Чем обусловлено многообразие живых организмов на земле
Многообразие живых организмов.
Многообразие живых организмов обусловлено огромным отрезком времени, в течение которого существует жизнь на Земле. Первые живые существа появились на нашей планете 3,5 миллиарда лет назад. В течение этого времени потомки первых одноклеточных развились и размножились настолько, что сегодня многообразие организмов насчитывает миллионы разных видов.
Организмы, которые состоят из многих клеток, называются многоклеточными. Так, количество клеток в теле человека составляет больше миллиарда. Современная биология разделяет все живые организмы на четыре надцарства или домена: эукраиоты (ядерные), вирусы, бактерии и археи.
Протисты – это живые организмы, которые выделяются ученым не по каким-то положительным признакам, а по отрицательным. Так, протисты – это группа организмов, которые не входят в 4 других царства организмов.
Хромисты – это живые организмы, которые состоят из двух эукариотических клеток, находящийся одна в другой и содержащих хлоропласт. В царство хромистов входят гаптофитовые водоросли, криптофитовые водоросли и гетероконтофитовые водоросли: диатомные водоросли, оомицеты и др.
До сих пор не существует единой системы классификации организмов в биологии, так как ученые дискутируют о типах признаков, по которым следует различать организмы.
Что такое биоразнообразие: причины появления и основные виды
Что стоит за понятием биологического разнообразия?
Что такое биологическое разнообразие
Живые организмы, существующие сегодня на нашей планете, в своем развитии прошли долгий и сложный путь. Эволюция поспособствовала изменению внешнего и внутреннего строения живых организмов, системы взаимоотношений между отдельными группами организмов, а также между организмами и средой обитания.
Естественный отбор стал причиной формирования качеств, которые обеспечили выживание организмов в условиях постоянно меняющейся среды.
В результате продолжительного эволюционного пути появилось большое многообразие представителей живой природы, имеющих различные жизненные формы и принадлежащих к различным царствам.
Единство происхождения всех живых организмов — научно доказанный факт. Это подтверждается, как минимум, единством химического состава живых организмов и клеточным строением.
При этом одни живые организмы могут кардинально отличаться от других. Такие различия сформировали биологическое разнообразие живой материи планеты Земля.
Так что же такое биоразнообразие?
Биологическое разнообразие — это комплекс форм и разновидностей организации живой материи биосферы.
Есть еще альфа-разнообразие, под которым понимают отдельные сообщества, богатые на различные виды живых организмов.
Как возникло биологическое разнообразие
Причина биологического разнообразия в экосистеме — умение живых организмов приспосабливаться к определенным условиям окружающей среды (не всегда комфортным). Такое умение называют способностью к адаптации.
Результатом взаимодействия с разными экологическими факторами на планете появились экологические группы живых организмов. Среди них:
Конкуренция за территорию и питание вынудила организмы «экспериментировать» со способами существования. Организмы в той или иной ситуации могли вести прикрепленный, оседлый, мигрирующий или свободно передвигающийся образ жизни.
Растения сформировали жизненные формы в виде травы, деревьев и кустарников. Длительная адаптация к условиям среды стала причиной возникновения новых видов растений, животных и микроорганизмов.
Таким образом, разнообразие — это результат непрерывного взаимодействия живых организмов с окружающей средой.
Биоразнообразие сегодня во многом определяется хозяйственной деятельностью человека.
Виды биологического разнообразия
Говоря о биоразнообразии, затрагивают 3 основных его аспекта:
Сукцессия и агроценоз
Биогеоценоз — это саморегулирующаяся система. По этой причине в ходе развития биогеоценоза меняется и его видовое разнообразие.
Сукцессия — процесс саморазвития биогеоценозов, который возникает как результат взаимодействия живых организмов и окружающей среды.
Сукцессия способствует увеличению видового разнообразия, а также замещению одних видов другими — которые являются более конкурентоспособными в конкретных условиях. Все это повышает устойчивость биоценозов и их способность осуществлять саморегуляцию.
