Энергетическая функция.

Лекция 7 КСЕ
Биологический уровень организации материи
План
1. Особенности биологического уровня организации материи.
2. Строение и разновидность клеток.
3. Нуклеиновые кислоты – носители генетической информации.
4. Растительный и животный мир
1.
Живые существа обладают рядом особенностей, которые отличают их
представителей от неорганического мира.
Есть несколько характеристик, которые присущи только живому
существу. К ним относятся:
- обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой,
причем источниками информации могут быть молекулы ДНК;
- в ходе обмена веществ синтезируются термодинамически
неустойчивые молекулы: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры;
- существует внутренний источник биохимической энергии, которую,
впрочем, нужно пополнять и за счет окружающей среды;
- способность к самовоспроизводству и единый генетический код;
изменчивость, эволюционирование и приспособляемость к
изменяющейся окружающей среде;
- наличие функционирующих асимметричных молекул (углеводы,
аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты).
Живые существа отличаются особой целесообразностью строения
организма. Для достижения этой целесообразности молекулы живых
организмов способны к самоорганизации. Так, попадая в живой организм,
«неживые» молекулы по команде ферментов, нуклеиновых кислот
организуются, образуя молекулы, ткани и органы, характерные только для
этого организма.
Способность к самоорганизации является существенной особенностью
живых существ и молекул, из которых они состоят. Необходимыми
условиями самоорганизации являются следующие:
- система должна быть открытой и иметь приток энергии и вещества
извне;
- эта система находится вдали от состояния равновесия;
- имеется достаточное количество реагирующих веществ;
- в ходе самоорганизации нарушается симметрия и возникает
функциональная асимметрия, характерная для живых существ.
Живое вещество играет наиболее важную роль по сравнению с другими
веществами биосферы и выполняет ряд важнейших функций.
Энергетическая функция. Энергетическая функция выполняется,
прежде всего, растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют
солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений. Затем
эта энергия передается по пищевым цепям, например:
растение  травоядное  хищник (человек).
На каждой стадии этой цепи теряется до 90% накопленной энергии.
Поэтому наиболее энергетически ценная пища – растительная, наименее
ценная – мясо хищных животных. Впрочем, именно это мясо человек почти
никогда в пищу не употребляет.
Деструктивная
функция.
Деструктивную
(разрушительную)
функцию живого вещества составляет минерализация органических веществ,
разложение отмершей органики до простых неорганических соединений,
химическое разложение горных пород при помощи живых организмов,
вовлечение образовавшихся минералов в биотический круговорот. Данную
функцию в основном выполняют грибы и бактерии.
Концентрационная (накопительная) функция. Избирательное
накопление определенных веществ, рассеянных в природе, - водорода,
углерода, азота, кислорода, кальция, магния, натрия, калия, фосфора и
многих других, включая тяжелые металлы, в живых существах. Кости
животных накапливают кальций, магний, фосфор, морские водоросли – йод,
многие растения – калий и магний.
Средообразующая функция. Средообразующая функция выражается в
том, что живое вещество преобразует физико-химические параметры среды в
условия, благоприятные для существования организмов. Так, первичная
атмосфера Земли изменилась именно в результате действия живых
организмов, простейших растений.
Итак, основными свойствами живого следует считать: метаболизм
(обмен веществ), рост, способность к самовоспроизведению, что невозможно
без наследственности, изменчивость, раздражимость, саморегуляция,
энергозависимость (наличие внутреннего или внешнего источника энергии).
Возможно продолжение этого списка.
2.
Что еще объединяет все живые существа, которые составляют
биосферу Земли? Живая клетка. Действительно:
- все живое состоит из клеток;
- элементарной неделимой единицей жизни на Земле является клетка;
- клетка представляет собой элементарную живую систему – основу
строения и жизнедеятельности всех животных и растений.
Клетки могут существовать как самостоятельные организмы
(например, простейшие, бактерии) и в составе многоклеточных организмов.
