Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям применительно к селекции. Иммунитет растений отличия от животных
Иммунитет животных
Под термином «иммунитет» (лат. immunitas — освобождение от дани, избавление от чего-либо) подразумевают невосприимчивость организма к инфекционным и неинфекционным агентам, обладающим генетической чужеродностью. Понятие иммунитет следует отличать от понятия врожденная устойчивость организма против определенного паразита. В природе может быть видовая, породная, популяционная устойчивость отдельных животных. О причинах невосприимчивости такого рода известно немного: неадекватный температурный режим, отсутствие ростовых факторов в инфицированных тканях и рецепторов для адгезии, подавление патогенных функций микроорганизмов. В контексте накопленных знаний более конкретно употребление термина «невосприимчивость» .
Наука, занимающаяся изучением вопросов иммунитета, называется иммунологией. Она рассматривает не только механизмы защиты от возбудителей инфекционных заболеваний, но и целый ряд других биологических явлений.
Основные механизмы защиты организма. Различают врожденные (конституциональные) и приобретенные (индуцибельные) факторы защиты.
Врожденные факторы защиты. Для их определения применяют термин «факторы неспецифической резистентности». Их отличает неспецифичность действия, они обеспечивают относительную устойчивость к инфекционным агентам, но приобретают законченную форму благодаря специфическим факторам защиты.
Приобретенные факторы защиты — специфические реакции иммунной системы на определенный инфекционный агент или другой субстрат, обладающий признаками чужеродности.
К врожденным факторам защиты относят барьеры на путях проникновения инфекции — механические и химические: кожные покровы, слизистые оболочки, являющиеся первой линией защиты против возбудителей инфекции. Составные этих барьеров — органические кислоты, соляная кислота, оказывающие бактерицидное действие, лизоцим, свободные радикалы, лактоферрин, сурфактант, катионные белки, желчные кислоты, токсичные низкомолекулярные жирные кислоты, интерфероны — составляют вторую линию неспецифических защитных механизмов. Их принято делить на гуморальные и клеточные факторы. Ключевые из них — система комплемента и полиморфноядерные лейкоциты, фагоциты.
Система комплемента состоит из 26 белков сыворотки крови, активирующихся под воздействием микроорганизмов, что вызывает лизис бактерий и вирус-пораженных клеток, стимулирует фагоцитоз.
Фагоциты поглощают и разрушают патогенные микроорганизмы, а также прочие чужеродные объекты. Значение фагоцитирующих клеток для защиты организма впервые доказал И. И. Мечников, разработавший фагоцитарную теорию иммунитета.
Приобретенные факторы защиты ответственны за специфический ответ на внедрение чужеродного объекта.
Иммунная система — совокупность органов, тканей и клеток, обеспечивающих постоянство организма. Различают центральные (костный мозг, вилочковая железа, лимфоидная ткань кишечника, бурса) и периферические (селезенка, лимфатические узлы, лимфоидная ткань в слизистых оболочках кишечного типа) органы иммунной системы.
Центральные органы осуществляют образование и созревание иммунокомпетентных клеток.
Периферические органы обеспечивают адекватный иммунныи ответ на антигенную стимуляцию.
Антигены — это вещества, несущие признаки генетически чужеродной информации, которые при парентеральном введении вызывают развитие иммунных реакций. Антигенами могут быть белки, полисахариды и нуклеиновые кислоты в комбинации между собой или с липидами.
Основными их свойствами являются иммуногенность и антигенность. Иммуногенность — это способность индуцировать иммунный ответ. Антигенность — способность антигенов избирательно реагировать со специфическими антителами.
К антигенам бактериальной клетки относятся:
О-антигены — соматические, липопротеидные, термостабильные;
Н-антигены — жгутиковые, термолабильные;
термостабильный полисахаридный антиген (Vi-антиген) у вирулентных штаммов грамотрицательных микроорганизмов;
К-антигены — капсульные (поверхностные). Из сложных полисахаридов различают L, В — термолабильные и А, М — термостабильные;
адгезивные антигены, ответственные за прикрепление бактерий к клеткам для дальнейшей колонизации.
Антигенными свойствами обладают также экзотоксины бактерий (белки), их мембраны, ферменты.
Антигены вирусов. В каждом вирионе любого вируса содержатся различные антигены, одни из которых являются вирусспецифическими, в состав других входят компоненты клетки хозяина.
Таким образом, бактериальная клетка, вирусы, микроскопические грибы, риккетсии и хламидии представляют собой сложный комплекс антигенов, который включает высокомолекулярные белки, полисахариды, а также сложные соединения этих веществ.
Антитела, или иммуноглобулины, составляют основу гуморального иммунитета, синтезируются в организме при стимуляции антигенами, поступающими в организм. Антитела представлены сывороточными γ-глобулинами.
Различают пять классов антител:
IgM — наиболее ранний класс антител, обнаруживаемый при первичном попадании антигена в организм. Указывает на наличие острого инфекционного процесса. Это основной класс иммуноглобулинов, синтезируемых у новорожденных животных, может содержаться в секретах слизистой оболочки;
IgG — основной класс антител, защищающий организм от бактерий, вирусов и токсинов. Синтез IgM обычно сменяется образованием IgG. Максимальное содержание при первичном ответе наблюдается через 6 — 8 сут. Обнаружение высоких титров IgG к конкретному возбудителю указывает на то, что организм находится на стадии выздоровления или что это заболевание перенесено недавно;
IgA — секретируется на поверхности эпителиев, присутствует в слюне, слезах, молоке, выделяется на поверхность слизистых оболочек, где взаимодействует с антигенами;
IgE — специфически взаимодействует с тучными клетками и базофильными лейкоцитами. После взаимодействия со специфическими антигенами IgE фиксируются на указанных клетках, происходит высвобождение гистамина и других биологически активных веществ, развивается острая аллергическая реакция. Защитные свойства IgE проявляются в основном против гельминтов (нематод). Синтез IgE увеличивается при паразитарных инвазиях;
IgD — биологическая роль этих антител изучена недостаточно.
Клеточный иммунитет. Лимфоциты разделяют на функционально различные популяции и субпопуляции. Основными из них являются Т- и В-лимфоциты.
Т-лимфоциты образуются в вилочковой железе (тимусе).
В-лимфоциты образуются в лимфоидной ткани кишечника у млекопитающих.
Т-лимфоциты расщепляют антигены, ответственны за реализацию клеточных иммунных реакций, помогают В-лимфоцитам реагировать на антигены и синтезировать иммуноглобулины.
Основная функция В-лимфоцитов — участие в гуморальных иммунных реакциях. При стимуляции антигенами В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, которые активно синтезируют антитела.
Макрофаги — клетки, поглощающие микроорганизмы и другие чужеродные агенты, представляющие их антигены. В этом отношении фагоциты можно рассматривать как видимое отражение этих иммунобиологических функций: поглощение, переваривание и представление антигенов микроорганизмов.
Виды иммунитета. Приобретенный иммунитет может быть результатом перенесенного заболевания или иммунизирующей субинфекции, тогда он называется естественно приобретенным или постинфекционным.