В процессе своей хозяйственной деятельности человек создает искусственные экосистемы, которые называются агроценозами.
Агроценоз — это группы растений, животных, микроорганизмов, обедненные видами, которые используются людьми чтобы получать сельскохозяйственную продукцию.
Агроценоз служит местом, где культивируют определенные виды живых организмов — другие живые организмы уничтожаются. Биоразнообразие в этом случае регулируется так, как это нужно человеку.
Лекция. Многообразие жизни на Земле
1. Многообразие живого мира
2. Развитие систематики.
3. Возникновение естественной системы классификации.
4. Систематические группы.
1. Многообразие живого мира
Окружающая нас живая природа во всем ее многообразии — результат длительного исторического развития органического мира на Земле, которое началось почти 3,5 млрд лет назад. Биологическое разнообразие живых организмов на нашей планете велико. Каждый вид уникален и неповторим. Например, животных насчитывается более 1,5 млн видов. Однако, по представлениям некоторых ученых, только в классе насекомых не менее 2 млн видов, подавляющее большинство которых сосредоточено в тропической зоне. Велика и численность животных этого класса — она выражается в цифрах с 12 нулями. А разных одноклеточных планктонных организмов только в 1 м 3 воды может находиться до 77 млн особей.
Особенно высоким биологическим разнообразием отличаются дождевые тропические леса. Развитие человеческой цивилизации сопровождается увеличением антропогенного пресса на естественные природные сообщества организмов, в частности уничтожением величайших массивов лесов Амазонии, что приводит к исчезновению ряда видов животных и растений, к снижению биоразнообразия.
2. Разобраться во всем многообразии органического мира помогает специальная наука — систематика. Как и хороший коллекционер по определенной системе классифицирует собираемые им предметы, систематик на основе признаков классифицирует живые организмы. Каждый год ученые открывают, описывают и классифицируют все новые виды растений, животных, бактерий и др. Поэтому систематика как наука постоянно развивается. Так, в 1914 г. впервые был описан представитель неизвестного тогда беспозвоночного животного и лишь в 1955 г. отечественный зоолог А.В.Иванов (1906—1993) обосновал и доказал принадлежность его к совершенно новому типу беспозвоночных — погонофорам.
Развитие систематики (создание искусственных систем классификации). Попытки классифицировать организмы предпринимались учеными еще в глубокой древности. Выдающийся древнегреческий ученый Аристотель описал свыше 500 видов животных и создал первую классификацию животных, разделив всех известных тогда животных на следующие группы: I. Животные без крови: мягкотелые (соответствует головоногим моллюскам); мягкоскорлуповые (ракообразные); насекомые; черепнокожие (раковинные моллюски и иглокожие). II. Животные с кровью: живородящие четвероногие (соответствует млекопитающим); птицы; яйцекладущие четвероногие и безногие (амфибии и рептилии); живородящие безногие с легочным дыханием (китообразные); покрытые чешуей безногие, дышащие жабрами (рыбы).
К концу XVII в. был накоплен огромный материал о многообразии форм животных и растений, что потребовало введения представления о виде; впервые это было сделано в работах английского ученого Джона Рея (1627—1705). Он определил вид как группу морфологически сходных особей и попытался классифицировать растения на основе строения вегетативных органов. Однако основоположником современной систематики по праву считают известного шведского ученого Карла Линнея (1707—1778), который в 1735 г. выпустил свой знаменитый труд «Система природы». За основу классификации растений К.Линней принял строение цветка. Близкие виды он объединил в роды, сходные роды в отряды, отряды в классы. Таким образом, им была разработана и предложена иерархия систематических категорий. Всего ученым выделено 24 класса растений. Для обозначения вида К.Линней ввел двойную, или бинарную, латинскую номенклатуру. Первое слово означает название рода, второе — вида, например Stumus vulgaris. На разных языках название этого вида пишется по-разному: по-русски — скворец обыкновенный, по-английски — common starling, по-немецки — Gemeiner Star, по-французски — etoumeau sansonnet и т.д. Единые латинские названия видов позволяют понять, о ком идет речь, облегчают общение между учеными различных стран. В системе животных К. Линней выделил 6 классов: Mammalia (Млекопитающие). Человека и обезьян он поместил в один отряд Primates (Приматы); Aves (Птицы); Amphibia (Гады, или Земноводные и Пресмыкающиеся); Pisces (Рыбы); Insecta (Насекомые); Vermes (Черви).
