Биологический регресс — процесс, обратный биологическому прогрессу. Растения примеры организмов
примеры. Взаимосвязь, выгодная для обоих организмов, но не обязательная :: SYL.ru
Экосистема – функциональное единство живых организмов и среды их обитания. Множество взаимоотношений возникает в экосистеме между организмами. Одни не могут выжить без других живых существ, а третьим никто не нужен, однако вредят четвертым.
Виды взаимоотношений в экосистеме
1. Мутуализм – настоящий симбиоз.
а) Коадаптация – облигатный мутуализм, необходимый для выживания обоих организмов.
б) Протокооперация – факультативный мутуализм. Не обязателен, но полезен для обоих организмов.
2. Комменсализм. Один организм получает выгоду от другого. При этом второму нет ни вреда, ни пользы от первого. Например, рыбы, следующие за более крупным организмом в воде или за судном. Ток воды помогает более мелким представителям животного мира плыть с большей скоростью, затрачивая минимум энергии.
3. Паразитизм. Один организм наносит вред другому, сам при этом получает выгоду. Например, кишечные черви в организме животного и человека. Паразит ни в коем случае не убивает своего хозяина. Даже наоборот, некоторые продлевают жизнь, чтобы сохранить себе жилье и место пропитания. Например, личинки жемчужницы обитают на жабрах рыб. При этом рыба всегда живет намного дольше, имея таких паразитов.
4. Хищничество. При таких взаимоотношениях хищник обычно убивает жертву. В любом случае он не заботится о состоянии организма того, на кого нападает. Как гепард охотится на газель.
5. Нейтрализм. Самый простой вид взаимоотношений в экосистеме. Организмы, обитая бок о бок, не мешают друг другу, но и пользы никакой не приносят соседу. Например, улитка и волк.
6. Антибиоз. Делится на три подвида.
А) Аменсализм. Одни живые организмы мешают другим. Вторые при этом не получают от первых ни вреда, ни пользы. Например, высокие деревья загораживают свет более низким растениям. Отставшие в росте продуценты от этого остаются слабее, но тянутся вверх, стараясь обогнать высоких соседей.
Б) Аллелопатия. Обе группы организмов причиняют друг другу вред. Такие взаимоотношения часто можно наблюдать у микроорганизмов. Они выделяют вещества, плохо влияющие на другой вид бактерий.
В) Конкуренция. Оба организма вредят друг другу. Хищники одного или разных видов конкурируют за добычу. Например, лев и гепард в африканских саваннах охотятся на газель Томпсона.
Коадаптация
Рассмотрим отдельно облигатный симбиоз. Он необходим двум организмам для выживания. Такие организмы так привыкли быть вместе, что даже их эволюция протекала параллельно.
Например, только шмели могут опылить клевер, имея достаточно длинный хоботок.
Микроорганизмы в рубце коров. Жвачные млекопитающие не могут самостоятельно переварить клетчатку. Это за них делают микробы. Здоровье коров зависит от количества крошечных организмов в кишечнике. Сами микробы прекрасно себя чувствуют в рубце. Здесь их дом и пища. Человеческий кишечник тоже содержит необходимые ему лакто- и бифидобактерии.
Протокооперация
В отличие от облигатного мутуализма, при факультативном организмы не погибают, если разделить их друг от друга. Однако жить становится значительно сложнее или опаснее. Приходится мириться с жесткими условиями, которые предоставляет окружающая среда.
Не всегда получается четко распределить примеры взаимоотношений. Нет ярко выраженной границы между облигатным и факультативным мутуализмом. Рассмотрим примеры протокооперации. В природе их множество.
Насекомые-опылители и цветковые растения
Без пчел, мух, бабочек многие растительные организмы не могут размножаться. Сами же насекомые питаются нектаром. Цветочная пыльца расположена так, чтобы насекомое обязательно в ней испачкалось и перенесло зерна на другой цветок. Цветы имеют такой цвет и форму, даже запах, чтобы привлечь опылителей. Дают им сладкий нектар. Взамен получают возможность размножения – самого главного свойства для биологического вида.
Птицы и семена
Свиристели поедают ягоды рябины. Их пищеварительный тракт не портит семечки растения. Птицы разносят семена в своем организме, летая на далекие расстояния. Рябина распространяется.
Рак-отшельник и актиния
Интересный пример протокооперации. 2 беспозвоночных животных, сильно отличающиеся по строению, оказываются друг для друга помощниками. Полип прикреплен к раку. Питается остатками с его стола. Перемещается на нем, не имея возможности передвигаться самостоятельно. Получает новые территории для охоты. Рак-отшельник же имеет дополнительную защиту от хищников. Потому что актиния обладает щупальцами с ядовитыми стрекательными клетками. Полип маскирует рака под субстрат. Часто после смены раковины рак-отшельник сам прикрепляет актинию себе на спину. Взаимоотношения рака-отшельника и актинии удивляют наблюдателей.
Злаковые травы и бобовые растения
Сотрудничество выгодно для злаковых растений, так как бобовые обеспечивают их доступным азотом. Стебли гороха же, например, цепляются за более крепкие и прямые соломинки злаков, получая при этом больший доступ к свету.
Грибы и некоторые высшие растения
Здесь можно привести много примеров протокооперации. Некоторые растения нуждаются в грибнице для обеспечения качественной жизни. Грибы-симбионты оплетают корни растений, внедряются в них. Однако высшее растение не страдает от этого. Напротив, например, молодым сосенкам необходим мицелий для хорошего роста и развития. Они получают от гриба микро- и макроэлементы. Саженцы могут и обойтись без грибов-симбионтов, но не будут такими крепкими и высокими. Грибы-симбионты получают от высших растений углеводы, углекислый газ, а также в некотором количестве кислород.
Мицелий симбионта может какое-то время жить без высшего растения, но плодовые тела, которые мы называем «грибы», образовываться не будут. Без микоризы (mykes – гриб, rhiza – корень) не получится белых грибов, сыроежек, мухоморов. То есть их невозможно вырастить в искусственных условиях, им требуется древесная порода.
Между грибами и семенами орхидей также наблюдается пример протокооперации. Семена очень малы, не имеют питательных веществ для прорастания. Только при наличии гриба-симбионта они становятся ростками. Гифы гриба дают им необходимые питательные вещества. Долгое время ростки питаются с помощью грибных симбионтов. Молодая орхидея имеет вокруг себя много грибов. Когда растению симбионт становится ненужным, гриб погибает. Но перед этим успевает образовать множество спор. Они легкие, разносятся ветром на далекие расстояния и вступают в симбиотические отношения с новыми семенами и молодыми орхидеями.
Грибокорень – так называется сросшаяся грибница с корнем высшего растения. Сам симбиоз – микориза.
Таким образом, мы видим, как сложно устроена экосистема. Животные и растения постоянно контактируют друг с другом внутри популяции и на межвидовом уровне. При этом каждый старается выжить, остаться здоровым и быть сытым. Полезное соседство часто возникает неожиданно. От вредного влияния не всегда получается избавиться. Биотоп богат как животными и растительными видами, так грибами и микроорганизмами. Разнообразные формы жизни соседствуют на одной территории и постоянно взаимодействуют.