Если же иммунитет возникает после введения в организм животных живых или убитых микроорганизмов (вакцин), его называют искусственно приобретенным или поствакцинальным.
Постинфекционный иммунитет сохраняется длительное время, иногда пожизненно, тогда как поствакцинальный сохраняется в течение 0,5— 1 года.
Различают активно и пассивно приобретенный иммунитет. Первый возникает после перенесенного заболевания или вакцинации. Второй возникает в результате введения в организм готовых защитных факторов (антител), например при использовании специфических сывороток или γ-глобулинов.
Иммунитет может быть естественно пассивно приобретенным, когда новорожденный молодняк получает антитела с молозивом и молоком матери (колостральный иммунитет). Пассивно приобретенный в отличие от активно приобретенного возникает очень быстро, но сохраняется в течение 15 — 20 дней.
Похожие статьи
zoodrug.ru
Тема 1. Иммунитет как общебиологическое явление. Особенности иммунитета растений.
43
Иммунитет как общебиологическое явление. Понятия «иммунность», «устойчивость» и «восприимчивость» в фитоиммунологии. Явление толерантности. «Треугольник болезни» (патоген–хозяин–окружающая среда). Особенности защитных реакций растений. Активный и пассивный иммунитет растений.
Иммунитет как общебиологическое явление. Понятия «иммунность», «устойчивость» и «восприимчивость» в фитоиммунологии. Многочисленные гетеротрофные организмы постоянно готовы использовать для своего роста и развития готовые органические вещества. Благодаря им, вообще говоря, не происходит накопления остатков и останков мертвых организмов, молекулы, из которых состояло тело живого организма, разрушаются до более простых соединений и возвращаются в биологический круговорот веществ.
Вездесущие микроорганизмы постоянно готовы редуцировать доступные им органическое вещества, даже если эти вещества являются составными частями живого организма. Однако такая перспектива вряд ли устраивает организм, который является живым, и он тем или иным способом эффективно защищается от атак со стороны потенциальных редуцентов. Способность противостоять атаке патогенов определяет биологический успех организма. Таким образом, об иммунитете можно сказать так, что это – способность живого организма препятствовать вмешательству в его жизнь гетеротрофного организма, в первую очередь микроорганизма. Вообще сам термин иммунитет происходит от латинского слова immunitas, что означает «освобождение от чего-либо». В настоящее время под иммунитетом понимают невосприимчивость организма к действию возбудителя болезни.
В полной мере сказанное относится и к растениям. Достаточно посмотреть вокруг, чтобы убедиться, что живые растения в большинстве случаев чувствуют себя вполне нормально, не имеют никаких признаков заболеваний. В то же время если растение или его часть сорвать, то при подходящих условиях оно очень быстро плесневеет и начинает сгнивать, или поедаться отдельными членистоногими и другими животными. Таким образом, живое растение обладает некоторыми особенностями и свойствами, которые позволяют ему весьма успешно противостоять атаке со стороны многочисленных микробов и других живых организмов.
С другой стороны, среди микроорганизмов есть некоторое количество возбудителей болезней растений, которые могут преодолевать защитные механизмы растений и вызывать инфекционные заболевания. Значит, эти возбудители болезней обладают какими-то свойствами, которые отличают их от сапротрофных микроорганизмов, и позволяют паразитировать на растениях.
В рамках нашего курса мы и познакомимся как со свойствами растений, которые позволяют им противостоять подавляющему большинству потенциальных патогенов, так и со свойствами микроорганизмов, которые позволяют им паразитировать на растениях.
Иммунитетом растений называется проявляемая ими невосприимчивость к болезни в случае контакта с возбудителями, способными вызывать данную болезнь при наличии необходимых для заражения условий.
В фитоиммунологии часто используют такое общее понятие, как устойчивость растений. Устойчивость – это широкое общее понятие, под которым понимают способность растений противостоять поражению возбудителем заболевания или повреждению насекомым–фитофагом. Устойчивость может иметь различную степень проявления, и варьирует от отсутствия поражения вообще (то есть от полного иммунитета) до отсутствия какой-либо устойчивости. Кроме этого, следует иметь в виду, что устойчивость является также относительным понятием, и об устойчивости, например, сорта растений говорят тогда, когда данный сорт поражается некоторым заболеванием слабее, чем другой, более восприимчивый сорт. Противоположным устойчивости есть понятие восприимчивости. Эти два понятия находятся в обратной зависимости, и высокая устойчивость означает низкую восприимчивость, и наоборот. Иммунность растения означает отсутствие восприимчивости.
В то же время, между молекулярно-биохимическими механизмами, обуславливающими иммунность и устойчивость растений, нет качественной разницы. По крайней мере, на сегодняшний день все данные свидетельствуют, что различия между иммунными, устойчивыми и восприимчивыми растениями являются количественными. Поэтому иммунология растений имеет дело и с иммунными, и с устойчивыми растениями. Обычно выражения «иммунитет растений» и «устойчивость растений» рассматриваются как синонимы. В дальнейшем изложении мы также будем говорить об устойчивости растений, подразумевая под этим и иммунность, и устойчивость как таковую. В тех случаях, когда это необходимо, будут сделаны специальные оговорки.
В фитопатологии и фитоиммунологии, как и в любой другой науке, имеется терминология, которая, однако, не является общепризнанной. Зачастую в один и тот же термин разные специалисты вкладывают не один и тот же смысл. Тем не менее, познакомимся еще с рядом терминов, которые используют в фитоиммунологии.
Когда растение вступает в физический контакт с фитопатогенным микроорганизмом, то в самом общем плане удобным является следующее разделение типа возможных взаимоотношений, которые определяют исход такого контакта. Если растение не является хозяином данного микроорганизма, то такие взаимоотношения носят название основной несовместимости. В отношении такого микроорганизма растение является устойчивым по определению, и для устойчивости этого типа обычно используют название устойчивость нехозяина.
Если же растение атакуется фитопатогеном, для которого известно, что в естественных условиях данный микроорганизм может вызывать заболевание данного вида растений, то такие взаимоотношения называют основной совместимостью.
При основной совместимости, если данное растение является восприимчивым к данному биотипу микроорганизма, то есть в результате их взаимодействия происходит заболевание, то такое взаимодействие называют совместимым. Когда данное растение является к данному биотипу патогена устойчивым, то такое взаимодействие называют несовместимым.
Еще несколько необходимых терминов.
Патогенность – способность микроорганизма вызвать заболевание у определенного вида растения.
Вирулентность – этот термин я предлагаю понимать как степень болезнетворной способности патогенного микроорганизма, то есть количественная мера патогенности. О степени вирулентности мы судим по интенсивности проявления симптомов заболевания.
Явление толерантности.
Особое положение в фитоиммунологии занимает понятие «толерантность», или выносливость. Под толерантностью понимают способность растений не снижать или почти не снижать урожай даже при сильном поражении фитопатогенным организмом. Явление толерантности имеет неясные механизмы, и больше о нем вспоминать мы не будем.