Размеры клеток варьируются в пределах от 0,1 – 0,25 мкм (некоторые
бактерии) до 155 мм (яйцо страуса в скорлупе). Таким образом, обычное
куриное яйцо – это отдельная клетка.
Клетка способна питаться, расти и размножаться, вследствие чего ее
можно считать живым организмом. Это своеобразный атом живых систем.
Тем не менее составляющие ее части лишены жизненных способностей.
Термин «клетка» впервые предложил английский естествоиспытатель
Роберт Гук (1635 – 1703). Он стал первым человеком, увидевшим клетки. В
1665 году, пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает,
Гук
стал
рассматривать
тонкие
срезы
пробки
с
помощью
усовершенствованного им микроскопа. Он обнаружил, что пробка разделена
на множество крошечных ячеек: 125 млн в 1 квадратном дюйме (2,5 см) .
Эти ячейки напомнили ему монастырские кельи, и он назвал их ячейки
клетками (по-английски cell означает «келья, ячейка, клетка). В 1975 году
итальянский врач Марчелло Мальпиги, а в 1682 году английский ботаник
Неемия Грю подтвердили клеточное строение растений. О клетке стали
говорить как о «пузырьке, наполненном питательным соком».
В 1674 году голландский мастер Антоний ван Левенгук с помощью
микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» - движущиеся живые
организмы (инфузории, амебы, бактерии). Так же Левенгук впервые
наблюдал животные клетки – эритроциты и сперматозоиды. Таким образом,
уже к XVIII веку ученые знали, что под большим увеличением растения
имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже
получили название одноклеточных.
Утверждение о том, что все ткани животных и растений состоят из
клеток, составляет сущность клеточной теории. Клеточная теория строения
организмов была сформирована в 1839 году немецкими биологами
Т.Шванном и М. Шлейденом и включала в себя 3 положения. Современная
клеточная теория включает следующие основные положения:
1.Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития
живых организмов, вне клетки жизни нет.
2.Клетка – единая система, состоящая из множества закономерно
связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное
целостное образование.
3.Клетки всех организмов сходны по своему строению и функциям.
4.Новые клетки образуются только в результате деления исходных
клеток.
5.Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, ткани образуют
органы. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием
составляющих его клеток.
6. Клетка многоклеточных организмов имеют полный набор генов.
Несмотря на многообразие форм, разнообразие и существенные
различия во внешнем виде и функциях, организация клеток всех живых
организмов подчинена единым структурным принципам. Все клетки состоят
из трех основных частей:
- плазматической мембраны, контролирующей переход вещества из
окружающей среды в клетку и обратно;
- цитоплазмы с разнообразной структурой;
- клеточного ядра, содержащего носитель генетической информации.
Содержимое клетки отделено от окружающего мира плазматической
мембраной. Это биологическая мембрана толщиной около 10 нм.
Обеспечивает в первую очередь разграничительную функцию по отношению
к внешней для клетки среде. Кроме этого она выполняет транспортную
функцию.
Мембрана состоит из двух слоев молекул жироподобныхъ веществ
(липидов), между которыми находятся молекулы белков. Главная функция
клетки – обеспечить передвижение вполне определенных веществ в прямом и
обратном направлении к ней. В частности, мембрана поддерживает
нормальную концентрацию некоторых солей внутри клетки и играет важную
роль в ее жизни: при повреждении мембраны клетка сразу гибнет, в то же
время без некоторых структурных компонентов жизнь клетки может
продолжаться в течении некоторого времени. Первым признаком умирания
клетки являются начинающиеся изменения в проницаемости ее наружной
мембраны.
Внутри клеточной плазматической мембраны находится цитоплазма,
содержащая водный соляной раствор с растворимыми и взвешенными
ферментами и другими веществами. В цитоплазме располагаются
разнообразные органеллы – маленькие органы, окруженные своими
мембранами. К органеллам, в частности, относятся митохондрии –
мешковидные образования с дыхательными ферментами. В них
превращается сахар (глюкоза) и высвобождается энергия. В цитоплазме есть
и небольшие тельца – рибосомы, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты
(РНК), с помощью которых осуществляется синтез белка. Внутриклеточная
среда достаточно вязкая, хотя 65-85% массы клетки составляет вода.