Примеры нахлебничества в природе
Живые существа в природе реагируют друг на друга и вступают во взаимоотношения разными способами. Одним из таких типов общения между двумя организмами является комменсализм или нахлебничество. Примеры таких отношений в природе встречаются довольно часто. Рассмотрим наиболее яркие из них.
Определение нахлебничества (комменсализма)
Отношения, сформированные между организмами, которые взаимодействуют в природе, могут носить симбиотический характер. Один тип симбиоза называется нахлебничеством, где один организм извлекает выгоду из отношений, в то время как другие виды не получают ни преимуществ, ни вреда. Всего выделяют четыре направления получения выгоды:
- Питание.
- Жилье.
- Транспортировка.
- Рассеивание семян.
Типы комменсализма
Большинство экспертов в области экологии группируют комменсальные отношения по следующим типам:
- Химический комменсализм чаще всего наблюдается между двумя видами бактерий, один из которых питается химическими веществами или отходами другого.
- Инквилинизм — одно животное использует тело или полость тела другого организма в качестве убежища или жилого пространства.
- Энтойкия - это форма комменсализма, которая возникает, когда один вид непреднамеренно создает дом внутри полости другого, но имеет выход во внешнюю среду.
- Форезия происходит, когда один организм прикрепляется к другому организму с целью транспортировки.
- Синойкия (квартирантство) возникает, когда одно живое существо использует другое существо или его жилище в качестве своего дома.
Примеры нахлебничества
Комменсализм - это научный термин, который характеризует отношениям между двумя живыми существами из разных видов, при котором один из организмов извлекает для себя пользу, в то время как другому, как говорится, ни жарко ни холодно. Часто комменсализм происходит между большим животным и тем, которое поменьше. Вот некоторые примеры нахлебничества:
- Некоторые ракушки не могут самостоятельно передвигаться и прикрепляются к определенным обитателям морской стихии, таким как киты. Первые выигрывают тем, что получают возможность транспортировки по всему океану. Вторые от этой связи не получают ни выгоды, ни вреда.
- Белая цапля следует за стадами крупного рогатого скота и питается насекомыми, которые тех преследут.
- Бабочка монарх извлекает ядовитое химическое вещество из растения молочай и хранит его в своем теле для защиты от хищников.
- Рыба ремора и акула являются хорошим примером комменсализма.
Термин "комменсализм"
Комменсализм является научным термином для понятия нахлебничества. По времени этот тип взаимоотношений может быть достаточно коротким, а може иметь вид пожизненного симбиоза. Этот термин был придуман в 1876 году бельгийским палеонтологом и зоологом Пьером-Жозефом ван Бенеденом, который первоначально применил это слово, чтобы описать деятельность сопровождающих животных, которые следовали за хищниками, чтобы доедать их добычу. Слово "комменсализм" происходит от латинского слова commensalis, что означает «разделение, за одним столом» (com - вместе, mensa - трапеза).
Примеры нахлебничества встречаются очень часто. Лесные лягушки используют растения в качестве защиты. Шакалы, исключенные из стаи, будут следовать за тигром, чтобы завладеть остатками его трапезы. Маленькие рыбки живут на других морских животных, меняя цвет, чтобы сливаться с хозяином, тем самым получая защиту от хищников.
Лопух производит колючие семена, которые цепляются за шерсть животных или одежду людей. Растения полагаются на этот метод рассеивания семян для размножения, в то время как животные не подвергаются никакому влиянию.
Нахлебничество: примеры животных и растений
Часто один организм использует другой для постоянного жилья. Примером является птица, которая живет в дупле дерева. Иногда эпифитные растения, растущие на деревьях, не приносят вреда сожителю, в то время как другие могут быть настоящими паразитами и негативно влиять на дерево, забирая у него питательные вещества.
Также комменсалистическими отношениями являются те, при которых один организм образует среду обитания для другого. Примером нахлебничества в этом случае является рак-отшельник - здесь для защиты используется оболочка из мертвого гастропода. Другим примером могут быть личинки, живущие на мертвом организме.
Животное прикрепляется к другому для транспортировки. Этот тип комменсализма чаще всего встречается у членистоногих, таких как клещи, обитающие на насекомых. Другие примеры включают анемонную привязанность к раковинам рака-отшельника, псевдоскорпионов, живущих на млекопитающих, и многоножек, путешествующих по птицам.
Комменсальные организмы могут образовывать сообщества внутри организма-хозяина. Примером такого нахлебничества может служить бактериальная флора, обнаруженная на коже человека. Ученые спорят о том, является ли микробиота действительно типом комменсализма. Например, в случае флоры кожи есть свидетельства того, что бактерии придают некоторую защиту хозяину (что было бы взаимностью).
Домашние животные и комменсализм
Собаки, кошки и другие животные, похоже, также состоят в комменсальных отношениях с людьми. Считается, что предки собак следовали за охотниками, чтобы съедать остатки туш. Со временем "сотрудничество" стало обоюдным, когда люди также воспользовались отношениями, чтобы получать защиту от других хищников и помощь в отслеживании добычи.
Морские "нахлебники"
Примеры нахлебничества в природе - это отношения между индивидуумами двух видов, в которых один вид получает пищу или другие выгоды от другого, не причиняя ему вреда или не принося пользу последнему. Рыба-пилот плавает рядом с белой акулой. Благодаря плоской овальной сосательной дисковой структуре на вершине головы, рыба ремора прилипает к телу своего хозяина. Обе эти рыбки-нахлебники питаются остатками еды своих хозяев. Одним из наиболее известных примеров комменсализма в океане является взаимосвязь, существующая между клонами и морскими анемонами.
Примеры нахлебничества в биологии наглядно показывают симбиотическую связь между организмами, которая для одного из них является выгодной, а для другого - нейтральна. Многие случаи комменсализма окружены противоречиями, так как всегда существует вероятность того, что комменсальный хозяин также получает выгоду или ему причиняется вред пока неизвестным науке способом.
Отношения такого типа имеют большое значение в природе, так как они способствуют более тесному сотрудничеству видов, более эффективному освоению пространства и обогащению разнообразия пищевых ресурсов.
fb.ru
РАСТЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМОВ - это... Что такое РАСТЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМОВ?
СИСТЕМАТИКА И ЕЕ ЗАДАЧИ
Классификацией организмов и выяснением их эволюционных взаимоотношений занимается особая ветвь биологии, называемая систематикой. Некоторые биологи называют систематику наукой о многообразии (многообразии организмов). В самом деле, если бы органический мир был представлен совершенно одинаковыми существами, то не было бы предмета для систематики, ибо не было бы разнообразия. В действительности мир живых существ удивительно разнообразен и, по самым скромным подсчетам, насчитывает более 1 млн. видов животных (по мнению некоторых зоологов, даже значительно больше 2 млн.) и, по-видимому, не менее 350 тыс. видов растений (некоторые ботаники доводят эту цифру до полмиллиона). Изучить все это многообразие организмов призвана систематика, занимающая в силу этого совершенно особое положение в системе биологических наук. Ее основной задачей продолжает оставаться классификация этого многообразия, т. е. создание определенной упорядоченной его системы. Еще Линней писал: «Ариадниной нитью ботаники является система. Без нее — хаос».
