MINISTERSTWO EDUKACJI FEDERACJI ROSYJSKIEJ

STANOWY UNIWERSYTET PEDAGOGICZNY SAMARA

Dział...

Test.

Różnorodność gatunków na Ziemi. Funkcje materii żywej na planecie.

wykonane:

...-roczniak

... Wydział

sprawdzony:

SAMARA 2004

PLAN

WSTĘP.

1. FUNKCJE MATERII ŻYWEJ.

WNIOSEK.

BIBLIOGRAFIA

WSTĘP.

W 1916 r., kiedy krajowy naukowiec V.I. Wernadski wprowadził do nauki ideę „materia żywa”, zmieniło to całkowicie dotychczasowy światopogląd naukowy. Od tego momentu rozpoczyna się rewizja podstawowych założeń współczesnej nauki o Ziemi i szeregu sąsiadujących z nią prywatnych dyscyplin nauk przyrodniczych.

Wcześniej powszechnie uważano, że wszystkie żywe istoty powstały po prostu w wyniku stopniowego komplikowania bezwładnej materii Ziemi. Jednak Wernadski uznaje takie opinie za nie do utrzymania i na nowym etapie nauk przyrodniczych powraca do teorii J L. Buffona, zgodnie z którym cały wszechświat przesiąknięty jest wiecznymi i niezniszczalnymi cząsteczkami organicznymi, a ilość życia na Ziemi jest stała. Z tych przesłanek wynikało, że Jej głównym i podstawowym stanem jest żywy stan materii. W notatkach powstałych w latach 1917–1921 i opublikowanych 60 lat później w formie książki „Living Matter” Wernadski definiuje tę nową koncepcję w następujący sposób:

„Nazwę materię żywą zbiorem organizmów,

uczestnicząc w procesach geochemicznych. Organizmy tworzące całość będą elementami żywej materii. W tym przypadku nie będziemy zwracać uwagi na wszystkie właściwości materii żywej, a jedynie na te związane z jej masą (wagą), składem chemicznym i energią. W tym zastosowaniu „materia żywa” jest nowym pojęciem w nauce. Świadomie nie używam nowego określenia, lecz używam starego, nadając mu niezwykłą, ściśle określoną treść.

Według teorii Wernadskiego nie tylko skały i skamieliny, ale także cała atmosfera ziemska są wynikiem życiowej aktywności bakterii, roślin i zwierząt. Związek struktur geologicznych z życiem organicznym z reguły nie jest dostępny bezpośredniej obserwacji, nie jest oczywisty i jest zawoalowany. Wynika to z faktu, że tego typu procesy charakteryzują się niezwykle długimi okresami czasu. Niemniej jednak takie powiązanie istnieje i przy wystarczającej wytrwałości badacza zawsze udaje się znaleźć przyczynę źródłową – najczęściej u podstaw tego procesu leży chemiczne oddziaływanie jednego lub większej liczby organizmów trwające przez długi okres czasu.

Istnieją trzy zasadniczo różne odpowiedzi na pytanie o pochodzenie życia i, w związku z tym, funkcje żywej materii.

To pierwsze ostatecznie sprowadza się do postulat wieczności życia a co za tym idzie, o jego kosmicznym pochodzeniu. To drugie w jakiś sposób opiera się na założeniu czysto ziemskie pochodzenie życia i odpowiednio cała różnorodność gatunków żywych, które możemy zaobserwować na obecnym etapie ewolucji.

Jednak w obu przypadkach obie możliwe odpowiedzi na pytanie o pochodzenie życia są niczym innym jak hipotezami. Dlatego też, aby zbliżyć się do prawdy, naukowcy musieli odłożyć na bok te zbyt abstrakcyjne i spekulatywne odpowiedzi i oprzeć się na niepodważalnych, spójnych tezach. Tezy te muszą wynikać z wielokrotnie udowodnionych faktów, które dzięki tej okoliczności nie podlegają już wątpliwości.

W swojej pracy „Biosfera” V.I. Wiernadski wysuwa sześć takich fundamentalnych uogólnień.

1. W warunkach ziemskich nigdy nie zaobserwowano faktu pochodzenia istot żywych od istot nieożywionych.

Teza ta wyraźnie ukazuje różnicę między uogólnieniem empirycznym nie tylko od hipotezy, ale także od dowolnego postulatu czysto teoretycznego. Nie stwierdza, że ​​powstanie istot żywych z nieożywionych jest w zasadzie niemożliwe, a jedynie stwierdza, że ​​w granicach naszych obserwacji takich faktów nie ma.

1. W historii geologicznej nie ma epok, w których nie istniało życie
2. Współczesna materia żywa jest genetycznie spokrewniona ze wszystkimi dawnymi organizmami
3. We współczesnej erze geologicznej materia żywa wpływa również na skład chemiczny skorupy ziemskiej, podobnie jak w poprzednich epokach
4. Istnieje stała liczba atomów wychwytywanych w danym momencie przez materię żywą
5. Energia żywej materii jest przekształconą, skumulowaną energią Słońca

1. FUNKCJE MATERII ŻYWEJ.

Dwie najczęstsze odpowiedzi na pytanie o naturę pochodzenia życia sprowadzają się do trzech różnych rozwiązań tego problemu.

1. Życie powstało na Ziemi na kosmicznych etapach swojej historii, w tak wyjątkowych warunkach, które nie powtarzały się już w późniejszych epokach geologicznych.
2. Życie jest wieczne, to znaczy istniało na Ziemi i w kosmicznych epokach swojej przeszłości.
3. Życie, wieczne we wszechświecie, pojawiło się na Ziemi jako nowe. Innymi słowy, koncepcja ta stwierdza, że ​​zarodki życia były stale przynoszone na Ziemię z zewnątrz. Ale zdobyli przyczółek na naszej planecie dopiero wtedy, gdy na Ziemi rozwinęły się sprzyjające temu warunki.

V.I. Wernadski i wielu jego zwolenników, wpływowych współczesnych naukowców, akceptuje trzecią opcję, czyli hipotezę kosmicznego przeniesienia ukrytych form życia, ponieważ według Wernadskiego „życie jest zjawiskiem kosmicznym, a nie specyficznie ziemskim .” To właśnie ta teoria zrodziła pomysł pojedyncza żywa substancja o charakterze pozaziemskim. Ważnym punktem tej teorii jest wprowadzenie żywej materii na Ziemię z głębi kosmosu. Ale to źródło zostało wprowadzone nie na płaszczyźnie molekularnej (to znaczy nie w postaci zbioru żywych cząsteczek), ale w postaci pól biologicznych stale działających we wszechświecie. Funkcjonowanie tych pól polega na tym, że żywe cząsteczki powstają tam, gdzie istnieją ku temu niezbędne warunki. Niedawno pojawiły się dowody na rzeczywiste istnienie tego wszechobecnego pola biologicznego.

Szereg znanych eksperymentów naukowych i odkryć od czasu do czasu potwierdza hipotezę o pierwotnej i wieczności materii żywej.