Во всех жизнеспособных клетках, за исключением бактерий,
содержится ядро, а в нем – хромосомы – длинные нитевидные тельца,
состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты и присоединенного к ней
белка.
Клетки растут и размножаются путем деления на две дочерние. При
делении дочерней клетке передается полный набор хромосом, несущих
генетическую информацию. Поэтому перед делением число хромосом в
клетке удваивается, и при делении каждая дочерняя клетка получает по
одному их набору. Такой процесс деления клеток, обеспечивающий
тождественное распределение генетического материала между дочерними
клетками, называется миозом.
Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на 2
надцарства на основании строения составляющих их клеток.
1.Прокариоты, доядерные – более простые по строению, по-видимому,
они возникли в процессе эволюции раньше эукариотов. Как древние, так и
современные прокариотные клетки устроены относительно просто: они не
имеют оформленного ядра и специализированных органелл, в их
желеподобной цитоплазме располагаются макромолекулы ДНК – носители
генетической информации и рибосомы, на которых происходит синтез белка,
а энергия производится на цитоплазматической мембране, окружающей
клетку.
К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (синезеленые водоросли), и археи.
Все прокариоты одноклеточные. В них нет четко очерченного ядра:
молекулы ДНК не окружены ядерной мембраной и не организованы в
хромосомы. Как мы уже говорили, первыми организмами, появившимися
около 3,5 млрд лет назад, были прокариоты.
2. Эукариоты, ядерные – более сложные, возникли позже, их клетки
содержат оформленное ядро. Клетки, составляющие тело человека, являются
эукариотическими.
Клеточное ядро, отграниченное от цитоплазмы ядерной оболочкой,
содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация
организма. Генетический материал заключен в нескольких линейных
двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число
на ядро может колебаться от 2 до нескольких сотен). Синтез белка –
конечный итог реализации функций хромосом – осуществляется главным
образом в цитоплазме.
В клетках эукариот имеется система внутренних мембран,
образующих, помимо ядра, ряд других органоидов. Клетка эукариот, в
отличие от клеток прокариот, содержат митохондрии – специализированные
органеллы, в которых идут процессы окисления.
Клетки бывают растительными и животными. Поверх плазматической
мембраны растительные клетки покрыты, как правило, твердой внешней
оболочкой, состоящей у большинства растений главным образом из
полисахаридов, например целлюлозы. В цитоплазме растительной клетки
имеются специальные органоиды – пластиды; лейкопласты (в них часто
откладывается крахмал), хромопласты (содержат преимущественно
хлорофил и осуществляют фотосинтез) и хромопласты (содержат пигменты
из группы каротиноидов).
Все составные части клеток животных организмов состоят, в основном,
из белков.
3.
В настоящее время разнообразие животных и растений на нашей
планете впечатляет. Каким образом было достигнуто это многообразие, если
все начиналось с нескольких простейших молекул?
Для ответа на этот вопрос следует еще раз рассмотреть, что общего и
что различного между живыми существами и неживыми объектами. С одной
стороны, и те и другие объекты подчиняются законам природы, законам
естественных наук: физики, химии, биологии.
С другой стороны, живые существа отличаются особой
целесообразность. Строения организма. Все живые существа содержат в
клетках особые, суперсложные молекулы нуклеиновых кислот. Эти кислоты
хранят и воспроизводят генетическую информацию, являясь ее материальной
основой. По команде нуклеиновых кислот и ферментов молекулы живого
организма организуются, образуя органы, характерные только для данного
организма.
Возникает вопрос: а как закрепляются положительные, целесообразные
признаки и отметаются «ошибки»? И как природа «узнает», что пошла по
неудачному пути?