«Треугольник болезни» (патоген–хозяин–окружающая среда).
Инфекционное заболевание растения происходит тогда, когда имеется в наличие восприимчивое растение, вирулентный фитопатоген, и условия окружающей среды благоприятствуют заболеванию. Окружающие условия оказывают достаточно существенное влияние на патологический процесс. Влажность, температура, условия освещенности, присутствие других микроорганизмов влияют на растение, микроорганизм, а также на сам ход патологического процесса. Экологические условия могут как усиливать пораженность растения, так и ослаблять ее. Окружающие условия слабее влияют в случае иммунности растения, но оказывают более заметное действие на степень устойчивости. Например, высокая температура почти всегда снижает устойчивость растения. В связи с этим часто говорят о так называемом «треугольнике болезни», подразумевая под этим треугольником тот факт, что течение конкретного заболевания зависит от устойчивости растения, вирулентности патогена и условий окружающей среды.
Особенности защитных реакций растений. Активный и пассивный иммунитет растений.
Растения, в отличие от позвоночных животных, лишены антител и способности к фагоцитозу; не имеют кровеносной системы и гуморальных факторов иммунитета. Взамен этого каждая растительная клетка должна обладать сформированной заранее и/или индуцируемой защитой; кроме этого, сайт заражения у растений часто является источником системно распространяющегося сигнала, который индуцирует системную приобретенную устойчивость.
У растений, как и у животных, различают два типа иммунитета: врожденный (естественный) и приобретенный (или индуцированный).
Врожденный иммунитет – это свойство растений не поражаться тем или иным возбудителем заболевания, которое обусловлено генотипом растения и передается по наследству.
Все случаи врожденного иммунитета подразделяются на две категории – пассивный иммунитет и активный иммунитет. Пассивный иммунитет существует независимо от наличия паразита, и определяется анатомо-морфологическими или биохимическими особенностями растения, например толщиной кутикулы или содержанием некоторых ингибирующих веществ.
Активный иммунитет проявляется в виде защитных реакций растения на внедрение и воздействие патогена.
Приобретенный иммунитет – это свойство, которое возникает после перенесенного заболевания или при воздействии некоторых химических или физических факторов, в частности ионов металлов или облучения ультрафиолетом.
studfiles.net
| Кажется бесспорным, что животная клетка и клетка растительная происходят от общего ствола, что первые живые организмы колебались между формой растительной и формой животной, принадлежа одновременно той и другой. Различие - только в пропорции. Обычно одна из двух тенденций покрывает или подавляет другую, но в исключительных обстоятельствах последняя освобождается и вновь завоевывает утраченное место. Подвижность и сознание растительной клетки не настолько замерли, чтобы не иметь силы проснуться, когда обстоятельства позволяют или требуют. С другой стороны, сохранившаяся в животном мире тенденция к растительной жизни беспрестанно задерживала, или останавливала, или обращала вспять его эволюцию. Какой бы полной, даже бьющей через край ни казалась деятельность животного вида, - оцепенение и бессознательность стерегут его. Только усилием и ценою усталости он выдерживает свою роль. Путь, по которому шла эволюция животного, отмечали бесчисленные срывы, вырождение, связанное по большей части с паразитическими привычками: каждый раз это было переводом стрелки на растительную жизнь.13 Таким образом, все заставляет предполагать, что растение и животное происходят от одного общего предка, который соединял в себе обе тенденции в момент их зарождения. Но две тенденции, взаимно включавшие друг друга в этой первоначальной форме, в процессе своего роста разъединились. Отсюда мир растений с его неподвижностью и нечувствительностью, отсюда животные с их подвижностью и сознанием. Чтобы объяснить это раздвоение, нет нужды прибегать к таинственной силе. Достаточно заметить, что живое существо естественно тяготеет к тому, что для него более удобно, и растения и животные выбрали для себя два различных рода удобства в способе добывания необходимых им углерода и азота. Первые непрерывно и автоматически извлекают эти элементы из окружающей среды; вторые путем прерывистого, сконцентрированного в нескольких мгновениях, сознательного действия ищут эти элементы в организмах, их уже усвоивших. Это - два различных способа понимания труда, или, если угодно, безделья. Вот почему нам кажется сомнительным, чтобы возможно было когда-нибудь открыть в растении нервные элементы, хотя бы в самой начальной форме. Направляющей воле животного у растения, как нам кажется, соответствует направление, даваемое им энергии солнечного излучения, которой растение пользуется, чтобы разорвать связь углерода и кислорода в углекислоте. Чувствительности животного соответствует у растения исключительная восприимчивость его хлорофилла по отношению к свету. Значит, если нервная система является прежде всего механизмом, служащим посредником между ощущениями и волевыми актами, то подлинной «нервной системой» растения, нам кажется, будет механизм, или, скорее, химизм sui generis, служащий посредником между восприимчивостью его хлорофилла к свету и производством крахмала. Другими словами, у растения, очевидно, нет нервных элементов, и тот же порыв, благодаря которому животное обрело нервы и нервные центры, вероятно, привел у растения к функции, которую выполняет хлорофилл.14 Этот первый взгляд, брошенный на организованный мир, позволит нам точнее определить, что соединяет царства растений и животных и что их разделяет. 4. Есть ли все-таки различия Ни в жизни животного, ни в жизни растения не удалось найти ни одной черты, исключительно свойственной тому или другому. Ни одного признака, по которому любой организм можно было бы отнести к тому или другому царству. Различие слишком очевидно, оно слишком вкоренилось чтобы от него можно было так легко отказаться. Что бы ни говорили, а дерево останется деревом и лошадь - лошадью, между ними лежит целая бездна. Дело в том, что нет ни растения, ни животного, а есть один нераздельный органический мир. Растение и животные - только средние величины, только типические представления, которые мы слагаем, отвлекаясь от известных признаков организмов, придавая исключительное значение одним, пренебрегая другими, почти забывая о них. К тому же эти понятия сложились в такое время, когда были известны только самые крайние, резкие представители этих групп. Пока сравнение касалось дерева и лошади, никакое недоразумение не было возможно, но дело представилось в совершенно ином свете, когда пришлось принять во внимание всю совокупность живых существ. Тогда пришлось убедиться в единстве органического мира, пришлось убедиться, что все наши рамки или деления - только произведение нашего ума. Правда, одно из величайших его произведений, без которого он никогда не справился бы с хаосом единичных форм. Пользуясь этим логическим приемом, не должны, однако, забывать его настоящую цену. Не должны отождествлять отвлеченные понятия, типы, с реальной действительностью.15 Но если в органической природе и не существует такого дуализма, если мы не видим более в растении и животном двух абсолютно между собой различных категорий существ, а только два типических представления. Тем не менее раз в уме нашем сложились эти два типа, мы должны постараться дать их характеристику. Указать на те признаки, которым мы даем предпочтение, которое связываем с понятием о растении. Едва ли в настоящее время можно предложить более краткую и удачную характеристику, чем та, которая выразилась в старом изречении, что - растение растет, но лишено произвольного движения. Посмотрим, какой более