым. Трубчатый гименофор имеют представители семейств трутовиковые и болетовые , пластинчатый – грибы из семейств пластинниковые, мухоморовые .
К семейству трутовиковые относятся:
домовой гриб (Serpula lacrymans ) - разрушитель древесины;
трутовик косотрубчатый (чага) (Inonotus obliquus ) (рис. 18) - повсеместно поражает березовые леса, образуя черные растрескивающиеся наросты на березе.
Чагу заготавливают для медицинских целей, готовят настойки и экстракты, обладающие противоопухолевым, противовоспалительным и общетонизирующим действием.
У представителей семейств болетовые, агариковые и мухоморовые гименофор расположен на нижней стороне мягкомясистых плодовых тел, имеющих хорошо различимые центральную ножку («пенек») и шляпку.
Виды семейства болетовые имеют плодовые тела разной окраски с трубчатым гименофором . Почти все представители данного семейства вступают в симбиоз с корнями высших растений, образуя экзотрофную микоризу (гриб оплетает корень, оставаясь на его поверхности). Наиболее ценен белый гриб (Boletus edulis ) (рис. 19), он образует микоризу со многими лиственными и хвойными породами. Иногда характерна приуроченность к определенным типам леса и видам древесных растений: подосиновик (B. aurantiacus) - в осиновых лесах, подберезовик (B. scaber ) - в березовых.
Рис. 17. Настоящий трутовик (Fomes fomentarius)
Рис. 18. Чага, трутовик косотрубчатый (Jnonotus obliguus)
Рис. 19. Белый гриб (Boletus edulis)
Рис. 20. Шампиньон обыкновенный (Agaricus campestris)
Рис. 21. Мухомор красный (Amanita muscaria)
Рис. 22. Мухомор вонючий, или белая поганка (Amanita virosa)
Рис. 23. Бледная поганка (Amanita phalloides)
Класс Фрагмобазидиомицеты (Phragmobasidiomycetes)
Представители: твердая головня пшеницы (Tilletia trutiсa ) и пыльная головня пшеницы (Ustilago trutica ) (рис. 24).
Отличаются между собой лишь морфологическими признаками сорусов и телиоспор. Проявляется болезнь в молочно-восковой фазе спелости. Пораженные растения немного отстают в росте, имеют сплющенный колос, имеют более интенсивную зеленую с синим оттенком окраску, в сравнении со здоровыми растениями. Колосковые чешуйки раздвинуты, в зернах вместо белого «молочка» образуется серая жидкость с запахом селедочного рассола (триметиламин). Со временем по мере созревания пшеницы разница в окраске пораженного и здорового колоса исчезает, однако пораженный колос остается прямостоячим. Вместо зерен в них образуется продольные сорусы (головневые мешочки). Оболочка зерновок остается неразрушенной, а наполняет их оливково-бурая масса головневых спор – телиоспор.
Во время обмолота сорусы разрушаются, телиоспоры попадают на поверхность здорового зерна, в солому, частично на поверхность почвы, инфекция накапливается на уборочных и зерноочистных машинах, транспортных средствах, таре. Все это может являться источником инфекции и для здорового зерна.
Попадая в почву телиоспоры сохраняют совою жизнедеятельность на протяжении 1-3 недель. В сухой почве они сохраняют способность к прорастанию не более одного года. Поэтому основным источником инфекции есть заспоренные телиоспорами семена.
При прорастании таких семян прорастают и телеоспоры, образуя базидии с базидиоспорами. Вследствие копуляции базидиоспор образуется инфекционная гифа, которая проникает в молодой проросток пшеницы. В пораженных всходах мицелий распространяется по межклетниках. Достигая колоса в период его формирования, он усиленно разрастается и последствии распадается на телиоспоры, образуя сорусы (рис. 25).
Царство Грибоподобные протисты (MYCETALIA)
Цикл развития миксомицетов
У большинства представителей спорангии покрываются твердой оболочкой. Внутри спорангиев образуются одноклеточные споры, одетые плотной целлюлозной оболочкой, содержащие запасные питательные вещества, а также капиллиций – нити разнообразного строения, служащие для разрыхления споровой массы и рассеивания спор. После созревания плодовых тел оболочка их разрывается и споры выбрасываются наружу. При подходящих условиях (в присутствии капельножидкой среды) каждая спора раскрывается и из нее выходит протопласт, который либо изначально остается амебовидным, либо формирует два неравных жгутика на переднем конце (т.е. в этом случае образуется зооспора). После некоторого периода движения зооспоры теряют жгутики и превращаются в амебовидные организмы, которые размножаются делением. Две эти формы (зооспоры и амебы) могут легко превращаться друг в друга.
Далее, амебовидные организмы попарно сливаются, происходит кариогамия (слияние ядер), и они превращаются в диплоидные миксамебы. Затем, в свою очередь, они сливаются (происходит только плазмогамия – слияние плазменного содержимого клетки, но не ядер) и образуется плазмодий.
Рис. 37. Трихия обманчивая (Trichia decipiens)
Вегетативное тело слизевиков – плазмодий (слизистая, не одетая оболочкой многоядерная протоплазма), имеющий разнообразную окраску: розовую, лимонно-желтую, красную, фиолетовую и др. Плазмодий медленно передвигается, подобно амёбам, поглощая и переваривая бактерии, мелкие грибы, частицы разлагающихся растений и животных. Размеры их варьируют от нескольких миллиметров до 1 м в диаметре, но их масса при этом невелика - до 20-30 г.
В период вегетативного развития слизевики обитают в сырых, темных местах. На свет выползают для образования плодовых тел, спорангиев, в которых формируются гаплоидные споры. Последние в воде прорастают в зооспоры, а во влажной среде – в миксамёбы. После некоторого периода развития зооспоры или миксамёбы попарно копулируют, образуя диплоидные миксамёбы, которые, многократно делясь и разрастаясь, формируют плазмодий.