Первоначально перед систематикой стояла лишь задача создания удобной для обозрения и пользования классификации, которая носила совершенно искусственный характер. Искусственность классификации выражалась в том, что она основывалась на небольшом количестве произвольно взятых признаков. В результате этого растения и животные подразделялись на группы, в которых оказывались вместе совершенно не родственные между собой организмы. Наивысшего своего развития искусственная систематика достигла в XVIII в., когда была разработана весьма удобная в практическом отношении система (система Линнея). Система эта давала возможность быстро определить названия растений и легко найти в ней место для новых видов и родов.
С развитием морфологии растений искусственная систематика растений уступила свое место «естественной», основанной на совокупности признаков. Первая «естественная система» была создана в 1789 г. Однако «естественная систематика» не была еще естественной в современном смысле, так как она не была еще эволюционной. Авторы естественных систем продолжали верить в постоянство видов. В естественных системах растения объединялись на основании «сродства», или «родства», под которым понималось, однако, не родство по происхождению, а лишь внешнее и часто поверхностное сходство. В естественных системах соединяются такие растения, которые обнаруживают наибольшее внешнее сходство между собой. В результате естественная систематика часто объединяла аналогичные эволюционные стадии или сходные верхушки разных филогенетических ветвей, т. е. она строила свои рубежи поперек течения эволюции. Тем не менее многие построения естественной систематики предвосхитили выводы эволюционной систематики.
После торжества эволюционной идеи в биологии естественная систематика стала постепенно уступать свое место эволюционной, или филогенетической, систематике. Начался новый этап в ее развитии. Употреблявшийся и ранее термин «родство» получил новое значение, и перед систематикой возникли новые цели. Основной задачей систематики является теперь построение такой системы классификации, которая отражала бы родственные, т. е. эволюцион-* ные, взаимоотношения между организмами.
Современная систематика развивается в тесной связи с другими биологическими науками и широко пользуется как их фактическим Материалом и идеями, так и методами исследования, в том числе экспериментальными.
ТАКСОНОМИЧЕСКИЕ КАТЕГОРИИ
Систематика выработала свою систему понятий и символов, свой язык, служащий для классификации организмов. Любая система классификации является неизбежно системой иерархически соподчиненных единиц. Такая система взаимоподчиненных групп является единственным логически возможным средством расположения организмов в определенной упорядоченной системе. Поэтому каждая система классификации независимо от того, является она искусственной, естественной или эволюционной, подразделяется на определенные, соподчиненные друг другу систематические категории, или единицы. Таковы вид, род, семейство, порядок и т. д. Для обозначения систематических единиц любого ранга на Международном ботаническом конгрессе в 1950 г. был принят термин «таксон» (ед. ч. taxon, мн. ч. taxa).
Все растительное царство, представляющее собой таксон высшей категории, охватывается системой таксонов, расположенных в порядке иерархии. Благодаря этому систематические категории выполняют свою функцию сведения существующего в природе многообразия форм в стройную систему. Но они могут выполнить эту функцию лишь при условии, чтобы классификация была достаточно удобной. Это требование удобства, бывшее руководящим принципом при построении искусственных систем классификации, отнюдь не утратило своего значения и в построениях эволюционной систематики. Но в то время как искусственная систематика преследовала исключительно практические цели, пытаясь создать порядок из беспорядка, задача эволюционной систематики гораздо сложнее: она должна стремиться к созданию такой системы' классификации, которая отражала бы отношения, объективно существующие в природе, но таким образом, чтобы классификация была достаточно практичной. Для этого она должна пользоваться некоторым оптимальным числом соподчиненных систематических категорий, которое не должно быть ни слишком большим, ни слишком малым. Это количество систематических категорий бо лее или менее определилось, и большинство их общепринято.
Как гласит статья 2 Международного кодекса ботанической номенклатуры, «каждое растение рассматривается как принадлежащее к ряду таксонов последовательно соподчиненных рангов, среди которых основным является ранг вида (species)*. Вид представляет собой важнейшую таксономическую категорию не только для систематики, но и для всей биологии вообще. Каждое растение, с которым имеет дело исследователь, должно быть определено с точностью до вида, а во многих случаях даже точнее. Не меньшая точность требуется при хозяйственном или медицинском использовании растений, например в лесном хозяйстве и при сборе лекарственных растений. К сожалению, вид, как, впрочем, и все другие таксономические категории, с трудом поддается сколько-нибудь точному логическому определению. Очень трудно, в частности, дать такое определение вида, которое одинаково хорошо подходило как к растениям, размножающимся половым путем, так и к растениям, размножающимся бесполым путем. В одном случае вид представляет собой систему популяций, а в другом случае он есть система клонов. Но в обоих случаях вид характеризуется некоторой целостностью и определенной биологической обособленностью от других видов. Целостность видов выражается в том, что входящие в их состав клоны или популяции связаны между собой переходами. Как бы ни была велика внутривидовая изменчивость и как бы резко не различались крайние формы, при наличии достаточного материала всегда можно расположить представителей вида таким образом, что они составят непрерывный ряд форм. Обособленность же вида заключена в том, что даже группа близких видов представляет собой прерывистый, дискретный комплекс, где, как правило, нет переходных форм.
Виды различаются также условиями их существования, а в случае видов, размножающихся половым путем, также барьерами изоляции, препятствующими скрещиванию. Поэтому если внутри такого вида скрещивания происходят обычно свободно, то между видами они обычно затруднены или полностью отсутствуют.
Каждый вид относится к какому-нибудь роду (ед. ч. genus, мн. ч. genera). Род представляет собой собирательную таксономическую категорию, состоящую из видов, тесно связанных между собой родственными отношениями. Хотя род представляет собой дискретный комплекс видов, эта дискретность не столь велика, чтобы затемнить родовую общность. В то же время роды отделены друг от друга явно выраженным разрывом. Если бы степень различий между видами была совершенно одинакова, т. е. если бы можно было изобразить виды в виде точек, находящихся на одинаковых расстояниях друг от друга, то систематик не имел бы возможности объединить их в различные роды. В действительности эти точки образуют определенные сгущения, внутри которых филогенетические связи теснее, чем связи между разными сгущениями. Такие сгущения и будут соответствовать таксономическому понятию рода. Другими словами, род, как и вид, соответствует отношениям, реально существующим в природе. Считается, что разрывы между родами должны быть обратно пропорциональны их размерам. Род может состоять иэ многих видов (политипные роды), нескольких видов (олиготипные роды) или только из одного вида (монотипные роды). Род может делиться, в свою очередь, на подроды, а последние могут состоять из секций.