Jakiś czas temu paleontolodzy odkryli struktury o wyraźnym wyglądzie geologicznym ze skał, których wiek wynosi około 3,8 miliarda lat. Co więcej, nie ma powodu sądzić, że w tym przypadku odkryto początkowy etap życia. Nikt nie może zagwarantować, że wraz z rozwojem metod paleontologicznych nie zostaną znalezione jeszcze starsze ślady życia. Z tym odkryciem wiąże się kolejne, już z dziedziny biogeochemii: stałość stosunku dwóch izotopów węgla w skorupie ziemskiej. Odkrycie to oznacza, że ​​na przestrzeni historii geologicznej materia żywa kontroluje obieg węgla w Ziemi, ponieważ jeden z węgli jest biogenny.

W innym eksperymencie naukowcy pobrali żywe komórki krwi i dodali do nich przeciwciała w postaci roztworu. Zgodnie z oczekiwaniami, rezultatem był proces degranulacji (zniszczenia) żywych komórek, w wyniku którego umarły one. Ciała te następnie rozcieńczono wodą i ponownie dodano do komórek krwi. W rezultacie komórki ponownie się rozpadły. Ale sensacja tego eksperymentu polegała na tym, że nigdy nie znaleziono granicy, po przekroczeniu której przeciwciała przestają działać (ponieważ ich stężenie staje się pomijalnie małe). Naukowcy poprzez ogromną liczbę eksperymentów doprowadzili rozpuszczenie do niesamowitej koncentracji, która znacznie przekracza liczbę cząstek elementarnych w całym wszechświecie. Ale nawet przy tym stężeniu serum nadal działało.

Wydawało się to tym bardziej niewiarygodne, że w roztworze nie mogła znajdować się ani jedna cząsteczka substancji czynnej, a mimo to degranulacja trwała. Naukowcy stanęli przed pytaniem: jak w tym przypadku przekazywana jest informacja, skoro nie ma już nawet śladów materialnego nośnika tej informacji? W wyniku tego eksperymentu ustalono, że informację biologiczną można przekazywać nie tylko za pomocą cząsteczek, ale także w zupełnie inny sposób. Ten nieznany czynnik jest nośnikiem pola biologicznego.

Być może jednak główna okoliczność świadcząca na korzyść tezy o wieczności materii żywej i jej nieredukowalności z materii nieożywionej wiąże się z jej następującymi funkcjami.

Żywa materia istnieje tylko w postaci biosfery dużego ciała, którego poszczególne części działają wzajemnie wspierające się i uzupełniające funkcje, jakby zapewniali sobie nawzajem usługi podtrzymujące życie. Jeśli istnieją organizmy gromadzące określone substancje, logiczne jest założenie, że aby zachować równowagę, muszą istnieć również organizmy o przeciwnej funkcji biogeochemicznej. Organizmy drugiego typu rozkładają tę substancję na proste składniki mineralne, które następnie ponownie wprowadzane są do obiegu.

Co więcej, jeśli istnieją bakterie utleniające, muszą istnieć – i zawsze są – bakterie redukujące. Jeden lub więcej organizmów nie będzie w stanie przetrwać na Ziemi przez dłuższy czas. Można podać ciekawy i ilustrujący przykład potwierdzający uzupełniające się funkcje żywej materii. Kiedy tworzono pierwsze statki kosmiczne z myślą o lotach długoterminowych, projektanci tych statków jako pierwsi poczuli potrzebę wprowadzenia systemów zapewniających wydajność samowystarczalne życie na pokładzie: jak „nerki”, „płuca” itp. dla statku. Pełniły zatem funkcje podobne do funkcji materii żywej w przyrodzie.

Jeśli jest jedna rzecz niezmienna na wielkim statku kosmicznym zwanym Ziemią, są to funkcje życia. I nie bez powodu Wernadski, początkowo nazywając biosferę „mechanizmem”, później porzucił to słowo, zastępując je bardziej odpowiednim - organizmem. Vernadsky uważał, że liczba atomów wychwyconych w cyklu życia jest stała. Mówiąc dokładniej, uznano, że liczba atomów oscyluje wokół pewnej średniej wartości. Na tej podstawie współcześni naukowcy, którzy przyjęli hipotezę o wieczności i kosmicznym pochodzeniu życia, obalają powszechne przekonanie, że w niewyobrażalnie odległych czasach życie było wątłe i słabe, skulone jedynie w odosobnionych oazach.

Ponadto naukowcy dokonali obliczeń prędkości, z jaką organizmy zajmują przestrzeń: w przypadku bakterii okazała się ona porównywalna z prędkością dźwięku w powietrzu. Wiadomo też, że są w stanie w ciągu kilku dni zwiększyć masę równą ciężarowi globu. Nawet słoń, który rozmnaża się najwolniej ze wszystkich zwierząt, może tego dokonać w ciągu 1300 lat, czyli z geologicznego punktu widzenia niemal natychmiast.

Konwencjonalne i popularne idee, zaczerpnięte z podręczników szkolnych, opierają się na idei „początku” i stopniowej ewolucji życia, jego rozwoju od form prostszych i bardziej prymitywnych, wznosząc się do coraz bardziej złożonych. Jednak w ewolucji przedstawianej w ten sposób pomijane są pewne istotne punkty, na przykład: stałość wielu organizmów w historii biosfery. Do organizmów, które uparcie odmawiają ewolucji, zaliczają się tak zwane prokarioty, czyli granulki. W przeciwieństwie do reszty świata żywych, ich komórki nie mają jądra.

Mimo tej prymitywności, a może właśnie z jej powodu, prokarioty okazują się na tyle wszechobecne, że są „wbudowane” w niemal każdą reakcję chemiczną zachodzącą na powierzchni, w tzw. skorupie wietrzejącej, we wnętrzu, w gorących źródeł, a także w wodzie i emisjach wulkanicznych. W miejscu reakcji umieszcza się żywą substancję, przekształcając w ten sposób obraz geochemiczny w biogeochemiczny, powodując nieodwracalność tych reakcji i doprowadzając je do jakiegoś rezultatu. A ponieważ tempo podziału tych prokariotów jest ogromne, owoce ich pracy biogeochemicznej są oszałamiające. Można to na przykład powiedzieć o zasobach rudy anomalii magnetycznej Kurska lub basenu manganu Chiatura. Wszędzie tam, gdzie zawartość jakiegoś pierwiastka chemicznego jest zwiększona w stosunku do jego średniej zawartości w skorupie ziemskiej, wówczas z reguły przyczyny tego należy szukać w materii żywej. Najczęściej jest to prokariota lub jak to się inaczej nazywa bakterie litotroficzne.

Odkrył je wybitny rosyjski mikrobiolog S.N. Winogradski. Zbadał bakterie siarkowe, które miały nieprawidłowe ilości siarki w swoich komórkach. Pytanie pozostało nierozwiązane: dlaczego te stworzenia potrzebują tak dużo siarki? Winogradsky zasugerował, że siarka dla bakterii jest substratem odżywczym, takim samym jak białko dla innych organizmów.