Здесь ключевую роль играет естественный отбор, который направляет
путь эволюции. Для того чтобы понять механизм естественного отбора,
следует ответить еще на один вопрос: почему у воробья рождается воробей, а
у кошки – котята? Почему дети похожи на своих родителей и в то же время
отличаются от них?
Ответ на этот вопрос сформировался сравнительно недавно. В конце
XIX века появились работы Г.Менделя, Хуго де Фриза (впервые предложил
термин «мутация»), С. Коржинского и др., которые доказывали, что в живых
организмах есть механизм наследования определенных признаков. В 1910
году Томас Морган установил, что вещественный носитель этих признаков
«прячется» в клетках и находится в хромосомах. Вещественный носитель
генетической (наследственной) информации получил название «ген». В 20-е
годы 20 века эти идеи развивали российские ученые Н.Вавилов, Николай
Константинович Кольцов и др. Наука, которая изучает эти сложнейшие
явления, называется генетикой.
Генетика – наука о законах наследственности и изменчивости
организмов и методах управления ими.
Впервые на эмпирическом уровне законы генетики были установлены
основателем этой науки, биологом и священником Грегором Иоганном
Менделем (1822 – 1884). Он рассматривал наследуемость невсех признаков,
но лишь одного избранного. Открытие расщепления признаков показало, что
возникающие у организмов рецессионные мутации не исчезают (это было
главным возражением антидарвинистов), а сохраняются в популяциях в
гетерозиготном состоянии, переходя из поколения в поколение. Открытие
Менделя на полвека опередило свое время.
В 50-ых годах XX века уснатовлено, что гены – частица гигантской
молекулы ДНК, на полутораметровой нити которой записана вся
наследственная информация данного организма. Структурная модель ДНК в
виде двойной спирали предложена Д.Уотсоном и Ф.Криком, за что они были
удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине (1962).
Молекулы ДНК входят в состав хромосом, которые находятся в ядрах
клеток эукариотов. Термин «хромосома» был предложен немецким
гистологом Генрихом Вальдейером в 1888 году. «Хромосома» в буквальном
переводе означает «окрашенное тело», поскольку для обнаружения хромосом
используется их окрашивание различными красителями. Видимый набор
хромосом данной особи называется кариотипом.
Молекулы нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) представляют собой
цепь, причем в состав ДНК входят 2 длинные (около полутора метров)
цепочки, а в состав РНК – одна короткая цепь. В состав каждой цепи входят
остатки сахаров и фосфорной кислоты. Кроме того, на эту цепь «нанизаны»
остатки 5 азотистых оснований.
Азотистые основания, которые входят в состав нуклеиновых кислот –
это аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). В состав РНК входит
урацил. Структурный элемент нуклеиновой кислоты, который содержит
сахар, фосфорную кислоту и азотистое основание, называется нуклеотидом.
Таким образом, нуклеотиды отличаются друг от друга только
азотистыми основаниями, и, следовательно, их тоже всего пять.
Определенное сочетание и последовательность нуклеотидов образует
генетический код данного организма. При этом каждые 3 нуклеотида
кодируют 1 аминокислоту и образуется кодон.
Генетический код может быть вырожденным. Вырожденность
(избыточность) генетического кода выражается в том, что большинство
аминокислот кодируется не одним, а несколькими разными триплетами. В
этом случае ошибка при репликации не становится роковой, не приводит к
мутациям.
Набор кодонов, необходимых для синтеза белка, образует ген.
Различные формы одного и того же гена называют аллелями.
Аллельные гены расположены в одинаковых участках хромосом. Аллели
определяют варианты развития одного и того же признака.
Геном – совокупность наследственного материала, заключенного в
клетке организма.
Более точно, под геном понимают совокупность генетического
материала гаплоидного (одинарного) набора хромосом данного вида. Такой
набор содержится в половой клетке организма.