Категория рода отличается от всех прочих категорий более высокого ранга тем, что его название входит в названия всех относящихся к нему видов. Название вида представляет собой бинарную, или, точнее, биноминальную, комбинацию, состоящую из двух слов (биномен) — названия рода в сопровождении видового эпитета. Если название рода употребляется без видового эпитета, то это обычно означает, что имеется в виду род в целом, примеры: Rosa (роза или шиповник), Salix (ива), Triticum (пшеница). Если речь идет о данном конкретном виде, то после названия рода ставится видовой эпитет, примеры: Rosa canina (роза собачья), Salix саргеа (ива козья), Triticum aestivum (пшеница мягкая). Эти два слова— родовое название и видовой эпитет—несут различные и в то же время взаимно дополняющие функции: в то время как родовое название указывает на существование группы родственных видов, видовой эпитет указывает на самостоятельность и особенность (специфичность) данного вида.
Подобно тому как родственные виды объединяются в роды, родственные роды объединяются в семейства (ед. ч. familia, мн. ч. familiae).
Семейство определяют как систематическую категорию, включающую один род или группу родов, имеющих общее происхождение и отделенных от других семейств ясно выраженным разрывом. Предполагается, что величина разрыва должна быть обратно пропорциональна величине семейства. Категория семейства является наименьшей среди высших таксономических категорий, но в то же время и наиболее употребительной, а в практическом отношении наиболее важной из них. Название семейства образуется путем присоединения суффикса -асеае к основе названия одного из входящих в него родов, например: Lycopodiaceae (плауновые) от Lycopodium, Ranunculaceae (лютиковые) от Ranunculus, Salicaceae (ивовые) от Salix.
Высшими таксономическими категориями являются порядок, класс, отдел и царство. Разрывы между высшими категориями, подобно разрывам между родами и семействами, должны быть обратно пропорциональны размерам групп. Но так как степени разрыва между высшими категориями определить еще труднее, чем между низшими, то, чем выше таксономическая категория, тем, вообще говоря, менее объективный характер носит ее установление. Относительно наиболее объективный характер носит установление видов.
Порядок (ед. ч. ordo, мн. ч. ordines) является одной из важнейших таксономических категорий в иерархическом ряду рангов. Благодаря порядкам можно сгруппировать семейства в определенной, упорядоченной системе. Порядки объединяют одно или несколько филогенетически тесно связанных семейств, что делает всю систему более обозримой и легче запоминаемой. Благодаря наблюдающейся в настоящее время тенденции к дроблению семейств на более мелкие таксономическое значение категории порядка возрастает. Резко возросло число семейств моховидных, папоротников, хвойных и, особенно, цветковых растений. В.сущности, многие современные порядки соответствуют по объему семействам прошлого столетия. Без категории порядка многочисленные семейства, особенно у цветковых растений, были бы практически чрезвычайно трудно обозримы. Название порядка происходит от названия одного из его семейств и несет окончание -ales. Для цветковых растений, число порядков которых также в последнее время сильно возросло, иногда употребляется еще категория надпорядка, объединяющая группу родственных порядков. Многие из этих надпорядков соответствуют порядкам старых авторов.
Следующей категорией в нашей таксономической иерархии является класс (ед. ч. classis, мн. ч. classes). Классы различаются между собой значительно более резко, чем порядки. Число классов поэтому небольшое. На'звания классов лучше всего производить от родового названия, желательно от такого, от которого производится название одного из порядков. Для высших растений наиболее принятым окончанием для названий классов является -opsida, для водорослей (включая цианеи) -phyceae, а для грибов -mycetes. Крупные и достаточно дифференцированные классы могут подразделяться на подклассы.
Классы объединяются в отделы (divisionis), которые различаются между собой наиболее фундаментальными особенностями, касающимися основных особенностей их организации и развития. Отделы соответствуют главным ветвям филогенетического древа растительного мира. Число отделов невелико. В то время как число видов растений исчисляется сотня ми тысяч, число родов — десятками тысяч, число семейств — сотнями, число классов — десятками, число отделов гораздо меньше. Названия отделов водорослей и высших растений оканчиваются на -phyta, а грибов — на -mycota. Отделами являются, например, Chlorophyta (зеленые водоросли), Phaeophyta (бурые водоросли), Bryophyta (моховидные), Lycopodiophyta (плауновидные) и пр. Низшие растения объединяются в подцарство Thallobionta, а высшие — в подцарство Embryobionta (иногда их называют Cormobionta или Telomobionta). Высшей таксономической категорией является царство. Растительное царство было названо Линнеем Vegetabilia (иногда его называют Plantae). (Чаще низшие растения называют Thallophyta, а высшие — Cormophyta, но совпадение окончаний в названиях отделов и подцарств нежелательно.)
ЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМАТИКИ
Еще сравнительно недавно среди многих, если не большей части, биологов было распространено мнение о систематике как о «старомодной», отсталой науке, которая нужна главным образом для чисто служебной, а потому второстепенной функции определения и хранения музейных коллекций. Исторически это мнение о систематике восходит еще к прошлому веку, когда систематика не достигла достаточно высокого развития, а эволюционные идеи только начинали проникать в нее. Но современную систематику уже больше нельзя рассматривать как чисто описательную науку, занятую простой каталогизацией фактов. В настоящее время систематика развивается в тесной связи с другими биологическими науками, особенно с эволюционной морфологией (включая эмбриологию и гистологию), цитологией, генетикой, биохимией, экологией и биогеографией, все шире пользуется количественными методами обработки материала и автоматизированными системами хранения и поиска информации. Более того, она суммирует и синтезирует многие результаты других биологических дисциплин и, таким образом, объединяет огромное разнообразие знаний. Этот синтез достигается в эволюционной системе организмов па всех таксономических уровнях, начиная от видового уровня и кончая уровнем царств. Поэтому систематика есть одновременно и фундамент и венец биологии, ее начало и конец.
Без систематики мы никогда не поймем жизни в ее изумительном разнообразии, возникшем в результате долгой эволюции. В связи с этим уместно повторить слова известного зоолога Э. Майра, который говорит, что «систематика есть одна из самых важных и необходимых, одна из самых активных и волнующих и одна из самых благодарных ветвей биологической науки. Я не знаю ни одного другого предмета, который учил бы нас большему о мире, в котором мы живем».
Значение систематики как фундаментальной и одновременно синтетической науки начинает сознаваться все более широкими кругами биологов и даже представителями других наук, особенно связанных с изучением экосистем. В наши дни трудно представить серьезное исследование экосистем без солидной систематической базы. Эта тесная связь экологических и систематических исследований все чаще подчеркивается в современной экологической литературе. Особенно важна для экологии внутривидовая систематика. Не менее важно значение систематики для теории эволюции, биогеографии, палеонтологии, само существование которых немыслимо без систематики, а также для генетики, сравнительной и эволюционной биохимии, физиологии, анатомии и морфологии. Из недр систематики выросла популяционная генетика, и не случайно ее создатель С. С. Четвериков был первоначально систематиком—специалистом по чешуекрылым. С другой стороны, представители молекулярной биологии все глубже проникаются идеей необходимости знания филогении организмов для понимания эволюции макромолекул. Становится все более очевидным, что значение систематики выходит далеко за рамки ее чисто служебной функции — точного определения биологических объектов, подлежащих изучению или практическому использованию.