Założenie to było całkowicie sprzeczne z całym doświadczeniem biologii. Uważano, że substancje nieorganiczne, mineralne są składnikiem strukturalnym, podporowym lub towarzyszącym komórkom, a nie składnikiem energetycznym. W ten sposób odkryto litotrofy, czyli tak zwane „zjadacze kamieni”, które mają drugi główny sposób odżywiania - mineralny (chemosyntetyczny) w przeciwieństwie do fotosyntezy. Przekształcając związki mineralne z jednej formy w drugą, pobierają energię i dlatego nie potrzebują energii słonecznej, jak rośliny, ani innej materii organicznej, jak zwierzęta.

W wyniku dalszych badań okazało się, że liczba litotrofów stale rośnie: to, co wydawało się rzadkim kaprysem natury, zamieniło się w ogromne oderwanie. Ponadto okazało się, że swoimi cechami morfologicznymi i ekologią tak bardzo różnią się od reszty świata żywego, że utworzyły zupełnie odrębne superkrólestwo żywej natury. Pomiędzy nim a resztą (eukariotycznego) świata żywego znajduje się ta sama bezdenna otchłań, bez żadnych przejść i stopni pośrednich, jak pomiędzy materią żywą i nieożywioną.

I wreszcie, po trzecie, prokarioty są organizmami bardzo niezależnymi. Ich jednostki są w stanie wykonywać wszystkie funkcje w biosferze. Oznacza to, że w zasadzie możliwa jest biosfera o strukturze składającej się wyłącznie z prokariotów. Całkiem możliwe, że tak było w dawnych, dawnych sferach. A potem wszystkie dinozaury i krokodyle, wszystkie mchy i porosty, wszystkie ryby i zwierzęta, wszystkie grzyby i glony, trawy i drzewa - wszystko to jest tylko nadbudową, kwiatami na „podszewce”, pierwszą biosferą.

Same litotrofy i niebiesko-zielone algi, również należące do superkrólestwa prokariotów, są. W skali geochronologicznej, gdzie rzędy i gatunki organizmów wymarłych i obecnie istniejących są przedstawiane w postaci kropli, mniej lub bardziej wydłużonych, czyli pojawiających się i znikających, organizmy te są przedstawiane w postaci ciągłej, równej wstęgi rozciągającej się od epoki archaiku aż do czasów współczesnych. Ich dokładne odciśnięcie, bez zmian, w całej otchłani istnienia biosfery jest prawdziwą zagadką dla zwolenników teorii ewolucji wszechświata.

„Prokariota symbolizują pewien szczególny rodzaj ewolucji, w którym

organizmu nie można rozpatrywać w oderwaniu od jego otoczenia: w końcu bez zmian

sami zmieniają środowisko naturalne swoją działalnością życiową. Może,

że ewolucja samego człowieka ma tę samą naturę; morfologicznie

jest wciąż ten sam, a przed nim toczy się coraz większy wał cywilizacji.

Oblicze Ziemi zmieniło się zdecydowanie i nieodwracalnie. Podobny typ ewolucji

należałoby to nazwać czymś szczególnym: na przykład „nieodwracalną niezmiennością”. Istnienie „biosfery prokariotycznej” dowodzi przede wszystkim...

jej wieczność. Geologia i paleontologia wraz z innymi dyscyplinami,

zwłaszcza z przedrostkiem „paleo” - geografia, klimatologia i ekologia

na naszych oczach potwierdza się teza o wieczności i kosmicznej naturze życia,

o wszechobecnej wibracji planety.”

Jeśli chodzi o wyrafinowane eksperymenty dotyczące hodowli „życia in vitro”, wszystkie zakończyły się niczym. A jeśli wcześniejsi naukowcy mieli jeszcze promyk nadziei na symulację pewnych warunków początkowych, które mogłyby doprowadzić do pojawienia się najprostszych organizmów, to po odkryciu materialnego nośnika dziedziczności cała ziemia została im wytrącona. Pomiędzy laboratoryjną materią organiczną a strukturami genetycznymi, na bazie których zbudowane są wszystkie istoty żywe, istnieje luka, której niczym nie można wypełnić.

Zatem dokładnie współczesna nauka uważa biogenezę za główną właściwość istot żywych a zarazem największa tajemnica natury, jej nierozwiązywalna zagadka, poza kontrolą ludzkiego umysłu. Autor koncepcji żywej materii Wernadski negatywnie odnosił się do innych wersji pochodzenia życia, słusznie podkreślając, że ogromny materiał faktograficzny zgromadzony w naukach przyrodniczych niewątpliwie dowodzi pochodzenia wszystkich współczesnych organizmów żywych poprzez biogenezę.

Uznając biogenezę, zgodnie z obserwacjami naukowymi, za jedyną formę powstania istot żywych, nieuchronnie musimy przyznać, że w obserwowanym przez nas kosmosie nie było początku życia, ponieważ sam kosmos nie miał początku. Życie jest wieczne, o ile kosmos jest wieczny i zawsze było przekazywane poprzez biogenezę. To, co jest prawdą w przypadku dziesiątek i setek milionów lat, które upłynęły od ery Archaiku do dnia dzisiejszego, jest prawdą w przypadku całego niezliczonego upływu czasu w kosmicznych okresach historii Ziemi, a zatem jest prawdą w przypadku całego wszechświata.

W rezultacie nauka dochodzi do wniosku, że w nie mającym początku kosmosie są ci sami wieczni jego cztery główne składniki to materia, energia, eter i życie.

Biosfera ziemska od samego początku swojego powstania była obszarem skorupy ziemskiej, w którym energia promieniowania kosmicznego ulegała przemianie na takie rodzaje energii ziemskiej, jak elektryczna, chemiczna, mechaniczna i termiczna. Dzięki temu historia biosfery znacznie różni się od historii innych części planety, a jej znaczenie w mechanizmie planetarnym jest absolutnie wyjątkowe. Jest to w takim samym, jeśli nie większym stopniu, wytworem Słońca, jak i objawieniem procesów zachodzących na Ziemi.

Automatyczna regulacja materii żywej w biosferze, uwarunkowana jednością porządku i chaosu, wyjaśnia także pochodzenie życia, gdyż istnienie chaosu i regularny, cykliczny ruch odgrywa ogromną rolę w powstawaniu różnorodnych struktur biologicznych. W końcu chaotyczne zachowanie jest typową właściwością wielu systemów (zarówno naturalnych, jak i technicznych). Wyraża się to w okresowo powtarzającym się pobudzeniu komórek serca, w reakcjach chemicznych, gdy występują turbulencje w cieczach i gazach, w obwodach elektrycznych i innych nieliniowych układach dynamicznych, objawia się m.in. struktury rozpraszające, jak nazwał je inny wybitny naukowiec Ilja Prigożin.