Генотип – совокупность всех генов, локализованных в хромосомах
данного организма. В более широком смысле генотип – совокупность всех
наследственных факторов организма – как ядерных (геном), так и неядерных,
внехромосомных. Генотип – носитель наследственной информации,
передаваемой от поколения к поколению. Он представляет собой систему,
контролирующую развитие, строение и жизнедеятельность организма, то
есть совокупность всех признаков организма – его фенотип.
Интересно, что все живые существа нашей планеты имеют весьма
похожий генетический код, очень похожие молекулы ДНК. Чем ближе по
происхождению 2 разных вида, тем больше сходства в генетическом коде.
Изучая эти сходства и различия, ученые прослеживают этапы эволюции.
Итак, каждая клетка любого живого организма содержит определенное
число хромосом, в состав которых входят ДНК. При делении клеток ДНК
копируется, происходит ее репликация. При этом А (адеин) соединяется
двумя водородными связями с Т (тимином), а Г (гуанин) – тремя
водородными связями с Ц (цитозином). Поэтому ошибок быть не может, и в
неизменном виде «свежеиспеченная» ДНК (или РНК) переходит в новую
клетку (репликация ДНК).
Аналогичный процесс происходит при копировании информации ДНК
на РНК. Существует 3 вида РНК: матричные (мРНК, синоним –
информационная иРНК), транспортная (тРНК); рибосомные (рРНК).
Клеточные (матричные) РНК образуются в ходе процесса, называемого
транскрипцией, то есть синтеза РНК на матрице ДНК. Затем матричные РНК
(мРНК) принимают участие в процессе, называемом трансляцией. Функцией
тРНК является транспортировка аминокислот к месту синтеза белка.
Рибосомные рРНК составляют основу рибосомы. Основной функцией рРНК
является осуществление процесса трансляции. Трансляция – это синтез белка
на матрице мРНК при участии рибосом. Рибосома – внутриклеточная
фабрика белка.
Если в момент деления клеток произойдет сбой (например, изменится
одно-единственное азотистое основание), то какой-то белок будет
синтезирован с ошибкой. В дальнейшем, при новом делении клеток, эта
ошибка может быть закреплена на генетическом уровне.
Такие нарушения последовательности нуклеотидов в цепи ДНК
приводят к наследственным изменениям – мутациям. Мутации вызываются
естественными и искусственными причинами. Последних в современном
мире все больше и больше: применение новых, не вполне изученных
химических соединений, в том числе лекарств; тотальное загрязнение
окружающей среды; действие радиации и УФ-лучей и т.д.
Мутации бывают:
- генные;
- хромосомные;
- геномные.
Геномные происходят в результате изменения числа хромосом за счет
утраты или умножения отдельных хромосом. При хромосомных мутациях
происходят крупные перестройки структуры отдельных хромосом. На
генном уровне происходят изменения первичной структуры ДНК генов. В
результате генных мутаций происходят замены, удаления и вставки одного
или нескольких нуклеотидов, другие изменения различных частей гена.
Генные мутации, возникающие в будущих половых клетках, передаются
всем клеткам потомков и могут влиять на дальнейшую судьбу популяции.
Организм не может знать, какие мутации будут полезны в следующем
поколении. Нет и не может быть естественного механизма, который бы
обеспечивал направленное появление полезных для организма мутаций. Это
утверждение следует из всего того, что мы знаем о принципах кодирования,
репликации и передачи генетической информации. Мы уже говорили о том,
что ДНК – это не чертеж, а рецепт создания организма. Говорят, что генотип
определяет фенотип. Не следует понимать эту фразу буквально. Генотип
определяет не сам фенотип, а последовательности биохимических реакций,
которые, взаимодействуя друг с другом, определяют развитие
фенотипических признаков. Изменения генотипа влекут за собой изменения
фенотипа, но не наоборот. Как бы не менялся фенотип организма в ответ на
воздействия внешней среды – его изменения не могут привести к изменению
генов, которые этот организм передаст следующему поколению\. Например,
человек, который загорел, несомненно, изменил свой внешний вид
(фенотип). Но генотип его не изменился, и его сын или дочь не будут иметь
загорелую кожу.