В связи с усовершенствованием методов систематики за последнее время еще более возросло чисто прикладное ее значение в сельском и лесном хозяйстве, в защите растений, в ветеринарии и медицине, в разработке научных основ разумного использования природных ресурсов и особенно в охране наиболее интересных и ценных, редких и исчезающих видов организмов. Нельзя не упомянуть также культурное значение систематики, глубокое интеллектуальное и эстетическое наслаждение, которое она способна доставить не только профессионалу, но и многочисленным любителям живой природы.
МЕТОДЫ СИСТЕМАТИКИ
Систематик имеет дело прежде всего со структурами, т. е. с морфологией в широком смысле этого слова (включая изучение ультраструктур). Поэтому для нее первостепенное значение имеют орудия и методы сравнительного изучения формы и внутреннего строения (анатомии) как ныне живущих, так и вымерших растений. Широко известно, какое значение для систематики имеет микроскопическая техника, применение которой позволяет использовать данные о строении тончайших деталей внешней и внутренней морфологии организмов. В последние десятилетия особое значение для систематики приобрели данные сравнительной цитологии, причем строение не только хромосом, но и других клеточных структур. Данные сравнительной цитологии используются на всех таксономических уровнях и для решения самых разных систематических задач. Особенно большое значение они приобретают для построения общей системы организмов. Наблюдается определенная тенденция к расширению и углублению этих исследований, особенно в связи с расцветом электронной микроскопии. Применение электронного микроскопа позволяет еще более широко использовать для систематики данные морфологии спор и пыльцевых зерен, чем это было возможно раньше, когда исследователи пользовались только световым микроскопом.
Благодаря развитию электронной микроскопии возникла возможность изучения таких субмикроскопических структур (ультраструктур), о которых нельзя было мечтать в эпоху светового микроскопа. Нет сомнений, что уже в ближайшие годы электронный микроскоп станет одним из основных инструментов, используемых систематиком.
В систематику все шире внедряются генетические и экологические методы, и для решения многих вопросов систематику все чаще приходится экспериментировать — выращивать близкие виды в сходных условиях среды, скрещивать их между собой и пр.
Исключительно большое значение приобретает применение методов сравнительной биохимии растений. Для систематики имеет определенное значение изучение таких вторичных продуктов обмена веществ, как алкалоиды, флавопоиды, гликозиды, терпепоиды и пр. Но гораздо важнее для систематики сравнительное изучение первичной структуры белков, т. е. изучение порядка чередования аминокислот в белковой молекуле. Сравнительное изучение аминокислотной последовательности в белковых молекулах открывает широкие возможности перед систематикой. Очень перспективным направлением является также сравнительное изучение первичной структуры самого генетического материала, т. е. нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Изучение нуклеиновых кислот служит одним из наиболее прямых и объективных методов установления степени родства между систематическими группами. Для этого используется как определение нуклеотидного состава (нуклеотидной последовательности) ДНК, так и еще более перспективный метод искусственной «гибридизации ДНК» in vitro, выделенных из разных организмов.
Как для построения классификации растений, так и для более удобного и быстрого пользования уже разработанной классификации постоянно прибегают к музейным коллекциям, каталогам, индексам, перфокартам и пр. Однако с быстрым ростом объема информации возникает острая необходимость в автоматизации. Поэтому для целей систематики постепенно создаются современные информационные системы. В наше время — время бурного развития молекулярной биологии и комплексного изучения экосистем — особенно остро стоит проблема разработки и внедрения автоматизированной информационной системы с использованием новейших методов обработки данных. Как известно, подготовка любой систематической монографии, определителя или «флоры», кроме интеллектуальной, творческой работы, включает большой объем часто весьма утомительной, технической работы, которая занимает не менее двух третей всего времени. Автоматизация этой рутинной процедуры освобождает время для подлинно творческой работы.
ЧЕТЫРЕ ЦАРСТВА ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА
Филогенетическая систематика разрабатывается на всех таксономических уровнях, от видового и подвидового до уровня высших таксономических единиц — классов, отделов (типов) и царств. В этой заключительной части главы мы остановимся на макросистеме живых существ, т. е. на самых высших их таксономических единицах — царствах и подцарствах. Вопрос этот чрезвычайно важен для всей биологии в целом и особенно для ботаники в связи с вопросом о систематическом положении бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов.
Со времен Аристотеля биологи делят весь органический мир на растения и животных, получивших в системе Линнея латинские названия Vegetabilia и Animalia. Это традиционное деление сохранилось до наших дней и вошло почти во все учебные пособия по биологии. Между тем уже давно чувствовались недостатки такого деления, которые полностью обнаружились лишь в последние десятилетия.
Бактерии и сине-зеленые водоросли (цианеи) — две филогенетически родственные группы — резко отличаются от всех остальных живых существ (в том числе от грибов) отсутствием истинного ядра и тем, что ДНК лежит в их клетке свободно, погруженная в так называемую нуклеоплазму, которая не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. У них нет также митохондрий и сложных жгутиков. Жгутики у них (когда они имеются) устроены проще и имеют принципиально иное строение, чем у остальных организмов; их клеточная стенка состоит из гетерополимерного вещества муреина, которое не было обнаружено ни у одной другой группы организмов. Эти организмы называют прокариотами (Ргосагуоta — доядерные). У всех остальных организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных, имеется настоящее ядро, окруженное ядерной мембраной и тем самым резко отграниченное от цитоплазмы. Такие организмы называют эукариотами (Eucaryota — ядерные). Кроме ясно дифференцированного ядра и цитоплазмы, у них имеются также митохондрии, а у многих также пластиды и сложные жгутики. Постепенно стало выясняться, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более глубокие и фундаментальные, чем, например, различия между высшими животными и высшими растениями (те и другие—эукариоты).
Таким образом, в системе организмов прокариоты образуют глубоко своеобразную и резко обособленную группу, которой часто придают ранг царства или даже надцарства. Это деление органического мира на прокариотов и эукариотов мало у кого вызывает возра жения, и разногласия в этом вопросе могут касаться лишь таксономического ранга этих двух групп, что уже менее существенно. Гораздо сложнее обстоит дело с таксономическим подразделением эукариотов.
Эукариотов чаще всего делят на два царства — животных и растений. С царством животных дело обстоит сравнительно просто, если не считать вопроса о положении отдельных групп жгутиконосцев, в том числе эвгленовых, которых некоторые зоологи продолжают по традиции относить к простейшим животным. Гораздо сложнее обстоит дело с царством растений. Мы уже видели, что из царства растений должны быть исключены все прокариоты, в том числе цианеи (сине-зеленые водоросли), что теперь редко у кого вызывает возражения. Более спорно положение грибов в системе организмов. Хотя в учебниках ботаники грибы все еще относятся по традиции к растениям, еще в первой половине прошлого столетия известный миколог Е. Фриз (микология — наука о грибах) предложил выделить их в отдельное самостоятельное царство грибов, что впоследствии было принято целым рядом крупных ботаников и специалистов-микологов. В настоящее время большинство микологов считает, что происхождение грибов от какой бы то ни было группы растений чрезвычайно мало вероятно. Гораздо более вероятным признается происхождение грибов от исконно гетеротрофных, амебоидных двужгутиковых простейших, о чем писал еще в 1884 г. профессор Петербургского университета X. Гоби. Близость грибов к животным подтверждается современной биохимией: они обнаруживают сходство по многим чертам азотного обмена, первичной структуре цитохромов (железосодержащих протеидов, попеременно окисляющихся и восстанавливающихся в процессе клеточного дыхания) и транспортных РНК.