Takie struktury rozpraszające mają następujące cechy znaki, bez których samoorganizacja systemu nie jest możliwa: są otwarte, nieliniowe i nieodwracalne. W procesie powstawania życia ziemskiego główną rolę odegrały systemy samoorganizujące się. Rezultatem ich specyficznej selekcji na drodze długotrwałej ewolucji jest życie.. W rezultacie natura „wymyśliła” nie tylko zasadę sterowania programowego w pętli otwartej, ale także zasadę automatycznego sterowania w pętli zamkniętej ze sprzężeniem zwrotnym w żywych systemach.

Promieniowanie kosmiczne generowane przez jądro galaktyki, gwiazdy neutronowe, pobliskie układy gwiezdne, Słońce i planety przenikają całą biosferę, przenikając wszystko, co się w niej znajduje.

W tym przepływie szerokiej gamy promieniowania główne miejsce zajmuje promieniowanie słoneczne, które determinuje istotne cechy funkcjonowania mechanizmu biosfery, która w istocie jest kosmoplanetarna. V.I. Vernadsky pisze na ten temat:

„Słońce radykalnie przerobiło i zmieniło oblicze Ziemi, przeniknęło i objęło

biosfera. Biosfera jest w dużej mierze przejawem jej promieniowania;

stanowi planetarny mechanizm, który przekształca je w nowe

różne formy darmowej energii życiowej, co jest zasadniczo

zmienia historię i losy naszej planety.”

Jeśli promienie podczerwone i ultrafioletowe Słońca pośrednio wpływają na procesy chemiczne biosfery, wówczas energię chemiczną w jej efektywnej formie uzyskuje się z energii promieni słonecznych za pomocą żywej materii - zestawu żywych organizmów, które działają jako konwertery energii . Oznacza to, że życie ziemskie nie jest bynajmniej czymś przypadkowym, jest częścią kosmoplanetarnego mechanizmu biosfery.

Dane dostępne współczesnej nauce wskazują, że materia żywa rozwija się stopniowo tylko wtedy, gdy poprzez swoją aktywność życiową poprawia porządek w swoim środowisku. Jest to główny i niezwykle ważny znak żywej materii.

Dla inteligentnej formy żywej materii prawa te mają szczególne, decydujące znaczenie. Ziemska inteligentna forma życia – ludzkość – spełnia je, dostarczając dwóch wektorów swojej nieśmiertelności: biologicznej prokreacji (wspólnej właściwości wszelkiej żywej materii) i duchowo-kulturowej, ostatecznie kosmicznej nieśmiertelności (twórczy wkład w stworzenie noosfery).

To właśnie działalność twórcza, jako czysto ludzka cecha inteligentnego życia, jest dla każdego człowieka podstawą i gwarancją jego indywidualnego, osobistego rozwoju i długiego aktywnego życia. Ogólnie rzecz biorąc, wyraża się to w postępie populacji ludzkich, całej ludzkości, w rozwoju jej zdrowia psychofizjologicznego, biologicznego, globalnego.

Najwyraźniej nie będzie możliwe zrozumienie istoty życia, żywej materii planetarnej, jej inteligentnej formy – człowieka, biorąc pod uwagę jedynie izolowaną przestrzeń Ziemi. Życie ziemskie jest nierozerwalnie związane z procesami kosmicznymi i wpisuje się w jedność całego świata (wszechświata). Drogi postępu człowieka, a także sprzeczności, napięcia i katastrofy towarzyszące jego życiu można zrozumieć i uregulować jedynie w oparciu o szerokie zrozumienie antropokosmicznego charakteru społeczno-przyrodniczej ewolucji człowieka i jego perspektyw.

Stawiając zatem hipotezę o kosmicznej skali rozmieszczenia materii żywej we wszechświecie, naukowcy wychodzą z faktu, że zasady nieskończoności i niewyczerpalności materii obowiązują w odniesieniu do włączenia życia (w tym jego inteligentnej formy) do wszechświata. jedność wszechświata.

2. RÓŻNORODNOŚĆ GATUNKÓW NA ZIEMI.

Materia żywa, jeśli weźmiemy ją pod uwagę jako całość, reprezentuje pewną pojedynczą i jednorodną substancję życia w ogóle, jest życiem jako takim. Jednak w otaczającej nas naturze materia żywa jest formacją złożoną i zróżnicowaną, składa się z szerokiej gamy gatunków, które z kolei dzielą się na liczne podgatunki, składające się z pojedynczych żywych istot.

Jednocześnie można stwierdzić nie tylko celowość struktury każdego pojedynczego stworzenia, ale także porządek istniejący w całej żywej naturze jako całości. Jedność i różnorodność gatunków żywych nie wykluczają się, wręcz przeciwnie, jak pokazują różne badania nauk przyrodniczych, wzajemnie się zakładają.

Różnorodność świata organicznego nie ogranicza się do liczby różnych gatunków. Gatunki z kolei składają się z osobników młodych i dorosłych, wiele z nich ma samce i samice, niektóre owady społeczne mają królowe, trutnie, „robotnice” i „żołnierze”, i wreszcie większość gatunków ma odmiany, rasy geograficzne i formy ekologiczne. Charakteryzują się określonymi strukturami i stylem życia.

A jednak, przy całej swojej różnorodności, świat organiczny nie jest czymś rozproszonym i chaotycznym. Bez względu na to, jak różne są poszczególne gatunki zwierząt, roślin i mikroorganizmów, wszystkie mają pewne cechy jedność biochemiczna, wyrażony wspólnym składem chemicznym (białka, węglowodany, tłuszcze, układy enzymatyczne i hormonalne itp.) oraz podobieństwem rodzajów reakcji leżących u podstaw procesów asymilacji i dysymilacji.

Jednocześnie istnieją również specyficzne cechy i różnice między gatunkami już na poziomie samej biochemii. Cechy te odróżniają zwierzę od rośliny, bakterie od wirusów, a czasem nawet jeden gatunek od drugiego.

Istnieje również pewna jedność w budowie zwierząt, roślin i mikroorganizmów. Jedność tę można zaobserwować głównie na poziomie komórkowym, ponieważ komórka jest podstawą struktury wszystkich organizmów. Naukowcy zidentyfikowali także i opisali pewne ogólne prawa, według których wszystkie gatunki zwierząt i roślin żyją i rozwijają się bez wyjątku. Takie jest na przykład prawo jedności żywego ciała i jego środowiska, prawo doboru naturalnego, prawo związku między indywidualnym a historycznym rozwojem organizmów itp.

Z drugiej strony, skoro świat organiczny jest dyskretny, to znaczy składa się z oddzielnie istniejących części, to każda taka część jest już w pewnym sensie całością. Posiadając pewną autonomię, części są częścią większych jednostek strukturalnych, tworząc różne etapy organizacji żywej materii - od komórki po świat organiczny jako całość.

Ale autonomia organizmów (jednostek) jest również względna; istnieją one tylko jako składniki populacji. Populacje to zbiór swobodnie krzyżujących się osobników tego samego gatunku zamieszkujących określone terytoria - biotopy. Całość takich populacji terytorialnych stanowi gatunek rozmieszczony na określonej części powierzchni ziemi, do warunków, do których się przystosował.