3. Возникновение естественной системы классификации.Система К.Линнея, несмотря на все ее неоспоримые достоинства, была по своей сути искусственной. Она строилась на основе внешнего сходства между различными видами растений и животных, а не на основе их истинного родства. В итоге в одни и те же систематичес- кие группы попали совершенно не родственные виды, а близкие оказались отделенными друг от друга. Например, Линней рассматривал количество тычинок в цветках растений как важный систематический признак. В результате такого подхода были созданы искусственные группы растений. Так, в одну группу попали калина и морковь, колокольчики и смородина лишь потому, что цветки этих растений имеют по 5 тычинок. Различные по характеру опыления растения Линней поместил в один класс однодомных: ель, березу, ряску, крапиву и т.д. Однако, несмотря на недостатки и ошибки в системе классификации, труды К. Линнея сыграли огромную роль в развитии науки, позволяя ученым ориентироваться в многообразии живых организмов.
Классифицируя организмы по внешним, часто по наиболее броским признакам, К.Линней так и не раскрыл причины такого сходства. Это сделал великий английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин. В своем труде «Происхождение видов. » (1859) он впервые показал, что сходство между организмами может быть результатом общности происхождения, т.е. родства видов. С этого времени систематика стала нести эволюционную нагрузку, а построенные на данной основе классификационные системы являются естественными. В этом состоит безусловная научная заслуга Ч.Дарвина.
Современная систематика базируется на общности существенных морфологических, экологических, поведенческих, эмбриональных, генетических, биохимических, физиологических и других признаков классифицируемых организмов. Используя эти признаки, а также палеонтологические сведения, систематик устанавливает и доказывает общность происхождения (эволюционного родства) рассматриваемых видов или же устанавливает, что классифицируемые виды существенно различаются и удалены друг от друга.
4. Систематические группы и классификация организмов.Современная система классификации может быть представлена в виде следующей схемы: империя, надцарство, царство, подцарство, тип (отдел — для растений), подтип, класс, отряд (порядок — для растений), семейство, род, вид. Для обширных систематических групп введены также дополнительные промежуточные систематические категории, такие, как надкласс, подкласс, надотряд, подотряд, надсемейство, подсемейство. Например, классы хрящевых и костных рыб объединены в надкласс рыб. В классе костных рыб выделены подклассы лучеперых и лопастеперых рыб и т.д.
Раньше все живые организмы делились на два царства — Животных и Растений. Со временем были открыты организмы, которые не могли быть отнесены ни к одному из них. В настоящее время все известные науке организмы делят на две империи: Доклеточные (вирусы и фаги) и Клеточные (все остальные организмы). Доклеточные формы жизни. В империи Доклеточных имеется только одно царство — вирусы. Это неклеточные формы жизни, способные проникать и размножаться в живых клетках. Впервые наука узнала о вирусах в 1892 г., когда русский микробиолог Д.И.Ивановский (1864—1920) открыл и описал вирус табачной мозаики — возбудителя мозаичной болезни табака. С этого времени выделилась особая ветвь микробиологии — вирусология. Различают ДНК-со-держащие и РНК-содержащие вирусы.
Клеточные формы жизни. Империя Клеточных делится на два над царства (Доядерные, или Прокариоты, и Ядерные, или Эука-риоты). Прокариоты — это организмы, клетки которых не имеют оформленного (ограниченного мембраной) ядра. К прокариотам относится царство Дробянок, включающее подцарства Бактерий и Синезеленых (Цианобактерий). Эукариоты — организмы, клетки которых имеют оформленное ядро. К ним относятся царства Животных, Грибов и Растений (рис. 4.1).