Таким образом, мы приходим к выводу, что органический мир состоит из четырех царств, что теперь признается уже многими. Некоторыми современными авторами выделяется еще пятое царство, которое они вслед за Э. Геккелем называют протистами (Protista). Сюда они включают низшие эукариотные организмы — простейшие животные, водоросли и примитивные низшие грибы. Но выделение царства протистов вызывает справедливые возражения многих биологов, поскольку это лишь затрудняет классификацию и создает новые проблемы.
Различия между надцарствами прокариотных и эукариотных организмов и их подразделениями (царствами и подцарствами) показаны на следующей синоптической (обзорной) таблице.
СИНОПТИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ВЫСШИХ ТАКСОНОВ
А. Надцарство Доядерные организмы (Ргоcaryota).
Настоящее ядро с ядерной мембраной отсутствует, и генетический материал сосредоточен в так называемом нуклеоиде. ДНК образует одну-единственную нить, замкнутую в кольцо (эта нить, называемая генофором, не является еще настоящей хромосомой, которая устроена гораздо сложнее). Типичного полового процесса нет, но обмен генетическим материалом иногда осуществляется во время других процессов, называемых парасексуальными. Центриоли и митотическое веретено отсутствуют, и деление клетки амитотическое. Лишены пластид и митохондрий. Опорным каркасом клеточной стенки служит глюкопептид муреин. Жгутиков нет, или они относительно простые. Многие представители могут фиксировать молекулярный азот. Облигатные и факультативные анаэробы и аэробы. Питание путем всасывания питательных веществ через клеточную стенку, т. е. абсорбтивное (сапротрофное или паразитное) или же автотрофное. Пищевые вакуоли отсутствуют, но нередко имеются газовые вакуоли.
Царство Дробянки (Mychota).Сюда входит одно царство — Дробянки (Mychota). Название Mychota происходит от слова «михи», обозначающего однородные комочки хроматина, неспособного к митозу. Многие авторы употребляют малоудачное название Моnеrа, предложенное еще Э. Геккелем для якобы безъядерного «рода» Protamoeba, который оказался всего лишь безъядерным фрагментом обыкновенной амебы.
Подцарство Бактерии (Bacteriobionta). Питание гетеротрофное или автотрофное. Хлорофилл, когда он присутствует, представлен бактериохлорофиллами. Фикоциапин и фикоэритрин отсутствуют. При фотосинтезе не происходит выделения молекулярного кислорода. Часто имеются простые жгутики. Сюда входят бактерии (включая актиномицеты, риккетсии и хламидии), микоплазмы и, возможно, вирусы.
Подцарство Цианеи, или Сине-зеленые водоросли (Cyanobionta). Питание автотрофное (фотосинтетическое). Хлорофилл представлен хлорофиллом а. В качестве дополнительных фотосинтезирующих пигментов присутствуют фикоцианин и фикоэритрин, принадлежащие к группе так называемых билипротеинов. При фотосинтезе происходит выделение молекулярного кислорода. Жгутики отсутствуют. Сюда входят цианеи (сине-зеленые водоросли).
Б. Надцарство Ядерные организмы (Eucaryota).
Организмы с настоящим ядром, окруженным ядерной мембраной. Генетический материал ядра заключен в хромосомах — очень сложных образованиях, состоящих из нитей ДНК и белков. Есть типичный половой процесс (с чередующимся слияйием ядер и редукционным делением), иногда апомиксис (размножение без оплодотворения, но при наличии половых органов, как, например, партеногенез). Имеются центриоли и митотическое веретено, деление клетки митотическое. Имеются пластиды, митохондрии и хорошо развитая эндоплазматическая мембранная система. Жгутики или реснички, когда они имеются, сложного строения, состоящие из 9 парных (или тройных) трубчатых фибрилл, расположенных по периферии чехла, и 2 одиночных центральных, также трубчатых, фибрилл. Не могут фиксировать атмосферный азот. Аэробы или редко вторичные анаэробы. Питание абсорбтивное (путем всасывания через клеточную стенку), автотрофное или так называемое голозойное, когда пища заглатывается и переваривается внутри организма. Имеются пищевые вакуоли. Сюда входят три царства — животные (Animalia), грибы (Mycetalia) и растения (Vegetabilia).
В отличие от растений животные и грибы представляют собой гетеротрофные, притом первично гетеротрофные организмы. (Среди растений также встречаются гетеротрофные формы, но во всех случаях гетеротрофность у них вторичная.) Снаружи от плазматической мембраны их клеток нет дополнительной плотной клеточной стенки или она состоит из хитина, редко из целлюлозы. Запасные углеводы обычно в форме гликогена (животного крахмала).
1. Царство Животные (Animalia). Плотная клеточная стенка обычно отсутствует. Питание преимущественно голозойное, с проглатыванием пищи внутрь животного, но у некоторых представителей оно абсорбтивное. Размножение и расселение без помощи спор (за исключением некоторых простейших из класса Sporozoa). Активно подвижные организмы, иногда прикрепленные (вторичные формы).
2. Царство Грибы (Mycetalia, Fungi, или Mycota). Плотная клеточная стенка ясно выраженпая (обычно содержит хитин, редко целлюлозная), реже в виде мембраны. Питание обычно абсорбтивное, редко голозойное. Размножение и расселение при помощи спор. Обычно прикрепленные организмы с неограниченным ростом.
Подцарство Низшие грибы (Myxobionta). Вегетативная фаза состоит из плазмодия (многоядерной голой подвижной протоплазматической массы, лишенной клеточных стенок) или. псевдоплазмодия (агрегата голых одноядерных амебоидных клеток, сохраняющих свою индивидуальность). Способны как к голозойному, так и абсорбтивному питанию. Жгутиконосные клетки, когда они имеются, обычно несут два неодинаковых по длине жгутика. Споры в спорангии (вместилище спор) обычно многочисленные. Включает отдел Слизевые грибы (Myxomycota).
Подцарство Высшие грибы (Mycobionta). Плазмодий или псевдоплаэмодий отсутствует. Вегетативная фаза состоит из нитей (гиф) или клеток с ясно выраженной клеточной стенкой. Питание только абсорбтивное. Жгутиконосные клетки, когда они имеются, с одним или двумя жгутиками, цричем двужгутиковые формы всегда с одним бичевидным и одним перистым жгутиком. Включает отдел Настоящие грибы (Eumycota).
3. Царство Растения (Vegetabilia, или Plantae). Автотрофные организмы или иногда вторичные гетеротрофы. Клетки с плотной стенкой, состоящей обычпо из целлюлозы, редко из хитина. Запасные вещества откладываются в форме крахмала.