Мутационный процесс является важнейшим фактором эволюции.
Мутационный процесс изменяет гены и порядок их расположения в
хромосомах и тем самым увеличивает генетическое разнообразие популяций
(многообразие живых организмов), а это является основой устойчивости
биосферы. Мутационный процесс создает избыточные копии генов и тем
самым открывает возможность усложнения организмов. Мутации возникают
случайно и не направлено. Адаптивная ценность каждой мутации не
постоянна. Она определяется взаимодействием мутантного аллеля с другими
генами организма и с условиями среды, в которой развивается и живет
мутантный организм.
В последнее время обсуждается и активно исследуется иной механизм
передачи и воспроизведения наследственной информации. Появилась новая
ветвь генетики – волновая генетика. Полагают, что наследственная
информация, записанная при помощи нуклеотидов, подобна нотной записи
музыкального произведения. Только нот – 7, а нуклеотидов – 5. И нотная
запись, и генетический код несут определенную информацию и являются ее
вещественным отражением. Музыку мы слышим в результате
взаимодействия звуковых волн с органами слуха. Электромагнитные волны,
которые, как установлено, излучают любые атомы или молекулы, могут
нести генетическую информацию молекул ДНК. Более того, при помощи
электромагнитного информационного поля возможна передача или
искажение этой информации. Поэтому нельзя пренебрегать наличием
посторонних электромагнитных полей. Магнитные бури иногда причиняют
вред здоровью человека.
Таким образом, проявляется корпускулярно-волновой дуализм и в
молекулах нуклеиновых кислот. Кроме того, сказанное выше – пример
принципа дополнительности, кода любой объект или явление необходимо
описывать с различных, иногда противоположных точек зрения. Только в
этом случае возможно полное и всестороннее описание чего-либо,
максимально возможное приближение к истине.
Мутации происходили во все времена, с момента появления первых
ДНК, поэтому они постоянно изменялись. Соответственно изменялись и
обладатели клеток – живые организмы. Как только число изменений
достигало критической отметки, на Земле появлялось живое существо нового
типа. Таким образом, генетические изменения являются причиной эволюции.
Именно в ходе эволюции сформировался современный растительный и
животный мир (флора и фауна).
4.
Со времен Аристотеля мир живых существ делится на 2 царста –
царство животных и царство растений. В настоящее время все живые
организмы планеты, в зависимости от функций, которую они выполняют в
биосфере, подразделяют на 5 больших групп, называемых царствами живых
организмов. Это:
- бактерии;
- вирусы;
- растения;
- грибы;
- животные.
Бактерии и вирусы не имеют оформленного клеточного ядра, поэтому
их объединяют в одно надцарство прокариотов. Исторически и структурно
прокариоты образуют первый (низший) эшелон жизни на Земле.
Живые организмы, составляющие 3 других царства, - растения, грибы и
животные – имеют оформленное клеточное ядро, по причине чего их также
объединяют в одно надцарство эукариотов. Эукариоты представляют собой
второй (высший) эшелон жизни на Земле.
Рассмотрим некоторые из них. Биосферная функция бактерий состоит в
том, что они находятся на переднем плане взаимодействия живого вещества с
неорганическим веществом планеты. Они обитают выше всех и ниже всех,
при самых высоких и самых низких температурах. Первыми заселяют
вулканические лавы и пепелища костров, омертвевшие водоемы и упавшие
на Землю метеориты.
Бактерии извлекают из неорганической среды все необходимые для
жизни элементы и синтезируют из них первичные органические соединения.
Они разлагают углекислый газ и воду, «грызут» гранит и базальт,
расщепляют растворенные в воде минералы. Бактерии единственные
способны поглощать находящийся в свободном состоянии атмосферный азот
и приводить его в связанное состояние. Все другие царства живых
организмов получают доступ к азоту только благодаря посредствующей
деятельности бактерий. В этом и состоит их биосферная функция, они
синтезируют первичные органические соединения из элементов,
извлекаемых из неорганической среды.