„Stowarzyszenie heterogenicznych jednostek w populacji i różnych

Podział populacji na gatunki stwarza wiele korzyści w walce o byt

i zapewnia bardziej aktywną relację między gatunkiem a środowiskiem

tutaj powstają bardziej aktywne, złożone formy życia grupowego. Zróżnicowanie morfologiczne w obrębie gatunku, istnienie geograficzne

rasy (podgatunki) i formy biologiczne rozszerzają wykorzystanie gatunku

środowiska i są ważne dla powodzenia jego walki z innymi gatunkami.”

Biocenozy poszczególnych biotopów i stref naturalnych, oparte na ogólnym obiegu substancji, łączą się w jeden system - świat organiczny. Wszystkie części jednego organicznego świata różnią się nie tylko stopniem niezależności i autonomii, ale także tym, że w miarę rozwoju na każdym etapie powstają jakościowo nowe, bardziej złożone przejawy życia, podczas gdy interakcja żywych istot z nieorganicznym środowisko pogłębia się i rozszerza.

Jedność różnorodnej i kompleksowo zorganizowanej żywej przyrody wyraża się we wzajemnych powiązaniach i interakcjach jakościowo różnych gatunków zwierząt, roślin i mikroorganizmów. Relacje te stanowią podstawę powstawania i rozwoju zbiorowisk składających się z różnych gatunków.

Jest to, ogólnie rzecz biorąc, struktura świata organicznego, na której opiera się główna właściwość materii żywej - wymiana substancji i energii z otoczeniem.

Relacje między zwierzętami, roślinami i mikroorganizmami, rozwijające się na podstawie biologicznego cyklu substancji, mają historię tak długą, jak ewolucja tych grup. Regulują je wzajemne adaptacje powstałe w trakcie ewolucji. To właśnie wyjaśnia znany porządek i spójność w biocenozach. Ale te relacje są również sprzeczne. Poszczególne gatunki zwierząt, roślin czy mikroorganizmów są połączone ze sobą relacjami pokarmowymi, przestrzennymi i innymi. W wielu przypadkach nie mogą one istnieć bez siebie, ale jednocześnie każdy gatunek ma pewną niezależność.

Autonomia gatunku jako części integralnego świata organicznego polega na możliwości wielu sposobów jego adaptacji do środowiska. To, która z tych metod adaptacji zostanie faktycznie zrealizowana, będzie zależeć od konkretnego splotu okoliczności. Ponadto gatunki powstały w różnych miejscach i w różnym czasie, a zatem mają różną historię i zdolności do istnienia w określonych warunkach. W biocenozach znaczny odsetek stanowią gatunki o różnym pochodzeniu, które w różnym czasie stawały się częścią danego zbiorowiska. Dlatego stopień ich wzajemnego przystosowania jest również nierówny, a same dostosowania są względne.

WNIOSEK.

Kwestia funkcji materii żywej i różnorodności gatunków jest z tym ściśle powiązana źródło problemu życiowego.

Współczesna nauka przekonuje, że nie ma sensu mówić o życiu na naszej planecie w kategoriach genezy, gdyż zakładałoby to istnienie pewnego „początku”, czyli takiego punktu ewolucji, przed którym życia na Ziemi jeszcze by nie było. W tym przypadku pozostałoby jedynie postulować hipotezę stopniowego wyłaniania się istot żywych z materii nieożywionej. Współczesna nauka zaprzecza tej możliwości i stawia hipotezę na temat pozaziemskie pochodzenie życia i jego pierwotną naturę.

Materia żywa jest zjawiskiem na skalę kosmiczną, a nie „specyficznie ziemską”, jak to ujął V.I. Wernadski. Koncepcja Wernadskiego głosi, że zarazki życia były stale dostarczane na Ziemię z zewnątrz, ale wzmacniały się na naszej planecie dopiero wtedy, gdy na Ziemi rozwinęły się sprzyjające temu warunki.

Istnieje kilka głównych funkcje, właściwości i prawa, wzdłuż którego rozwija się materia żywa.

Jego główną funkcją jest samowystarczalne życie.Świadczą o tym liczne eksperymenty i eksperymenty naukowe, w wyniku których naukowcy doszli do wniosku, że wiele organizmów pozostało niezmienione na przestrzeni całej historii biosfery. Należą do nich przede wszystkim tzw. bakterie litotroficzne, odkryte w wyniku eksperymentów S. N. Vinogradskiego. Te bakterie są dosłownie nieśmiertelna, niezniszczalna i nieewoluująca substancja.

Ponadto poszczególne części żywej materii są w stanie zapewnić sobie nawzajem usługi podtrzymujące życie. Jeżeli istnieją organizmy gromadzące określone substancje, to logiczne jest założenie, że w przyrodzie muszą istnieć również organizmy o przeciwnej funkcji biogeochemicznej, aby utrzymać równowaga. Organizmy drugiego typu rozkładają tę substancję na proste składniki mineralne, które następnie ponownie wprowadzane są do obiegu. Tak to działa zamknięty cykl krążenia materii żywej. Jest to możliwe dzięki uzupełniającym się i wzajemnie wspierającym funkcjom poszczególnych części materii ożywionej.

Zatem główną właściwością życia jest biogeneza, to znaczy zdolność do generowania samoorganizujących się i samorozwijających się systemów. Ogólna właściwość materii żywej - prokreacja biologiczna, i jego szczególny przypadek - duchowo-kulturowa, ostatecznie kosmiczna nieśmiertelność (twórczy wkład człowieka w stworzenie noosfery). Życie w ogóle jest wynikiem specyficznej selekcji na ścieżce długoterminowej ewolucji.

Innym aspektem koncepcji żywej materii jest związek organizmu z otoczeniem. Organizm (i szerzej materia w ogóle) istnieje tylko dzięki wymianę substancji i energii z otoczeniem. Oznacza to, że materia żywa rozwija się stopniowo tylko wtedy, gdy poprzez swoją aktywność życiową zwiększa porządek swojego siedliska.

Na naszej planecie występuje w czterech głównych formach: jako materia, energia, eter i życie.

Ponadto nauka identyfikuje kilka ogólnych praw rozwoju i funkcjonowania każdego organizmu: prawo jedność żywego ciała i jego otoczenia, prawo naturalna selekcja, prawo związki między indywidualnym a historycznym rozwojem organizmów.

BIBLIOGRAFIA.

1) V. I. Wernadski. Wiek Ziemi // Władimir Iwanowicz Wernadski: Materiały do ​​biografii. T. 15. - M.; 1988; SS. 318 - 326

Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. Podręcznik, wyd. SI. Samygina. - Rostów nad Donem; 1999. s. 534

Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. Podręcznik, wyd. SI. Samygina. - Rostów nad Donem; 1999. s. 382

1. Czym jest biosfera?

Biosfera to powłoka Ziemi, obejmująca ląd, wodę i otaczającą ją przestrzeń powietrzną, zamieszkaną przez istoty żywe. Biosfera to ekosystem, który jednoczy wszystkie ekosystemy Ziemi.