определенный смысл должны мы придавать этому изречению. Движение животного, как и всякое движение, подчиняется механическим законам.16 Особенность животного заключается в том, что очаг действующих в нем сил лежит в нем самом; отсюда его независимость от внешних условий. Источник этих сил, как известно, кроется в том процессе окисления, который, совершаясь повсеместно в его теле. Обнаруживается в дыхании и является причиной того тепла и движения, которые в общей сложности характеризуют животное в отличие от растения. Мы только что видели достаточно доказательств, что эти процессы встречаются и в растении, но только в нем они отступают на второй план, совершенно заслоняются другими преобладающими процессами. Мы видели еще ранее, что под влиянием света в зеленых частях растений постоянно совершается явление, совершенно обратное окислению, именно разложение углекислоты, сопровождаемое накоплением углерода. Этот процесс почти в двадцать раз энергичнее дыхания растения. Так что, например, на один фунт сгорающего в растении углерода вновь образуется двадцать фунтов: растение тратит на свои потребности примерно только одну двадцатую всего отлагающегося в нем углерода, отсюда - то накопление вещества, то громадное увеличение массы, которое нас поражает в явлениях роста. Тогда как в животном, достигшем полного развития, устанавливается известное равновесие между приходом и расходом вещества, у растения рост, т.е. накопление вещества, идет почти вплоть до смерти (Сравнение это, впрочем, не вполне точно. За особь в растении правильнее считать отдельный побег, который имеет ограниченный рост, целое же растение, например, дерево, представляет сложный организм, подобный, например, кораллу, растущему неопределенное время). Но это накопление вещества вполне зависит от солнца, отсюда - полная зависимость растения от внешних условий. Его страдательная роль, так резко отличающая его от самостоятельной деятельности животного. Различие растения и животного, следовательно, не качественное, а только количественное; в обоих совершаются те же процессы, но в одном преобладают одни, в другом - другие. Если в результате, в итоге, оказывается окисление, трата вещества и проявление энергии, мы имеем перед собой тип животного; если, наоборот, в итоге оказывается раскисление, накопление вещества, поглощение энергии, мы имеем перед собой тип растения. Животное и растение разделили между собой труд: животное расходует то вещество и ту энергию, которые запасаются растением; в свою очередь растение необходимую для него энергии получает от солнца. Животное зависит от растения, растение зависит от солнца. Таким образом, мы восходим до самого общего представления о жизни растения, до понятия о его значении, о его роли в органическом мире. Это - роль посредника между солнцем и животным миром. Растение или, вернее, самый типичный его орган - хлорофилловое зерно - представляет то звено, которое связывает деятельность всего органического мира, все то, что мы называем жизнью, с центральным очагом энергии в нашей планетной системе. Такова космическая роль растения.17 Когда нашему воображению представляется тип зеленого дуба, летом шумящего своей роскошной листвой, зимой обнаженного, окоченевшего, страдательно переносящего все колебания внешней температуры, - дуба, год за годом, в течении веков увеличивающего свою органическую массу, но в то же время неподвижно прикованного к одному месту, когда вслед за тем нам представляется картина стрелой мчащегося рысака, от которого среди зимы столбом валит пар, но который зато зимой и летом истребляет массы сена и зерна; когда мы узнаем далее, что эти противоположные внешние явления - только необходимые последствия преобладающих в том и в другом случае химических процессов, - тогда для нас становится ясной антитеза между животным и растением. Но когда вслед за тем мы пожелаем окинуть одним общим взглядом не только типичных представителей, но все растения, всех животных, во всех их отправлениях, то невольно убеждаемся в неверности подобной антитезы. Это противоречие исчезает, все вновь становится понятным, как только мы допустим, что поток органической жизни, когда-то, во тьме времен, пролагавший себе путь по одному широкому руслу, затем разбился на две ветви, так что теперь, стоя при их устьях, мы видим как бы два независимых течения и, только восходя к их отдаленному истоку, только стараясь обнять одним взглядом оба течения на всем протяжении, приходим к убеждению, что это - только два рукава одного общего могучего потока жизни.18 Этим завершается наш обзор жизненных отправлений растения. Мы познакомились со строением разных органов его, узнали их значение и, таким образом, разрешили двоякую задачу, постоянно представляющуюся физиологу: дан орган - найти его отправление; дано отправление - найти соответствующий ему орган. Мы убедились, в каком совершенстве каждый отдельный орган исполняет свое отправление, как приспособлен он к своей среде, как необходимо и согласно взаимодействие различных органов, имеющее результатом общую жизнь растения, как поразительно взаимодействие некоторых организмов, даже принадлежащих к различным царствам органической природы, как гармонично, наконец, взаимодействие этих двух царств природы, взятых в целом. Познакомившись со всеми этими фактами, мы, кажется, вправе заключить, что дошли до конца своего пути. Но тут-то именно, на этом кажущемся пределе, физиолог начинает смутно сознавать, что его задача не исчерпана, что из-за всех этих частных вопросов всплывает один общий, всеобьемлющий вопрос: почему все эти органы, все эти существа совершенны, так изумительно приспособлены к своей среде и отправлению? Чем поразительнее факт, чем совершеннее организм, тем неотвязчивее вопрос: да почему же он так совершенен? Как, каким путем достиг он этого совершенства? Неужели стоило сделать такой длинный путь для того, чтобы в конце его услышать лаконичный ответ: не знаю, не понимаю и никогда не пойму. Правда, естествоиспытатель охотно, быть может, охотнее и откровеннее других исследователей, всегда готов сказать: не знаю; но зато тем настойчивее хватается он за первую возможность объяснения, тем ревнивее охраняет он те области знания, куда успел уже проникнуть хотя бы слабый луч света. В какой степени наука может в настоящем случае удовлетворить естественную пытливость ума, какой ключ может предложить современное естествознание для объяснения этого основного свойства органического мира, - его совершенства, его гармонии или целесообразности, - этими вопросами мы займемся в следующей последней лекции. Заключение Наиболее существенное различие между животными и растениями состоит прежде всего в способе питания. В результате фотосинтеза, то есть биохимической реакции, которая происходит только на свету, растения способны из минеральных веществ (углекислого газа и воды) синтезировать органические вещества (сахар и крахмал). Органические молекулы обладают большим запасом энергии, чем минеральные, из которых они образовались, так как в них накапливается часть солнечной энергии, использованной для процесса фотосинтеза. Животные питаются готовыми органическими веществами, поедая растения (а также животных, грибы). Растения и животные - живые организмы, животные имеют общие с растениями признаки в строении, что свидетельствует об их родстве. Относительность различий между животными и растениями - следствие общности их происхождения, еще одно подтверждение существования генетического единства органической жизни на Земле. Различия между растениями и животными указывает на непрерывность процесса эволюции. Таким образом, нельзя указать ни одного признака, который определительно характеризовал бы растений и служил бы для отличия их от других живых существ. - Но если по существу растения и животное характеризуются одними чертами, отличающими их от неживой природы, то в деталях, признаках второстепенного значения, существуют различия, позволяющие нам с большей или меньшей уверенностью относить одни организмы к растениям, другие к животным. Законченной естественной системы растения, т. е. такой, которая выражала бы средство растительных форм или постепенный ход развития растительного царства, не удалось еще создать, несмотря на многочисленные попытки в этом направлении со стороны выдающихся ботаников прошлого и нынешнего столетия. Список используемой литературы 1. Б.