Кроме того, бактерии (редуценты) разлагают останки живых существ,
образуя перегной почвы, возвращая компоненты этих существ в биосферу.
Без них наша планета давно бы превратилась в большое кладбище и
мусорную свалку.
Немаловажно и то, что бактерии формируют иммунитет человека и
других организмов. Попадая в чужой организм, они вызывают его ответную
реакцию: в крови вырабатываются антатела. Когда аналогичная бактерия
вновь попадает в этот организм – антитела уничтожают ее. Очень часто люди
помогают своему организму, принимая антибиотики. Если курс лечения не
был выдержан, в организме остаются немногочисленные бактерии. Они
«выжили» потому, что устойчивы к данному антибиотику. Неудивительно,
что повторное лечение этой инфекции этим препаратом результата не даст. В
настоящее время наметилась страшная тенденция: антибиотики становятся
неэффективными, появились бактерии, устойчивые к ним. Так
бесконтрольный
прием
антибиотиков
привел
к
созданию
«бактериологической бомбы».
Но есть и положительный пример симбиоза человека и бактерий.
Каждый из нас носит до 3-х кг бактерий. В основном – в пищеварительном
тракте. Без них нормальное пищеварение невозможно. К тому следует
добавить, что некоторые бактерии синтезируют витамины.
Царство растений и царство грибов составляют единство
противоположностей. Растения производят органическое вещество, а грибы
разлагают его и переводят вновь в неорганическое состояние. В природе
также существует ряд организмов, занимающих промежуточное положение.
Например, простейшая одноклеточная эвглена зеленая двигается, как
животное, а питается, как растение, то есть является как бы переходным
звеном между растениями и животными. Существует также ряд растений,
которые по образу питания похожи на животных: растения-паразиты,
насекомоядные растения (мухоловка, росянка), питающиеся насекомыми.
Растения (автотрофы, продуценты) в ходе фотосинтеза синтезируют
органические соединения – углеводы, а впоследствии – жиры и белки. В ходе
фотосинтеза выделяется кислород. Большинство видов растений получают
необходимые для жизни вещества с помощью корневой системы и в
результате фотосинтеза.
Животные (гетеротрофы, консументы) усваивают все то, что
синтезируют растения. В процессе дыхания они усваивают кислород,
необходимый им для окисления органических соединений, и выделяют СО2.
Таким образом, к животным относятся живые существа, питающиеся
готовыми органическими соединениями, которые синтезируются растениями
и другими животными. В зависимости от уровня организации, различают 2
основные группы животных. Первая группа объединяет простейшие, или
одноклеточные, организмы (например, жгутиковые, инфузории и т.п.), вторая
– многоклеточные (все остальные). В ходе эволюции жизни у животных
возникли двигательная, пищеварительная, дыхательная, кровеносная,
нервная и другие системы. Сформировались органы чувств. Отыскивая
пищу, животные произвольно меняют места своего обитания. Различия
между животными и растениями проявляются на клеточном уровне.
Основные структурные различия между животными и растительными
клетками немногочисленны. Главное – оболочка растительных клеток
состоит из углевода целлюлозы, а оболочка (мембрана) животной клетки –
это сложный комплекс белков и липидов.
Все живые организмы (растения, животные) характеризуются вполне
определенными размерами и формой, обменом веществ, подвижностью,
раздражительностью, ростом, размножением и приспособляемостью.
Первую классификацию растений и животных осуществил шведский
естествоиспытатель Карл Линней. В качестве основной системной единицы
он выбрал вид и описал около 1500 видов растений.
К настоящему времени классифицировано множество видов растений и
животных, и с течением времени их число увеличивается и обнаруживаются
новые виды. Многообразие и разнообразие флоры и фауны – залог
устойчивости биосферы в целом.