Тема 5. ОСНОВЫ СИСТЕМАТИКИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
Современная систематика подразделяется на несколько разделов:
- таксономия - теория и практика классификации организмов, при которой распределяется все множество вновь выявленных и уже известных организмов в соответствии с их сходством и различиями или предполагаемым родством по определенной системе соподчиненных категорий;
- номенклатура - вся совокупность названий таксонов;
- филогенетика - устанавливает родство организмов в историческом плане (филогения) и ход исторического развития мира живых организмов (филогенез).
Наиболее распространенная система, которую сегодня используют ботаники - иерархическая. Любая ступень иерархии системы называется таксономическим рангом (таксономическая категория). Главным таксономическим рангом является - вид (species) . Над видом располагаются род (genus) , семейство (familia) , порядок (ordo) , подкласс (subclassis) , класс (classis) , отдел (divisio) и царство (regnum) . Внутри вида могут быть выделены более мелкие систематические единицы: подвид (subspecies) , разновидность (varietas) , форма (forma) ; для культурных употребляется категория - сорт .
Таксон – это реально существующие группы организмов, отнесенные в процессе классификации к определенным таксономическим категориям. Научные названия всех таксонов, относящихся к таксономическим категориям выше вида, состоят из одного латинского слова и имеют определенные окончания, которые указывают ранг данного таксона. Название вида состоит из двух латинских слов (биноминальны). Первое слово – это родовое название, второе - видовой эпитет. Например, сосна лесная (обыкновенная) – Pinus sylvestris (бинарная номенклатура,К. Линней, 1753).
В процессе познания многочисленных предметов (объектов, явлений), сравнивая их свойства и признаки, люди производят классификацию. Попытки классифицировать организмы предпринимались еще в античные времена. Долгое время в науке существовала система, разработанная Аристотелем (IV в. до н. э.). Он подразделял все известные организмы на два царства - растения и животные, используя в качестве отличительных признаков неподвижность и нечувствительность первых по сравнению со вторыми. Кроме того, Аристотель разделял всех животных на две группы: «животные с кровью» и «животные без крови», что в целом соответствует современному делению на позвоночных и беспозвоночных. Далее он выделял ряд более мелких группировок, руководствуясь разными отличительными признаками.
На протяжении почти двух тысячелетий накапливался описательный материал в ботанике и зоологии, который обеспечил развитие систематики в XVII–XVIII вв., что нашло свое завершение в оригинальной системе организмов К. Линнея (1707–1778), получившей широкое признание. Опираясь на опыт предшественников и новые факты, обнаруженные им самим, Линней заложил основы современной систематики. Его книга, изданная под названием «Система природы», была опубликована в 1735 г.
За основную единицу классификации Линней принял вид; он ввел в научный обиход такие понятия, как «род», «семейство», «отряд» и «класс»; сохранил разделение организмов на царства растений и животных. Предложил введение бинарной номенклатуры (которая используется в биологии до сих пор), т. е. присвоение каждому виду латинского названия, состоящего из двух слов. Первое - существительное - название рода, объединяющего группу близких видов. Второе слово - обычно прилагательное - название собственно вида. Например, виды «лютик едкий» и «лютик ползучий»; «карась золотой» и «карась серебряный».
Особое значение для формирования современной систематики имело появление эволюционного учения Ч. Дарвина (1859 г.). Научные системы живых организмов, созданные в додарвиновский период, были искусственными. Они объединяли организмы в группы по сходным внешним признакам достаточно формально, не придавая значения их родственным связям. Идеи Ч. Дарвина снабдили науку методом построения естественной системы живого мира. Попробуем в качестве аналогии построить «естественную систему» таких объектов, как книги, на примере личной библиотеки. При желании мы можем расставить книги на полках шкафов, группируя их либо по формату, либо по цвету корешков. Но в этих случаях будет создана «искусственная система», так как «объекты» (книги) классифицируются по второстепенным, «несущностным», свойствам. «Естественной» же «системой» будет библиотека, где книги сгруппированы в соответствии с их содержанием. В этом шкафу у нас научная литература: на одной полке книги по физике, на другой - по химии и т. д. В другом шкафу - художественная: проза, поэзия, фольклор. Таким образом, мы осуществили классификацию имеющихся книг по главному свойству, сущностному качеству - их содержанию. Имея теперь «естественную систему», мы легко ориентируемся во множестве разнообразных «объектов», ее образующих. А приобретя новую книгу, легко найдем ей место в конкретном шкафу и на соответствующей полке, т. е. в «системе».
Для построения системы организмов применяется иерархичность (соподчинение) таксономических (систематических) единиц: виды группируются в роды, роды - в семейства, семейства - в отряды, отряды - в классы, классы - в типы. Различные типы объединяются в царства.
Напомним, что еще Аристотель разделил все множество живых существ на два царства - растения и животные. Подобное представление сохранялось почти до середины XX в., когда началась фундаментальная перестройка всей системы высших таксонов. Еще в 1934 г. Е. Шаттон (французский микробиолог) предложил выделить бактерии в особое надцарство - прокариоты.
Но только в 1970-е гг. с помощью электронной микроскопии и молекулярной биологии удалось установить фундаментальные различия между прокариотными и эукариотными организмами, заключающиеся прежде всего в клеточной организации представителей этих надцарств. К несколько ранним годам относится и выделение нового (третьего) царства эукариот - грибов, предложенное в 1969 г. Р. Г. Уиттейкером (американским экологом) и сразу же принятое в научном мире. Грибы ранее включались в царство растений, хотя отличаются от последних и типом обмена веществ, и особенностями клеточной организации, и многими другими признаками.