Альбертис и др. «Молекулярная биология клетки». Т. 1, 2. Мир, 1998г. 2. Басаков М.И., Говгубинцев В.О. и др. Концепция современного естествознания. Изд. «Феникс», 2001. 3. Блинников В.И. Зоология с основами экологии М., 1997. 4. Д. К. Беляева «Общая биология 10-11 класс», Москва 2003. 5. Вилли К, Детье В. Биология М., 1999. 6. Горин Н. Концепция современного естествознания М., 1998. 7. И. Д. Зверева «Экологическое образование школьников», Москва 2003. 8. А.А. Заварзин, А.Д. Харазова, М.Н. Молитвин «Биология клетки: общая цитология». Изд. С-Пб. Университета, 1998 г. 9. А. И. Опарин «Происхождение жизни», Москва 1994. 10. Ю. Н. Скурлатов «Введение в экологическую химию», Москва 1998. 11. К.А. Тимирязев. Самоорганизация и неравновесные процессы в физике, химии и биологии М., 1999. 12. Ю.С. Ченцов, «Общая цитология». Изд. М. 1997 г. 13. С.Э.Шноля «Сущность жизни. Инвариантность общего направления биологической эволюции» Диалектика и современное естествознание: Матер. семинара. Дубна, 1997. |
www.coolreferat.com
Всё просто :: Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям применительно к селекции
Природа иммунитета
Исследования на разных объектах в отношении разных заболеваний выявили многообразие типов сортовой и видовой устойчивости растений к инфекционным заболеваниям. Новейшие данные показали еще более ясно сложность природы иммунитета растений и невозможность свести ее к единой физиологической или биологической причине. В основном приходится так же, как у животных, выделять по-прежнему две основные категории иммунитета, с одной стороны — естественный, или врожденный, иммунитет, с другой стороны — иммунитет приобретенный, искусственно вызванный.
В отличие от животных и человека у растений основное значение имеет естественный иммунитет.
Приобретенный иммунитет
Приобретенный иммунитет, имеющий решающее значение в защите организма у животных и человека, у растений имеет ограниченное применение. Некоторые весьма компетентные авторы, как например известный английский физиолог и патолог растений В. Блэкман (V. Blackman), на основании анатомических и физиологических особенностей растений отрицают практическую применимость приобретенного иммунитета у растений. Учитывая коллоидальную природу антител, Блэкман отрицает возможность серотерапии и серопрофилактики у растений, так как благодаря особенности передвижения веществ в растении в отличие от кровеносной системы животных антитела, если таковые и выделяются, то, как коллоидные вещества, не могут проникать во все части растительного организма. В «Принципах растительной патологии» — обстоятельном трактате по общей растительной патологии — Овенс (Owens, 1928) по вопросу об искусственной иммунизации растений пишет следующее: «Заметного прогресса в этом направлении нет, и сомнительно даже, будет ли он когда-либо в отношении растений, как это имеет место применительно к животному царству. Структура растений так отлична от животной, в особенности в отношении сообщающейся системы, что кажется маловероятным, чтобы когда-либо были достигнуты успехи в этом направлении» (стр. 125).
Отрицать теоретически возможность и наличие приобретенного иммунитета у растений, однако, не приходится. Еще в начале XX в. Ноэль Бернар (Bernard, 1909) установил определенно, что орхидеи после заражения их паразитическими грибами (Rhizoctonia) противостоят повторным заражениям, т. е. приобретают иммунитет.
Начиная с 1900 г. делаются попытки вызвать искусственно иммунитет у растений путем заражения их вирулентными и ослабленными культурами патогенных организмов или путем инъекции продуктов бактериального метаморфоза и экстрактов из паразитов. Бовери и Рай (Beauverie a. Ray) еще в 1901 г. применили вакцинацию растений бегонии, овсат фасоли и люпина ослабленной культурой грибов бактерий, а также экстрактами из культур и получили положительные результаты. Гильтнер и Штёрмер (Hiltner u. Stormer, 1903) указали, что бобовые, зараженные вирулентной расой клубеньковой бактерии, не могут быть заражены менее вирулентной расой.
Оставить отзыв к статье “Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям применительно к селекции”
vseprosto.com
 Опубликовать | скачать Реферат на тему: Иммуните́т расте́ний (фитоиммунитет) — неспецифическая резистентность растений по отношению к патогенам, а также насекомым. Фитоиммунитет обеспечивается множеством механизмов: выработкой низкомолекулярных фитонцидов, обладающих антибактериальными и фунгицидными свойствами, рецепторами распознавания специфических белковых и углеводных последовательностей (англ. pattern recognition receptors),[1][2] характерных для многих возбудителей, и системой подавления экспрессии генов при помощи РНК (RNA silencing)[3] в качестве противовирусной защиты. В отличие от животных, у растений нет подвижных клеток, которые участвуют в иммунной реакции. Каждая растительная клетка обладает способностью к защите от патогенов. Многие патогены способны подавлять рост растений и процесс их размножения. Иммунный ответ растений состоит из двух видов реакций. Первая реакция состоит в распознании молекул, типичных для микробов, включая невредные микробы. Вторая реакция состоит в ответе на патогенные факторы микробов. Исследование иммунных механизмов реакций помогает изучать эволюцию иммунной системы и выводить сорта сельскохозяйственных культур, более устойчивые к неблагоприятным факторам внешней среды. Источники информации
Категории: Николай Вавилов, Иммунология, Физиология растений. Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike. |
wreferat.baza-referat.ru
Отличия животных от растений
Содержание
Введение
1. Эволюция растительного мира
2. Эволюция животного мира
3. Влияние эволюции на признаки растений и животных
4. Есть ли все-таки различия
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Еще со времен Аристотеля ученые делят мир живых существ на два царства - царство животных и царство растений. Однако, ответ на столь казалось бы простой вопрос о различиях между растениями и животными, в настоящее время весьма неоднозначен. Основная причина этого – огромное разнообразие животного и растительного мира и условий существования различных видов растений и животных. Постараться разобраться в данном вопросе является основной целью данной работы.
Существует много различий между жизнью растений, животных. Хотя, несомненно, есть и общие моменты. Растения, животные используют для своих нужд пищу, свет и воду. Они спят, размножаются и умирают. Это общие факторы жизни трех царств. Миры растений, животных и людей известны на санскрите как джайва дхарма (Jaeva Dharma), дхарма означает «природа» живых существ.
Существует очень много особенностей и различий между растениями и животными, но наиболее важное отличие заключается в том, что растения не умеют передвигаться, а животные способны на это. Подвижность является особенным качеством, характеристикой, присущей животным. Известны определенные виды растений и животных, которые занимают промежуточное положение между этими двумя царствами. Но даже в этом случае мы не можем назвать животное движущимся растением, так как между ними существуют определенные фундаментальные различия. Например, клетки, входящие в состав растений и в тела животных, совершенно разные, хотя, по большому счету, все имеет общий источник.