В целом империя Клеточных состоит из четырех царств: Дробянок, Грибов, Растений и Животных.
В качестве примера рассмотрим систематическое положение широко известного вида птиц — обыкновенного скворца:
Тип систематической категории | Название категории |
Империя | Клеточные |
Надцарство | Ядерные |
Царство | Животные |
Подцарство | Многоклеточные |
Тип | Хордовые |
Подтип | Позвоночные |
Надкласс | Наземные позвоночные |
Класс | Птицы |
Подкласс | Веерохвостые, или настоящие птицы |
Над отряд | Типичные птицы |
Отряд | Воробьинообразные |
Семейство | Скворцовые |
Род | Настоящий скворец |
Вид | Скворец обыкновенный |
Таким образом, в результате длительных исследований была создана естественная система всех живых организмов.
Лекция по Биологии на тему «Многообразие живых организмов»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА: БИОЛОГИЯ
Тема: Многообразие живых организмов
Изучить лекционный материал по теме
Написать реферат о представителе живых организмов (по выбору). Дать характеристику группы живых организмов и подробно расписать двух трех представителей.
-Растения : покрытосеменные, голосеменные, папортникообразные, мхи, водоросли
-Животные млекопитающие, птицы, земноводные, рыбы
На поверхности нашей планеты жизнь можно обнаружить и в полярных областях, где температура опускается до минус 80 градусов, и в кипящих гейзерах, жизнь можно встретить в самой глубокой морской впадине и в атмосфере на высоте в несколько километров. Это пространство, оболочку Земли, где можно встретить жизнь в ее разных формах, называют биосферой (рис. 1) – от греческих слов «биос» – «жизнь» и «сфера», что значит «шар».
Биосфера включает в себя нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и поверхностные слои литосферы, почву, которая и образовалась в результате процессов выветривания и жизнедеятельности живых организмов. Каждая из этих оболочек земли имеет свои особые условия, создающие разные среды жизни – водную, наземно-воздушную, почвенную, организменную. Различными особенностями сред жизни обусловлено многообразие форм живых существ и их специфические свойства, которые формировались и развивались под воздействием условий этих сред. Живые существа, населяющие водную среду, – гидробионты прекрасно приспособлены к обитанию в плотной и вязкой водной среде: дышат в ней, размножаются, находят пищу и укрытия, передвигаются в разных направлениях в толще воды (рис. 2).
Рис. 2. Меченосец обыкновенный
Организмы, населяющие наземно-воздушную среду, в процессе эволюции приобрели способность существовать в менее плотной по сравнению с водой среде: при обилии воздуха и кислорода, очень сильного окислителя, резком колебании освещенности, суточных и сезонных температур, при дефиците влаги (рис. 3).
Рис. 3. Орел-могильник
Обитатели почвенной среды жизни отличаются небольшими размерами и способностью обходиться без света. Они могут питаться мелкими животными и органическими веществами мертвых организмов, попавших в почву (рис. 4).
Рис. 4. Европейский крот
Организмы, обитающие внутри другого живого существа-хозяина, могут заселять его кишечник, кровь, мышечную ткань, дыхательную систему, кожные покровы и так далее (рис. 5). В большинстве случаев это довольно мелкие существа. Одни из них являются паразитами, то есть питаются веществами тела хозяина, другие полезны хозяину – это симбионты, третьи нейтральны.
Рис. 5. Человеческая аскарида и свиной солитер
Рис. 6. Царства живой природы
Все представители разных царств живого мира отличаются друг от друга по многим признакам (рис. 7), внешнее и внутреннее строение, процессы жизнедеятельности, функционирование в природе у них могут быть совершенно разными.
Рис. 7. Многообразие форм живой природы
Однако, несмотря на все различия, все они существуют в форме организмов, это особенность живой материи. Одни организмы являются одноклеточными, другие – многоклеточными (рис. 8).