2. Jakie znasz środowiska życia?

W biosferze istnieją cztery główne siedliska. Są to środowisko wodne, środowisko gruntowo-powietrzne, gleba oraz środowisko tworzone przez same organizmy żywe.

3. Jakie są cechy życia organizmów w określonym środowisku?

Żyjąc w takim czy innym środowisku, organizmy przystosowały się do warunków charakterystycznych dla każdego z nich.

pytania

1. Co jest charakterystyczne dla biosfery?

Skład biosfery i jej podstawowe właściwości zależą od interakcji jej składników biotycznych (żywych) i abiotycznych (nieożywionych).

Organizmy żywe nie są po prostu zależne od energii promieniowania Słońca.

Biosferę charakteryzują różnorodne warunki naturalne, zależne od szerokości geograficznej i terenu oraz sezonowe zmiany klimatyczne. Ale głównym powodem tej różnorodności jest aktywność samych organizmów żywych.

Pomiędzy organizmami a otaczającą je przyrodą nieożywioną zachodzi ciągła wymiana substancji, dlatego różne obszary lądu i morza różnią się od siebie wskaźnikami fizycznymi i chemicznymi.

2. Co wyjaśnia różnorodność organizmów żywych na naszej planecie?

Różnorodność organizmów żywych na naszej planecie wynika z faktu, że warunki życia na Ziemi są bardzo różne.

3. Czy organizmy mogą wpływać na swoje środowisko?

Organizmy żywe nie tylko doświadczają wpływu swojego otoczenia, ale także aktywnie na nie wpływają. W wyniku ich aktywności życiowej właściwości fizyczne i chemiczne środowiska (skład gazowy powietrza i wody, struktura i właściwości gleby, a nawet klimat obszaru) mogą ulegać zauważalnym zmianom.

4. Jaki jest wpływ organizmów żywych na ich środowisko?

Najprostszym sposobem, w jaki życie wpływa na środowisko, jest działanie mechaniczne. Budując dziury i wykonując przejścia, zwierzęta w znacznym stopniu zmieniają właściwości gleby. Gleba zmienia się także pod wpływem korzeni roślin wyższych: wzmacnia się, staje się mniej podatna na niszczenie przez przepływy wody czy wiatr.

Efekt mechaniczny jest jednak znacznie słabszy w porównaniu z wpływem organizmów na właściwości fizykochemiczne środowiska. Największą rolę odgrywają tu rośliny zielone, które kształtują skład chemiczny atmosfery. Fotosynteza jest głównym mechanizmem dostarczania tlenu do atmosfery, zapewniając w ten sposób życie ogromnej liczbie organizmów, w tym człowieka.

Pochłaniając i odparowując wodę, rośliny wpływają na reżim wodny swoich siedlisk. Obecność roślinności przyczynia się do stałego nawilżania powietrza. Szata roślinna łagodzi dobowe wahania temperatury na powierzchni ziemi (pod koroną lasu lub trawy), wahania wilgotności i porywy wiatru, a także wpływa na strukturę i skład chemiczny gleb. Wszystko to tworzy pewien, komfortowy mikroklimat, który korzystnie wpływa na żyjące tu organizmy.

Materia żywa zmienia także właściwości fizyczne środowiska, jego właściwości termiczne, elektryczne i mechaniczne.

Organizmy są w stanie przenosić ogromne masy różnych substancji. Zgodnie z prawami fizyki materia nieożywiona porusza się na Ziemi tylko z góry na dół. Organizmy żywe mogą wykonywać ruchy odwrotne - od dołu do góry. Ławice ryb morskich migrują w górę rzek na tarło, przenosząc duże ilości żywej materii organicznej w górę rzeki. Rośliny unoszą ogromne masy wody i substancji w niej rozpuszczonych z roztworu glebowego do korzeni, łodyg i liści.

Zadania

Bazując na wiedzy zdobytej na lekcjach biologii, podaj przykłady obrazujące wpływ organizmów żywych na różne środowiska życia.

Wpływ na środowisko wodne:

Małe skorupiaki, larwy owadów, mięczaki i wiele rodzajów ryb żyjących w słupie wody charakteryzuje się unikalnym sposobem odżywiania zwanym filtracją. Przepuszczając przez siebie wodę, zwierzęta te w sposób ciągły odfiltrowują cząsteczki pożywienia zawarte w stałych zawiesinach.

Oddziaływanie na środowisko naziemne i powietrzne:

Największą rolę odgrywają tu rośliny zielone, które kształtują skład chemiczny atmosfery. Fotosynteza jest głównym mechanizmem dostarczania tlenu do atmosfery, zapewniając w ten sposób życie ogromnej liczbie organizmów, w tym człowieka.

Pochłaniając i odparowując wodę, rośliny wpływają na reżim wodny swoich siedlisk. Obecność roślinności przyczynia się do stałego nawilżania powietrza. Szata roślinna łagodzi dobowe wahania temperatury na powierzchni ziemi (pod okapem lasu lub trawy). Wszystko to tworzy pewien, komfortowy mikroklimat, który korzystnie wpływa na żyjące tu organizmy.

W dużej mierze dzięki aktywności istot żywych kontrolowane jest powstawanie gazów, takich jak azot, tlenek węgla i amoniak.

Wpływ na środowisko glebowe:

Organizmy mają decydujący wpływ na skład i żyzność gleb. Dzięki ich działaniu, zwłaszcza w wyniku przetwarzania martwych korzeni, opadłych liści i innych martwych tkanek przez organizmy, w glebie powstaje humus - lekka porowata substancja o barwie brunatnej lub brązowej, zawierająca główne składniki roślinne. odżywianie. W tworzeniu próchnicy uczestniczy wiele żywych organizmów: bakterie, grzyby, pierwotniaki, roztocza, stonogi, dżdżownice, owady i ich larwy, pająki, mięczaki, krety itp. W procesie życia przekształcają pozostałości zwierzęce i roślinne w próchnicę, wymieszaj go z cząsteczkami minerałów, tworząc w ten sposób strukturę gleby. Budując dziury i wykonując przejścia, zwierzęta w znacznym stopniu zmieniają właściwości gleby. Gleba zmienia się także pod wpływem korzeni roślin wyższych: wzmacnia się, staje się mniej podatna na niszczenie przez przepływy wody czy wiatr.

Prawie niemożliwe jest wyrażenie całej różnorodności świata żywego w kategoriach ilościowych. Z tego powodu taksonomowie połączyli je w grupy w oparciu o pewne cechy. W naszym artykule przyjrzymy się podstawowym właściwościom, podstawom klasyfikacji i organizmom.