1. Эволюция растительного мира
В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) эволюционный ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от которых возникли многоклеточные растения (зеленые, бурые и красные водоросли), а также грибы. Большинство из первичных растений свободно плавало в морской воде (диатомовые, золотистые водоросли), часть прикреплялась ко дну. Существенным условием дальнейшей эволюции растений было образование почвенного субстрата на поверхности суши в результате взаимодействия бактерий и цианей с минеральными веществами и под влиянием климатических факторов. В конце силурийского периода почвообразовательные процессы подготовили возможность выхода растений на сушу (440 млн. лет назад). Среди растений, первыми освоившими сушу, были псилофиты. От псилофитов возникли другие группы наземных сосудистых растений: плауны, хвощи, папоротники, размножающиеся спорами и предпочитающие водную среду. Примитивные сообщества этих растений широко распространились в девоне. В этот же период появились и первые голосеменные, возникшие от древних папоротников и унаследовавшие от них внешний древовидный облик. Переход к размножению семенами имел большое преимущество, так как освободил половой процесс от необходимости водной среды (как это наблюдается еще у современных папоротников). Эволюция высших наземных растений шла по пути все большей редукции гаплоидного поколения (гаметофита) и преобладания диплоидного поколения (спорофита).1
Значительного разнообразия достигла наземная флора в каменноугольный период. Среди древовидных широко распространялись плаунообразные (лепидодендроны) и сигилляриевые, достигавшие в высоту 30 м и более. В палеозойских лесах богато были представлены древовидные папоротники и хвощеобразные каламиты. Из первичных голосеменных господствовали разнообразные птеридоспермы и кордаиты, напоминавшие стволами хвойных и имевшие длинные лентовидные листья. Начавшийся в пермский период расцвет голосеменных, в частности хвойных, привел к их господству в мезозойскую эру. К середине пермского периода климат стал засушливее, что во многом отразилось на изменениях в составе флоры. Сошли с арены жизни гигантские папоротники, древовидные плауны, каламиты, и постепенно исчез столь яркий для той эпохи колорит тропических лесов. В меловой период произошел следующий крупный сдвиг в эволюции растений, - появились цветковые (покрытосеменные). Первые представители покрытосеменных были кустарниками или низкорослыми деревьями с мелкими листьями. Затем довольно быстро цветковые достигли огромного разнообразия форм со значительными размерами и крупными листьями (например, возникли семейства магнолиевых, платановых, лавровых). Опыление насекомыми и внутреннее оплодотворение создали значительные преимущества цветковых над голосеменными, что обеспечило их расцвет в кайнозое. В настоящее время число видов покрытосеменных составляет около 250 тыс., т. е. почти половину всех известных ныне видов растений.2
Основные особенности эволюции растительного мира:
1. Постепенный переход к преобладанию диплоидного поколения над гаплоидным. У многих водорослей все клетки (кроме зиготы) гаплоидны, у голосеменных и покрытосеменных почти полностью редуцируется гаметофит и значительно удлиняется в жизненном цикле диплоидная фаза.
2. Независимое половое размножение от капельноводной среды. Мощное развитие спорофита, переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение двойного оплодотворения и обеспечение зародыша запасами питательных веществ.
3. В связи с прикрепленным образом жизни на суше растение расчленяется на корень, стебель и лист, развиваются сосудистая проводящая система, опорные и защитные ткани.
4. Совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в сопряженной эволюции с насекомыми. Развитие зародышевого мешка для защиты растительного эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды. Возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов физическими и биотическими факторами.
2. Эволюция животного мира
История животных изучена наиболее полно в связи с тем, что они обладают скелетом и поэтому лучше закрепляются в окаменелых остатках. Самые ранние следы животных обнаруживаются в конце докембрия (700 млн. лет). Предполагается, что первые животные произошли либо от общего ствола всех эукариот, либо от одной из групп древнейших водорослей. Наиболее близки к предкам простейших животных (Protozoa) одноклеточные зеленые водоросли. Не случайно, например, эвглену и вольвокс, способных и к фотосинтезу, и к гетеротрофному питанию, ботаники относят к типу зеленых водорослей, а зоологи - к типу простейших животных. За всю историю животного мира возникло 35 типов, из которых 9 вымерло, а 26 существуют до сих пор. Разнообразие и количество палеонтологических документов в истории животных резко возрастают в породах, датируемых менее 570 млн. лет. В течение примерно 50 млн. лет довольно быстро появляются почти все типы вторичнополостных животных с прочным скелетом. Широко были распространены в морях силура трилобиты. Возникновение типа хордовых (Chordata) относится ко времени менее 500 млн. лет. Комплексы хорошо сохранившихся ископаемых найдены в сланцах Бергеса (Колумбия), содержащих остатки беспозвоночных, в частности мягкотелых организмов типа Annelida, к которому принадлежат современные дождевые черви.3
Начало палеозоя отмечено образованием многих типов животных, из которых примерно треть существует в настоящее время. Причины такой активной эволюции остаются неясными. В позднекембрийское время появляются первые рыбы, представленные бесчелюстными - Agnatа. В дальнейшем они почти все вымерли, из современных потомков сохранились миноги. В девоне возникают челюстные рыбы в результате таких крупных эволюционных преобразований, как превращение передней пары жаберных дуг в челюсти и формирование парных плавников. Первых челюстноротых представляли две группы: лучеперые и лопастеперые. Почти все ныне живущие рыбы - потомки лучеперых.
Лопастеперые представлены сейчас только двоякодышащими и небольшим числом реликтовых морских форм. Лопастеперые имели в плавниках костные опорные элементы, из которых развились конечности первых обитателей суши. Ранее из группы лопастеперых возникли амфибии, следовательно, все четвероногие позвоночные имеют своим далеким предком эту исчезнувшую группу рыб. Наиболее древние представители амфибий - ихтиостеги обнаружены в верхнедевонских отложениях (Гренландия). Эти животные обладали пятипалыми конечностями, с помощью которых они могли переползать по суше. Все же ряд признаков (настоящий хвостовой плавник, покрытое мелкими чешуйками тело) свидетельствует о том, что ихтиостеги обитали преимущественно в водоемах. Конкуренция с кистеперыми рыбами заставляла этих первых земноводных занимать промежуточные между водой и сушей местообитания.4
Расцвет древних амфибий приурочен к карбону, где они были представлены большим разнообразием форм, объединяемых под названием «стегоцефалы». Среди них наиболее выделяются лабиринтодонты и крокодилообразные. Два отряда современных амфибий - хвостатые и безногие (или червяки) - произошли, вероятно, от других ветвей стегоцефалов. От примитивных амфибий ведут свое начало рептилии, широко расселившиеся на суше к концу пермского периода благодаря приобретению легочного дыхания и оболочек яиц, защищающих от высыхания.