Рис. 8. Амеба и белая сова как представители одноклеточных и многоклеточных организмов
По мере изучения разнообразия живого мира биологи выработали представление о биологической системе, что позволило говорить о системном разнообразии живого. Для системы характерно наличие нескольких различных частей или компонентов и связей между ними, обеспечивающих ее целостность. Например, организм по сути представляет собой целостную систему взаимодействующих живых компонентов – органов. Его называют живой или биологической системой, или просто биосистемой.
В природе можно встретить биосистемы разной сложности (рис. 9).
Рис. 9. Различные биосистемы: клетка и многоклеточный организм
Так, каждая клетка – по сути биосистема, ее целостность и жизнедеятельность – это результат взаимодействия внутриклеточных компонентов – молекул, химических соединений и органоидов.
Многоклеточный организм – это более сложная система, поскольку он включает в себя различные органы, состоящие из клеток.
В живой природе, кроме клеток и организмов, есть и другие, еще более сложные биосистемы (рис. 10): популяции, виды, биогеоценозы, биосфера. При этом каждая из биосистем представляет собой единое целое, состоящее из множества взаимодействующих частей. Например, популяция состоит из взаимодействующих особей, вид образуют внутривидовые структуры – популяции и так далее.
Рис. 10. Сложные биосистемы
Разные по сложности биосистемы представляют собой особые эволюционно сложившиеся обособленные формы жизни на Земле или структурные уровни организации жизни.
В живой природе выделяют шесть основных уровней организации жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный. По мере движения от молекулярного уровня к биосферному сложность структуры возрастает (рис. 11).
Рис. 11. Уровни организации живой материи
Таким образом, на Земле имеется огромное разнообразие форм жизни. В одном случае оно объясняется условиями сред жизни на планете, в другом – эволюцией, в результате которой на Земле появились многочисленные царства организмов, в третьем причиной разнообразия стала сложность структуры различных биосистем.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Многообразие живых организмов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
Государственное бюджетное учреждение
«Центр развития одаренности»
350000 г. Краснодар,
КРАЕВЫЕ ЗАОЧНЫЕ КУРСЫ
Работа № 1, 2016-2017 учебный год
МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ»
(общая характеристика царств живой природы и ее представителей, систематика)
Живые существа появились на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Их потомки настолько широко распространились на Земле, что количество видов насчитывается миллионами. Среди них существуют многочисленные виды млекопитающих, цветковых растений самых различных форм, грибов, бактерий, птиц, насекомых и др. Многообразные организмы составляют определенную общность. Кроме того, все организмы состоят из структурных единиц, имеющих сходное строение, называемых клетками. Клетка — высокоорганизованная структурная единица живой материи, которая для своей жизнедеятельности и роста поглощает из внешней среды питательные вещества. Размножаясь, клетка делится на две клетки. Каждая новая молодая клетка содержит в себе наследственные свойства материнской клетки.
Организмы, состоящие из многих клеток, называются многоклеточными. Например, количество клеток, составляющих тело человеке, более миллиарда.
Первоначальные живые организмы были одноклеточными и, несомненно, имели простейшее строение, схожее со строением современных бактерий. Впоследствии возникли довольно сложные одноклеточные формы и от некоторых из них произошли многочисленные организмы.
В настоящее время нет общепринятой, признаваемой всеми учёными системы живого мира, но имеется ряд систем, в разной степени принимаемых различным количеством учёных. Многими систематиками считается, что в природе можно выделить семь царств живого мира, относящихся к двум империям: Клеточные и Доклеточные.
К империи Доклеточные относится одно царство – Вирусы.
Вирусы: частицы, имеющие настолько простое строение, что их нередко вообще не считают живыми. Средний вирус примерно в 50 раз меньше бактерии. Вирусы находятся как бы на самой границе живого и неживого. Но если всё же считать их живыми, то они окажутся самой многочисленной формой жизни на Земле. Вирусы не могут самостоятельно жить и размножаться и делают это только внутри чужих клеток. Сами по себе вирусы — часто просто кристаллы из органических веществ. Среди вирусных заболеваний — грипп, энцефалит, корь, свинка, краснуха, гепатит, орнитоз и другие.