Różnorodność świata żywego: w skrócie

Każdy gatunek istniejący na planecie jest indywidualny i niepowtarzalny. Jednak wiele z nich ma wiele podobnych cech strukturalnych. Na podstawie tych cech wszystkie żywe istoty można pogrupować w taksony. W czasach nowożytnych naukowcy identyfikują pięć królestw. Różnorodność świata żywego (na zdjęciu niektórzy jego przedstawiciele) obejmują Rośliny, Zwierzęta, Grzyby, Bakterie i Wirusy. Te ostatnie nie mają struktury komórkowej i na tej podstawie należą do odrębnego Królestwa. Cząsteczka wirusa składa się z kwasu nukleinowego, który może być reprezentowany zarówno przez DNA, jak i RNA. Wokół nich znajduje się otoczka białkowa. Dzięki takiej strukturze organizmy te są w stanie wykonywać jedynie jedyną cechę istot żywych - rozmnażać się poprzez samoorganizację w organizmie żywiciela. Wszystkie bakterie są prokariotami. Oznacza to, że ich komórki nie mają uformowanego jądra. Ich materiał genetyczny jest reprezentowany przez nukleoidy - okrągłe cząsteczki DNA, których skupiska znajdują się bezpośrednio w cytoplazmie.

Rośliny i zwierzęta różnią się sposobem odżywiania. Te pierwsze potrafią same syntetyzować substancje organiczne podczas fotosyntezy. Ta metoda odżywiania nazywa się autotroficzna. Zwierzęta wchłaniają gotowe substancje. Takie organizmy nazywane są heterotrofami. Grzyby mają cechy zarówno roślin, jak i zwierząt. Na przykład prowadzą przywiązany tryb życia i nieograniczony wzrost, ale nie są zdolne do fotosyntezy.

Właściwości materii żywej

Ogólnie rzecz biorąc, według jakich cech organizmy nazywane są żywymi? Naukowcy identyfikują szereg kryteriów. Przede wszystkim jest to jedność składu chemicznego. Cała żywa materia składa się z substancji organicznych. Należą do nich białka, lipidy, węglowodany i kwasy nukleinowe. Wszystkie są naturalnymi biopolimerami składającymi się z pewnej liczby powtarzających się elementów. Obejmuje także odżywianie, oddychanie, wzrost, rozwój, zmienność dziedziczną, metabolizm, reprodukcję i zdolność adaptacji.

Każdy takson charakteryzuje się swoimi własnymi cechami. Na przykład rośliny rosną bez ograniczeń przez całe życie. Ale zwierzęta powiększają się tylko do pewnego czasu. To samo tyczy się oddychania. Powszechnie przyjmuje się, że proces ten zachodzi wyłącznie przy udziale tlenu. Ten rodzaj oddychania nazywa się oddychaniem aerobowym. Ale niektóre bakterie mogą utleniać substancje organiczne nawet bez obecności tlenu – w sposób beztlenowy.

Różnorodność świata żywego: poziomy organizacji i podstawowe właściwości

Zarówno mikroskopijna komórka bakteryjna, jak i ogromny płetwal błękitny mają te oznaki życia. Ponadto wszystkie organizmy w przyrodzie są ze sobą powiązane ciągłym metabolizmem i energią, a także są niezbędnymi ogniwami w łańcuchach pokarmowych. Pomimo różnorodności świata żywego, poziomy organizacji implikują obecność tylko niektórych procesów fizjologicznych. Ograniczają je cechy strukturalne i różnorodność gatunkowa. Przyjrzyjmy się każdemu z nich bardziej szczegółowo.

Poziom molekularny

Różnorodność świata żywego, wraz z jego wyjątkowością, wyznacza właśnie ten poziom. Podstawą wszystkich organizmów są białka, których elementami strukturalnymi są aminokwasy. Ich liczba jest niewielka - około 170. Ale cząsteczka białka zawiera tylko 20. Ich połączenie prowadzi do nieskończonej różnorodności cząsteczek białka - od rezerwowej albuminy ptasich jaj po kolagen włókien mięśniowych. Na tym poziomie następuje wzrost i rozwój organizmów jako całości, przechowywanie i przekazywanie materiału dziedzicznego, metabolizm i konwersja energii.

Poziom komórkowy i tkankowy

Cząsteczki substancji organicznych tworzą komórki. Różnorodność świata żywego, podstawowe właściwości organizmów żywych na tym poziomie przejawiają się już w pełni. Organizmy jednokomórkowe są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Mogą to być bakterie, rośliny i zwierzęta. U takich stworzeń poziom komórkowy odpowiada poziomowi organizmu.

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że ich konstrukcja jest dość prymitywna. Ale to wcale nie jest prawdą. Wyobraź sobie: jedna komórka pełni funkcje całego organizmu! Wykonuje na przykład ruch za pomocą wici, oddycha całą powierzchnią, trawi i reguluje ciśnienie osmotyczne poprzez wyspecjalizowane wakuole. W tych organizmach znany jest również proces seksualny, który zachodzi w formie koniugacji. Tworzą się tkanki. Struktura ta składa się z komórek o podobnej strukturze i funkcji.

Poziom organizmowy

W biologii właśnie na tym poziomie bada się różnorodność świata żywego. Każdy organizm stanowi jedną całość i działa w harmonii. Większość z nich składa się z komórek, tkanek i narządów. Wyjątkiem są rośliny niższe, grzyby i porosty. Ich ciało składa się ze zbioru komórek, które nie tworzą tkanki i nazywa się plechą. Funkcję korzeni w organizmach tego typu pełnią ryzoidy.

Populacja-gatunek i poziom ekosystemu

Najmniejszą jednostką taksonomii jest gatunek. Jest to zbiór osób, które mają wiele wspólnych cech. Przede wszystkim są to cechy morfologiczne, biochemiczne oraz zdolność do swobodnego krzyżowania się, co pozwala tym organizmom żyć w tym samym środowisku i wydawać płodne potomstwo. Współczesna taksonomia obejmuje ponad 1,7 miliona gatunków. Ale w naturze nie mogą istnieć osobno. Na określonym terytorium żyje kilka gatunków. To decyduje o różnorodności świata żywego. W biologii zbiór osobników tego samego gatunku żyjących na określonym obszarze nazywany jest populacją. Od takich grup oddzielają je pewne naturalne bariery. Mogą to być zbiorniki wodne, góry lub lasy. Każdą populację charakteryzuje różnorodność, a także płeć, wiek, struktura środowiskowa, przestrzenna i genetyczna.

Ale nawet w obrębie jednego siedliska różnorodność gatunkowa organizmów jest dość duża. Wszystkie są przystosowane do życia w określonych warunkach i są blisko spokrewnione troficznie. Oznacza to, że każdy gatunek jest źródłem pożywienia dla drugiego. W rezultacie powstaje ekosystem lub biocenoza. Jest to zbiór osobników różnych gatunków, połączonych siedliskiem, obiegiem substancji i energii.

Biogeocenoza

Jednak stale oddziałują ze wszystkimi organizmami, na przykład temperaturą powietrza, zasoleniem i składem chemicznym wody, ilością wilgoci i nasłonecznieniem. Wszystkie żywe istoty są od nich zależne i nie mogą istnieć bez pewnych warunków. Na przykład rośliny żywią się tylko w obecności energii słonecznej, wody i dwutlenku węgla. Są to warunki fotosyntezy, podczas której syntezowane są potrzebne im substancje organiczne. Połączenie czynników biotycznych i przyrody nieożywionej nazywa się biogeocenozą.