Среди первых рептилий особенно выделяются котилозавры - небольшие насекомоядные животные и активные хищники - терапсиды, уступившие в триасе место гигантским рептилиям, динозаврам, появившимся 150 млн. лет назад. Вполне вероятно, что последние были теплокровными животными. В связи с теплокровностью динозавры вели активный образ жизни, чем можно объяснить их длительное господство и сосуществование с млекопитающими. Причины вымирания динозавров (примерно 65 млн. лет назад) неизвестны. Предполагают, в частности, что таковое могло быть следствием массового уничтожения яиц динозавров примитивными млекопитающими. Более правдоподобной кажется гипотеза, согласно которой вымирание динозавров связано с резкими колебаниями климата и уменьшением растительной пищи в меловом периоде.
Уже в период господства динозавров существовала предковая группа млекопитающих - небольших по размеру с шерстным покровом животных, возникших от одной из линий хищных терапсид. Млекопитающие выходят на передний край эволюции благодаря таким прогрессивным адаптациям, как плацента, вскармливание потомства молоком, более развитый мозг и связанная с этим большая активность, теплокровность. Значительного разнообразия млекопитающие достигли в кайнозое, появились приматы. Третичный период был временем расцвета млекопитающих, но многие из них вскоре вымерли (например, ирландский олень, саблезубый тигр, пещерный медведь). Прогрессивная эволюция приматов оказалась уникальным явлением в истории жизни, в итоге она привела к возникновению человека.5
Наиболее существенные черты эволюции животного мира заключались в следующем:
1. Прогрессивное развитие многоклеточности и связанная с ним специализация тканей и всех систем органов. Свободный образ жизни (способность к перемещению) в значительной мере определил совершенствование форм поведения, а также автономизацию онтогенеза - относительную независимость индивидуального развития от колебаний факторов среды на основе развития внутренних регуляторных систем.
2. Возникновение твердого скелета: наружного - у членистоногих, внутреннего - у позвоночных. Такое разделение определило разные пути эволюции этих типов животных. Наружный скелет членистоногих препятствовал увеличению размеров тела, именно поэтому все насекомые представлены мелкими формами. Внутренний скелет позвоночных не ограничивал увеличение размеров тела, достигших максимальной величины у мезозойских рептилий - динозавров, ихтиозавров.
3. Возникновение и совершенствование централизованно-дифференцированной стадии органинополостных до млекопитающих. На этой стадии произошло разделение насекомых и позвоночных. Развитие центральной нервной системы у насекомых характеризуется совершенствованием форм поведения по типу наследственного закрепления инстинктов. У позвоночных развился головной мозг и система условных рефлексов, наблюдается ярко выраженная тенденция к повышению средней выживаемости отдельных особей. Этот путь эволюции позвоночных привел к развитию форм группового адаптивного поведения, финальным событием которого стало возникновение биосоциального существа - человека.6
3. Влияние эволюции на признаки растений и животных
www.coolreferat.com
Отличия животных от растений
Содержание
Введение
1. Эволюция растительного мира
2. Эволюция животного мира
3. Влияние эволюции на признаки растений и животных
4. Есть ли все-таки различия
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Еще со времен Аристотеля ученые делят мир живых существ на два царства - царство животных и царство растений. Однако, ответ на столь казалось бы простой вопрос о различиях между растениями и животными, в настоящее время весьма неоднозначен. Основная причина этого – огромное разнообразие животного и растительного мира и условий существования различных видов растений и животных. Постараться разобраться в данном вопросе является основной целью данной работы.
Существует много различий между жизнью растений, животных. Хотя, несомненно, есть и общие моменты. Растения, животные используют для своих нужд пищу, свет и воду. Они спят, размножаются и умирают. Это общие факторы жизни трех царств. Миры растений, животных и людей известны на санскрите как джайва дхарма (Jaeva Dharma), дхарма означает «природа» живых существ.
Существует очень много особенностей и различий между растениями и животными, но наиболее важное отличие заключается в том, что растения не умеют передвигаться, а животные способны на это. Подвижность является особенным качеством, характеристикой, присущей животным. Известны определенные виды растений и животных, которые занимают промежуточное положение между этими двумя царствами. Но даже в этом случае мы не можем назвать животное движущимся растением, так как между ними существуют определенные фундаментальные различия. Например, клетки, входящие в состав растений и в тела животных, совершенно разные, хотя, по большому счету, все имеет общий источник.
1. Эволюция растительного мира
В протерозойскую эру (около 1 млрд. лет назад) эволюционный ствол древнейших эукариот разделился на несколько ветвей, от которых возникли многоклеточные растения (зеленые, бурые и красные водоросли), а также грибы. Большинство из первичных растений свободно плавало в морской воде (диатомовые, золотистые водоросли), часть прикреплялась ко дну. Существенным условием дальнейшей эволюции растений было образование почвенного субстрата на поверхности суши в результате взаимодействия бактерий и цианей с минеральными веществами и под влиянием климатических факторов. В конце силурийского периода почвообразовательные процессы подготовили возможность выхода растений на сушу (440 млн. лет назад). Среди растений, первыми освоившими сушу, были псилофиты. От псилофитов возникли другие группы наземных сосудистых растений: плауны, хвощи, папоротники, размножающиеся спорами и предпочитающие водную среду. Примитивные сообщества этих растений широко распространились в девоне. В этот же период появились и первые голосеменные, возникшие от древних папоротников и унаследовавшие от них внешний древовидный облик. Переход к размножению семенами имел большое преимущество, так как освободил половой процесс от необходимости водной среды (как это наблюдается еще у современных папоротников). Эволюция высших наземных растений шла по пути все большей редукции гаплоидного поколения (гаметофита) и преобладания диплоидного поколения (спорофита).1
Значительного разнообразия достигла наземная флора в каменноугольный период. Среди древовидных широко распространялись плаунообразные (лепидодендроны) и сигилляриевые, достигавшие в высоту 30 м и более. В палеозойских лесах богато были представлены древовидные папоротники и хвощеобразные каламиты. Из первичных голосеменных господствовали разнообразные птеридоспермы и кордаиты, напоминавшие стволами хвойных и имевшие длинные лентовидные листья. Начавшийся в пермский период расцвет голосеменных, в частности хвойных, привел к их господству в мезозойскую эру. К середине пермского периода климат стал засушливее, что во многом отразилось на изменениях в составе флоры. Сошли с арены жизни гигантские папоротники, древовидные плауны, каламиты, и постепенно исчез столь яркий для той эпохи колорит тропических лесов. В меловой период произошел следующий крупный сдвиг в эволюции растений, - появились цветковые (покрытосеменные). Первые представители покрытосеменных были кустарниками или низкорослыми деревьями с мелкими листьями. Затем довольно быстро цветковые достигли огромного разнообразия форм со значительными размерами и крупными листьями (например, возникли семейства магнолиевых, платановых, лавровых). Опыление насекомыми и внутреннее оплодотворение создали значительные преимущества цветковых над голосеменными, что обеспечило их расцвет в кайнозое. В настоящее время число видов покрытосеменных составляет около 250 тыс., т. е. почти половину всех известных ныне видов растений.2
Основные особенности эволюции растительного мира:
1. Постепенный переход к преобладанию диплоидного поколения над гаплоидным. У многих водорослей все клетки (кроме зиготы) гаплоидны, у голосеменных и покрытосеменных почти полностью редуцируется гаметофит и значительно удлиняется в жизненном цикле диплоидная фаза.