Архебактерии характеризуются следующими особенностями: липиды не образуют триглицеридов, а состоят из соединений глицерина и терпенов (дитерпенов), что не свойственно ни эубактериям, ни эукариотам. Мембраны монослойные липидные. Клеточная стенка построена из псевдомуреина или из гликопротеидов, либо из кислых полисахаридов. В генетическом материале присутствуют многократно повторяющиеся нуклеотидные последовательности и интроны, характерные для хромосом и генов эукариот. Нечувствительны к антибиотикам. Более 110 видов (40 родов), обычно разделяемых на пять групп.
Бактерии. Трудно найти место на земном шаре, где не было бы мельчайших живых существ — бактерий. Их находили в струях гейзеров с температурой около 105° С, в сверхсолёных озёрах, например, в знаменитом Мёртвом море. Живые бактерии были обнаружены в вечной мерзлоте Арктики, где они пробыли 2—3 млн лет. В океане, на глубине 11 км; на высоте 41 км в атмосфере; в недрах земной коры на глубине в несколько километров — везде находили бактерии. Среди бактерий есть паразиты, которые, поселяясь в чужих организмах, могут стать причиной болезни. Некоторые бактерии питаются такими «малосъедобными» веществами, как аммиак, соединения железа, серы, сурьмы. Размножаются бактерии простым делением надвое.
2. Вирусология: В 3–х т. /Под ред. Б. Филдса, Д. Найпа, при участии Р. Ченока, Б.Ройзмана, Дж. Мелника, Р. Шоупа. М.: Мир, 1989.
3. Воронцов органического мира и положение животных в них//Зоологический журнал, 1987. Т. 66. Вып. 11–12.
4. Высшие уровни (до классов включительно) классификации царства ANIMALIA(Животные) – система (Москва, МГУ,2003) – http://www. zin. ru/BioDiv
5. Высший уровень классификации царства PROTISTA (Протисты) –http://www. zin. ru/BioDiv
8. Классификация и систематика вирусов – http://www. biblus. ru
9. Протисты: Руководство по зоологии. СПб.: Наука, 2000. Ч. 1.
Задание № 1. (5 баллов)
Задание на определение правильности суждений.
Перепишите суждения в тетрадь. Поставьте знак «+» рядом с номерами правильных суждений; знак «-» рядом с номерами неправильных суждений.
1. Карл Линней ввел в науку систематические категории: класс, отряд, род, вид
2. Для того, чтобы разобраться в огромном числе видов животных, зоологи используют систематику, непохожую на ботаническую
3. Сине-зелёные водоросли относятся к царству растения
4. Моховидные относятся к низшим растениям
5. Членистоногие самый многочисленный тип животных
Задание № 2. (10 баллов)
Кратко ответьте на вопросы
1. Наука, изучающая физиологию, анатомию, эмбриологию, экологию, филогению животных —
2. Систематизация всего разнообразия живых организмов на основе сходства их строения и филогенетических отношений —
3. В какую эру развития жизни на Земле было господство пресмыкающиеся, появление археоптерикса, процветание головоногих моллюсков, господство голосеменных растений —
4. Какую эру развития жизни на Земле называют эпохой ранней жизни —
5. Каким учёным впервые обнаружены Вирусы —
Задание № 3. (10 баллов)
Установите соответствие. Выпишите в тетрадь № утверждения и индекс, соответствующий ему (например: 1. е; 2. д;)
1. Основная таксономическая категория
2. Раздел биологии, изучающий биологическое разнообразие, выявление, описание всех существующих в настоящее время и вымерших групп живых организмов
3. Группа организмов, составляющая таксономическую категорию
4. Пример таксономической категории
5. Система названий живых организмов и положений по образованию и употреблению этих названий