Подцарство Багрянки (Rhodobionta). Растения с хлорофиллом а и иногда также с хлорофиллом d, но без хлорофиллов бис. Жгутики отсутствуют. Центриоли отсутствуют или внутриядерные. Имеются дополнительные фотосинтезирующие пигменты — фикоцианин и фикоэритрин (сходство с цианеями). Основными запасными веществами являются хлоридозид (состоит из одной молекулы галактозы и одной молекулы глицерина) и особый крахмал багрянок.
Все остальные растения с хлорофиллом а и с или а и b, но без хлорофилла d. Жгутики и центриоли имеются или отсутствуют (результат редукции). Билиновые протеины обычно отсутствуют. Запасные вещества различного типа, но не бывают ни флоридозидом, ни крахмалом багрянок.
Подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta). Гаметангии (половые органы) и спорангии (органы спороношения) одноклеточные или отсутствуют. Зигота обычно не превращается в типичный многоклеточный зародыш. Растения без эпидермы и устьиц и без стелы (проводящего цилиндра).
Подцарство Высшие растения (Embryohlonta). Гаметангии и сиорангии многоклеточные или гаметангии редуцированы. Зигота превращается в типичный многоклеточный зародыш. Растения с эпидермой и устьицами и большей частью со стелой.
Деление органического мира на 4 царства, в целом достаточно обоснованное с эволюционной точки зрения, все еще не легло в основу систем классификации, принятых в справочных и учебных пособиях и учебниках. Поэтому редакция настоящего издания предпочла следовать обычному, более широкому пониманию растительного царства, с включением в него бактерий, сине-зеленых водорослей и грибов. Это, несомненно, имеет свои удобства, так как технически было бы трудно разбить все издание на три самостоятельных — «Жизнь дробянок», «Жизнь грибов» и «Жизнь растений». Однако читатель должен быть в курсе современных течений мысли, и мы сочли поэтому необходимым дать изложение одного из новейших вариантов современной общей системы организмов, иллюстрированной наглядной схемой (рис. 39).
В основу же нашего издания редакцией положена следующая схема классификации:
I. Низшие растения
1. Отдел Бактерии (Bacteriophyta).
2. Отдел Сине-зеленые водоросли, или Цианеи (Cyanophyta).
3. Отдел Пиррофитовые водоросли (Pyrrophyta).
4. Отдел Золотистые водоросли (Chrysophyta).
5. Отдел Диатомовые водоросли (Bacillariophyta).
6. Отдел Бурые водоросли (Phaeophyta).
7. Отдел Красные водоросли (Rhodophyta).
8. Отдел Желто-зеленые водоросли (Xanthophyta).
9. Отдел Эвгленовые водоросли (Euglenophyta).
10. Отдел Зеленые водоросли (Chlorophyta).
11. Отдел Харовые водоросли (Charophyta).
12. Отдел Слизевики (Myxophyta).
13. Отдел Грибы (Mycophyta).
14. Отдел Лишайники (Lichenophyta).
II. Высшие растения
1. Отдел Риниевые, или Псилофиты (Rhyniophyta).
2. Отдел Моховидные (Bryophyta).
3. Отдел Псилотовьте (Psilotophyta).
4. Отдел Плауновидные (Lycopodiophyta).
5. Отдел Хвощевидные (Equisetophyta).
6. Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta).
7. Отдел Голосеменные (Pinophyta, или Gymnospermae).
8. Отдел Цветковые, или Покрытосеменные (Magnoliophyta, или Angiospermae).
Жизнь растений: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров. 1974.
dic.academic.ru
Биологический регресс — процесс, обратный биологическому прогрессу
Биологический регресс — это эволюционное движение, при котором происходит сокращение ареала обитания; уменьшение численности особей из-за неприспособленности к среде обитания; снижение числа видов групп из-за давления других видов, исчезновение вида. Наука палеонтология доказала, что многие виды в прошлом полностью исчезли. Если при биологическом прогрессе некоторые виды развиваются и широко распространяются по всему земному шару, то при биологическом регрессе виды исчезают, не сумев приспособиться к условиям окружающей среды.
Причины биологического регресса: исчезновение способности организмов приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды.
Биологическому регрессу подвержены:
1. Организмы, ведущие паразитический образ жизни.
2. Животные, ведущие неподвижный образ жизни.
3. Животные, живущие под землей или в пещерах.
1. Примеры дегенерации организмов, перешедших к паразитическому образу жизни:
а) примеры регресса у животных: у животных-паразитов (плоские черви) редуцируются органы чувств, пищеварительная система, упрощается нервная система. Взамен этого у них развиваются различные необходимые приспособления—присоски, прицепки, способствующие удержанию в кишечнике хозяина. Самка паразитических ракообразных (усоногие — саккулина) полностью утратила признаки членистоногих. Она выполняет только одну функцию — откладывание яиц. Бычий цепень, паразитирующий в кишечнике человека 18—20 лет, производит около 11 млрд. яиц. Защищенность яйца телом хозяина обеспечивает высокую плодовитость и процветание червей;
б) примеры регресса у растений. Регресс у растений тесно связан с паразитическим образом жизни. Например, заразиха — растение-паразит, существующий на корнях подсолнечника, конопли, клевера. Стебли у нее темноватой окраски, чешуевидные листья лишены хлорофилла, поэтому с помощью присосок они внедряются в тело другого растения и высасывают их питательные вещества.
Второе растение-паразит — повилика. Встречается повсюду: вдоль дорог, в огороде. Красноватые и желтые нитевидные стебли обвивают дикие и культурные растения. У повилики редуцированы корни и листья. Вместо корней появляются специфичные органы — присоски, которыми она внедряется в стебель растения и всасывает необходимые питательные вещества (сок). Растения-паразиты прочно прикрепляются к растению-хозяину и с трудом отделяются от хозяина.
2. Примеры дегенерации у организмов, ведущих неподвижный образ жизни.
У животных, ведущих неподвижный образ жизни, орган движения действует только в период личиночной стадии, хорда редуцирована. Например, единственный представитель отдельного типа брахиата — погонофора — обитает на дне моря, ведет неподвижный образ жизни. В 1949 г. ученый-зоолог А. В. Иванов впервые нашел ее в Охотском море на глубине 4 км, она попала в сети вместе с рыбами. Удлиненное червеобразное тело животного покрывает трубка цилиндрической формы. В передней части тела имеются щупальца, которые периодически выходят из трубки наружу для дыхания. Тело состоит из трех отделов, в переднем отделе имеются щупальца (у некоторых видов их до 200—250), мозг, сердце, органы выделения. Второй отдел более крупный, третий — очень длинный. Во внутренней части отделов находятся органы дыхания, во внешней части — выросты, прикрепленные к трубке (рис. 34).
Рис. 34. Погонофора: 1—шупальца; 2— голова; 3—первый отдел тела; 4—второй отдел тела; 5—третий отдел тела; 6—чувствительные волоски; 7—задняя часть тела
У погонофоры имеются мозг и сердце, но рот и желудок редуцированы, органами дыхания являются щупальца. Из-за неподвижного образа жизни они не похожи на животных. Во внутренней части щупалец имеются длинные тонкие волоски, которые снабжены кровеносными сосудами. В воде волоски выходят из трубки, и к ним прикрепляются микроорганизмы. Когда их становится много, погонофоры затягивают волоски внутрь. Под влиянием ферментов мелкие организмы перевариваются и впитываются внутренними выростами.