2. Независимое половое размножение от капельноводной среды. Мощное развитие спорофита, переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение двойного оплодотворения и обеспечение зародыша запасами питательных веществ.
3. В связи с прикрепленным образом жизни на суше растение расчленяется на корень, стебель и лист, развиваются сосудистая проводящая система, опорные и защитные ткани.
4. Совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в сопряженной эволюции с насекомыми. Развитие зародышевого мешка для защиты растительного эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды. Возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов физическими и биотическими факторами.
2. Эволюция животного мира
История животных изучена наиболее полно в связи с тем, что они обладают скелетом и поэтому лучше закрепляются в окаменелых остатках. Самые ранние следы животных обнаруживаются в конце докембрия (700 млн. лет). Предполагается, что первые животные произошли либо от общего ствола всех эукариот, либо от одной из групп древнейших водорослей. Наиболее близки к предкам простейших животных (Protozoa) одноклеточные зеленые водоросли. Не случайно, например, эвглену и вольвокс, способных и к фотосинтезу, и к гетеротрофному питанию, ботаники относят к типу зеленых водорослей, а зоологи - к типу простейших животных. За всю историю животного мира возникло 35 типов, из которых 9 вымерло, а 26 существуют до сих пор. Разнообразие и количество палеонтологических документов в истории животных резко возрастают в породах, датируемых менее 570 млн. лет. В течение примерно 50 млн. лет довольно быстро появляются почти все типы вторичнополостных животных с прочным скелетом. Широко были распространены в морях силура трилобиты. Возникновение типа хордовых (Chordata) относится ко времени менее 500 млн. лет. Комплексы хорошо сохранившихся ископаемых найдены в сланцах Бергеса (Колумбия), содержащих остатки беспозвоночных, в частности мягкотелых организмов типа Annelida, к которому принадлежат современные дождевые черви.3
Начало палеозоя отмечено образованием многих типов животных, из которых примерно треть существует в настоящее время. Причины такой активной эволюции остаются неясными. В позднекембрийское время появляются первые рыбы, представленные бесчелюстными - Agnatа. В дальнейшем они почти все вымерли, из современных потомков сохранились миноги. В девоне возникают челюстные рыбы в результате таких крупных эволюционных преобразований, как превращение передней пары жаберных дуг в челюсти и формирование парных плавников. Первых челюстноротых представляли две группы: лучеперые и лопастеперые. Почти все ныне живущие рыбы - потомки лучеперых.
Лопастеперые представлены сейчас только двоякодышащими и небольшим числом реликтовых морских форм. Лопастеперые имели в плавниках костные опорные элементы, из которых развились конечности первых обитателей суши. Ранее из группы лопастеперых возникли амфибии, следовательно, все четвероногие позвоночные имеют своим далеким предком эту исчезнувшую группу рыб. Наиболее древние представители амфибий - ихтиостеги обнаружены в верхнедевонских отложениях (Гренландия). Эти животные обладали пятипалыми конечностями, с помощью которых они могли переползать по суше. Все же ряд признаков (настоящий хвостовой плавник, покрытое мелкими чешуйками тело) свидетельствует о том, что ихтиостеги обитали преимущественно в водоемах. Конкуренция с кистеперыми рыбами заставляла этих первых земноводных занимать промежуточные между водой и сушей местообитания.4
Расцвет древних амфибий приурочен к карбону, где они были представлены большим разнообразием форм, объединяемых под названием «стегоцефалы». Среди них наиболее выделяются лабиринтодонты и крокодилообразные. Два отряда современных амфибий - хвостатые и безногие (или червяки) - произошли, вероятно, от других ветвей стегоцефалов. От примитивных амфибий ведут свое начало рептилии, широко расселившиеся на суше к концу пермского периода благодаря приобретению легочного дыхания и оболочек яиц, защищающих от высыхания.
Среди первых рептилий особенно выделяются котилозавры - небольшие насекомоядные животные и активные хищники - терапсиды, уступившие в триасе место гигантским рептилиям, динозаврам, появившимся 150 млн. лет назад. Вполне вероятно, что последние были теплокровными животными. В связи с теплокровностью динозавры вели активный образ жизни, чем можно объяснить их длительное господство и сосуществование с млекопитающими. Причины вымирания динозавров (примерно 65 млн. лет назад) неизвестны. Предполагают, в частности, что таковое могло быть следствием массового уничтожения яиц динозавров примитивными млекопитающими. Более правдоподобной кажется гипотеза, согласно которой вымирание динозавров связано с резкими колебаниями климата и уменьшением растительной пищи в меловом периоде.
Уже в период господства динозавров существовала предковая группа млекопитающих - небольших по размеру с шерстным покровом животных, возникших от одной из линий хищных терапсид. Млекопитающие выходят на передний край эволюции благодаря таким прогрессивным адаптациям, как плацента, вскармливание потомства молоком, более развитый мозг и связанная с этим большая активность, теплокровность. Значительного разнообразия млекопитающие достигли в кайнозое, появились приматы. Третичный период был временем расцвета млекопитающих, но многие из них вскоре вымерли (например, ирландский олень, саблезубый тигр, пещерный медведь). Прогрессивная эволюция приматов оказалась уникальным явлением в истории жизни, в итоге она привела к возникновению человека.5
Наиболее существенные черты эволюции животного мира заключались в следующем:
1. Прогрессивное развитие многоклеточности и связанная с ним специализация тканей и всех систем органов. Свободный образ жизни (способность к перемещению) в значительной мере определил совершенствование форм поведения, а также автономизацию онтогенеза - относительную независимость индивидуального развития от колебаний факторов среды на основе развития внутренних регуляторных систем.
2. Возникновение твердого скелета: наружного - у членистоногих, внутреннего - у позвоночных. Такое разделение определило разные пути эволюции этих типов животных. Наружный скелет членистоногих препятствовал увеличению размеров тела, именно поэтому все насекомые представлены мелкими формами. Внутренний скелет позвоночных не ограничивал увеличение размеров тела, достигших максимальной величины у мезозойских рептилий - динозавров, ихтиозавров.
3. Возникновение и совершенствование централизованно-дифференцированной стадии органинополостных до млекопитающих. На этой стадии произошло разделение насекомых и позвоночных. Развитие центральной нервной системы у насекомых характеризуется совершенствованием форм поведения по типу наследственного закрепления инстинктов. У позвоночных развился головной мозг и система условных рефлексов, наблюдается ярко выраженная тенденция к повышению средней выживаемости отдельных особей. Этот путь эволюции позвоночных привел к развитию форм группового адаптивного поведения, финальным событием которого стало возникновение биосоциального существа - человека.6
3. Влияние эволюции на признаки растений и животных
en.coolreferat.com