Зачаточный кишечник у зародыша погонофоры доказывает наличие органов пищеварения у предков. Из-за прохождения процесса пищеварения вне организма органы пищеварения погонофор редуцировались.
Строение асцидии также упрощено в процессе эволюции из-за неподвижного образа жизни. Асцидия относится к одной из ветвей типа хордовых — оболочникам, обитающим в море (рис. 35).
Рис. 35. Асцидии
Мешковидное тело асцидии покрыто оболочкой, подошвой она прикреплена ко дну моря и ведет неподвижный образ жизни. В верхней части тела имеютсю два отверстия, через первое отверстие вода проходит в желудок, a из второго — выходит наружу. Органы дыхания — жаберные щели. Размножается откладыванием яиц. Из яйца развиваются подвижные похожие на головастиков, личинки с признаками хорды. Во взрослом состоянии асцидия прикрепляется ко дну моря, тело упрощается. Считается, что асцидия — сильно деградированное хордовое животное.
3. Примеры дегенерации животных, живущих под землей или в пещерах.
В пещерах бывшей Югославии и Южной Австрии обитает протей из класса земноводных, похожий на тритона (рис. 36).
Рис. 36. Протей
Кроме легких по обе стороны головы у него имеются внешние жабры. В воде протеи дышат жабрами, на суше — легкими. Обитатели вод и глубоких пещер, они имеют змеевидную форму, прозрачны, бесцветны, без пигментов. У взрослых особей глаза прикрывает кожа, а у личинок имеются зачаточные глаза. Таким образом, у предков асцидии были глаза, и они вели наземный образ жизни. У пещерных организмов исчезли органы зрения, пигменты, снизилась активность.
У цветковых растений, перешедших в водную среду, листовые пластинки стали узкими, нитевидными, проводящие ткани перестали развиваться. Исчезли устьица, не изменились только цветы (лютик водяной, ряска, роголистник).
Генетической основой эволюционных изменений, ведущих к упрощению уровня организации, является мутация. Например, если сохранившиеся недоразвитые органы — рудименты, альбинизм (отсутствие пигментов) и другие мутации — не исчезают в процессе эволюции, то встречаются они у всех членов данной популяции.
Таким образом, выделяют три направления в эволюции органического мира. Ароморфоз — повышение уровня организации живых организмов; идиоадаптация — приспособление живых организмов к условиям окружающей среды без принципиальной перестройки их биологической организации; дегенерация — упрощение уровня организации живых организмов, ведущее к биологическому регрессу.
Взаимосвязь между направлениями биологической эволюции. Связь между ароморфозом, идиоадаптацией и дегенерацией в эволюции органического мира неодинакова. Ароморфоз по сравнению с идиоадаптацией происходит реже, но именно он знаменует новый этап в развитии органического мира. Ароморфоз приводит к возникновению новых высокоорганизованных систематических групп, которые занимают другую среду обитания и приспосабливаются к условиям существования. Даже эволюция идет по пути идиоадаптации, иногда и дегенерации, которые обеспечивают организмам обживание новой для них среды обитания.
Биологический регресс
Биологический регресс — уменьшение численности вида, сужение ареала, снижение уровня приспособленности к условиям среды.
1.Чем отличается биологический регресс от биологического прогресса?
2. Сколько путей имеет дегенерация?
3. Приведите примеры дегенерации у животных.
4. Каковы примеры дегенерации у растений?
Как можно объяснить причины откладывания миллиардов яиц паразитическими червями (бычий цепень)?
Какое значение для паразитического червя имеет возникновение новых органов вместо редуцированных?
Как вы объясните причины исчезновения корня и листьев у повилики?
Чем и как питается повилика? Образует ли она органическое вещество?
1. Объясните причины превращения листьев заразихи в чешую.
2. Разберите примеры дегенерации погонофор, ведущих неподвижной образ жизни.
3. Как переваривается пища у погонофор, если у них нет органа пищеварения?
4. Какие вы знаете организмы, ведущие неподвижный образ жизни? Опишите их.
Где обитает протей? Объясните на примерах дегенерации. Приведите примеры дегенерации у растений, живущих в водной среде. Напишите краткий реферат об ароморфозе, идиоадаптации, дегенерации.
bioslogos.ru
Разнообразие растений | Биология
Все растения, существующие на Земле, объединяют в Царство Растения. К растениям относятся деревья (дубы, березы, ели, сны, лиственницы), кустарники (орешник, бузина, крыжовник, смородина, малина), травы (ландыши, папоротники, мхи), водоросли. Они живут и в водоемах, и на суше и очень разнообразны по величине, строению, продолжительности жизни. В настоящее время известно около 500 тысяч видов растений.
У большинства растений имеются корни и стебли с листьями, как, например, у земляники лесной, ландыша майского, хвоща полевого, или только стебли с листьями, как у торфяных мхов. Растения, имеющие корни и стебли с листьями или только стебли и листья, относят к высшим растениям.
Растения, тело которых не расчленено на органы (у них нет ни корней, ни стеблей, ни листьев), называют низшими растениями. К таким растениям относят водоросли, живущие преимущественно в воде. Водоросли бывают одноклеточными и многоклеточными.
Разнообразие растений
Одноклеточные водоросли встречаются в пресных водоемах, на коре деревьев и на сырой почве. Летом вода в прудах, лужах при сильном размножении одноклеточных водорослей бывает зеленой. О такой воде говорят, что она «цветет». Во влажную погоду зеленеют стволы деревьев, тенистые дорожки садов и парков.
Многоклеточные водоросли разнообразны в морях. Некоторые из них достигают в длину десяти и более метров. К многоклеточным водорослям относятся различные виды ламинарий; некоторые из них широко известны под названием «морская капуста».
Большинство высших растений живут на суше, закрепляясь в почве корнями. Они имеют зеленую окраску, связанную с наличием в клетках зеленых пластид. В зеленых органах растений из углекислого газа, воды и минеральных солей образуются органические вещества. Этими веществами они питаются. Избытки органических веществ откладываются в запас в корневищах, клубнях, луковицах и других органах.
Появившись из споры или семени, растение на одном и том же месте растет в течение всей жизни. Одни растения живут одно лето, например лебеда, василек синий, горох, кукуруза, огурец, помидор. Их называют однолетними. Другие растения, например репейник, морковь, капуста, растут два года. Это двулетние растения. В первый год двулетние растения растут, накапливают много органических веществ. На второй год они цветут, а после образования семян засыхают.
Большинство растений — многолетние. Достигнув определенного возраста, они образуют споры или семена в течение всей своей жизни.
Растения, за редким исключением, единственные организмы на Земле, которые используют энергию солнечных лучей для образования органических веществ из неорганических. Одновременно они обогащают воздух кислородом и уменьшают в нем количество углекислого газа. Растения задерживают ветер, смягчают жару, поддерживают полноводье рек и озер.
Человек использует растения в пищу, для кормления скота, строительства жилищ, изготовления тканей, бумаги.
blgy.ru