Czym jest biosfera

Różnorodność świata żywego na najszerszą skalę reprezentuje biosfera. To globalna naturalna skorupa naszej planety, jednocząca wszystkie żywe istoty. Biosfera ma swoje granice. Górna, znajdująca się w atmosferze, jest ograniczona warstwą ozonową planety. Znajduje się na wysokości 20 - 25 km. Warstwa ta pochłania szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Życie nad nim jest po prostu niemożliwe. Na głębokości 3 km znajduje się dolna granica biosfery. Tutaj jest to ograniczone obecnością wilgoci. Tylko bakterie beztlenowe mogą żyć na takiej głębokości. W wodnej skorupie planety - hydrosferze, życie znaleziono na głębokości 10-11 km.

Zatem żywe organizmy zamieszkujące naszą planetę w różnych naturalnych muszlach mają szereg charakterystycznych właściwości. Należą do nich ich zdolność do oddychania, karmienia, poruszania się, rozmnażania itp. Różnorodność organizmów żywych reprezentowana jest przez różne poziomy organizacji, z których każdy różni się poziomem złożoności struktury i procesów fizjologicznych.

Różnorodność organizmów żywych na naszej planecie. Już wiesz, że organizmy zamieszkujące planetę Ziemia są niezwykle różnorodne: rośliny, grzyby, zwierzęta, bakterie. Żyją w zbiornikach wodnych, w glebie i na jej powierzchni, wewnątrz lub na powierzchni innych organizmów. Niektóre organizmy żywe (drzewa, ptaki, ryby) są wyraźnie widoczne, inne (bakterie, niektóre glony i grzyby) są tak małe, że nie da się ich zobaczyć bez specjalnych urządzeń. Dlatego do ich badania używają urządzeń powiększających, z którymi zapoznasz się później.; Nauka o różnorodności gatunków istot żywych nazywa się systematyką (od systemu greckiego - tikos - uporządkowany).

Nazwy naukowe organizmów. W obliczu różnych żywych organizmów ludzie nadawali im imiona. Dlatego nazwy organizmów mogą być ludowe, używane w danym kraju lub miejscowości, oraz naukowe, używane przez naukowców na całym świecie. Na przykład melisa na Ukrainie nazywana jest również „melisą”, „trawą cytrynową”, „trawą miodową”, „trawą pszczołą”. Czy naprawdę musimy pamiętać te wszystkie nazwy, aby zrozumieć, że mówimy o tej samej roślinie? Oczywiście nie.

Naukowcy przypisują każdemu typowi organizmu jedną międzynarodową nazwę naukową w języku łacińskim. Składa się z dwóch słów. W naszym przypadku roślina nazywa się Melissa officinalis (łacińska nazwa rośliny podana jest w celach informacyjnych, a nie do zapamiętania). Pierwsze z dwóch słów – Melissa – to nazwa rodzaju, do którego należy ten gatunek (rodzaj to zbiór gatunków, które są do siebie podobne). To słowo jest pisane wielką literą. Inne słowo - officinalis - wskazuje na przynależność do określonego gatunku, jest pisane małą literą.

Podstawy klasyfikacji organizmów. Wiesz, że niektóre organizmy różnią się od innych w taki czy inny sposób. Na przykład zawsze można odróżnić brzozę od topoli, sosnę od świerku i owoc róży od maliny.

Systematyczni naukowcy łączą organizmy podobne pod pewnymi cechami w grupy. W tym celu opracowali zasady klasyfikacji organizmów, za pomocą których określają ich pozycję wśród innych stworzeń, czyli przynależność do określonych jednostek systematycznych. Podstawową jednostką systematyczną jest gatunek.

Gatunek to grupa organizmów o podobnych cechach strukturalnych i procesach życiowych, które mogą swobodnie się krzyżować i wydawać płodne potomstwo. Osobniki każdego gatunku charakteryzują się również ogólnymi wymaganiami dotyczącymi warunków życia i zajmują określone terytorium.

Gatunki podobne do siebie łączy się w rodzaj. Na przykład brzoza brodawkowata i brzoza omszona należą do rodzaju brzozy. Z kolei bliskie rodzaje łączą się w rodziny. Na przykład rodzaje Buk, Kasztan i Dąb należą do rodziny Buków. Bliskie rodziny łączą się w zakony. Na przykład rodziny Buk i Brzoza są zawarte w rzędzie Beeceae.

Zamknięte zlecenia grupowane są w klasy. Na przykład rząd Beeceae, wraz z wieloma innymi rzędami, należy do klasy Dicotyledons. Zajęcia z kolei łączone są w wydziały. Na przykład klasy roślin dwuliściennych i jednoliściennych są klasyfikowane w dziale Rośliny okrytozalążkowe. Najwyższą jednostką systematyczną jest królestwo. Zatem wszystkie podziały roślin należą do królestwa roślin.

Zatem sklasyfikowanie określonego organizmu oznacza określenie jego miejsca w systemie świata żywego, to znaczy jego przynależności do pewnych systematycznych jednostek.

Rozważmy, dla zapoznania się (a nie dla zapamiętywania), klasyfikację roślin na przykładzie róży psiej, którą znasz.

Nazwę „biologia” dla nauki badającej przyrodę żywą zaproponował jednocześnie i niezależnie w 1802 r. francuski naukowiec J.-B. Lamarck (1744–1829) i Niemiec G. R. Treviranus (1776–1837).

Szwedzki badacz przyrody Carl Linnaeus (1707–1778) zaproponował system klasyfikacji flory i fauny. To on wprowadził podwójne nazwy gatunkowe, czyli nazwy składające się z dwóch słów.

Pierwszą próbę klasyfikacji roślin podjął starożytny grecki naukowiec Teofrast (370–285 p.n.e.). Nazywany jest „ojcem botaniki”.

Rozwój transportu, stały handel i inne połączenia między krajami sprawiły, że owoce i nasiona różnych roślin mają możliwość „podróżowania” z ludźmi na wszystkich kontynentach. Często tacy „przybysze” szybko osiedlają się w nowych warunkach i stają się szkodliwymi chwastami. Na przykład chwasty galinsoga i ambrozja sprowadzono z kontynentu amerykańskiego do Europy, które w bardzo krótkim czasie zostały szeroko rozsiane po polach i ogrodach warzywnych Ukrainy. Dlatego w większości krajów utworzono specjalne służby kwarantannowe, których zadaniem jest kontrola importu roślin i monitorowanie ich przemieszczania się na terenie całego kraju.

Ziemniaki sprowadzono do Europy z Ameryki w połowie XVI wieku jako roślinę ozdobną ze względu na piękne kwiaty. Dopiero później zaczęto ją uprawiać jako roślinę warzywną. Na terytorium byłego Imperium Rosyjskiego Piotr I nakazał uprawę ziemniaków jako rośliny warzywnej, ale chłopi z niewiedzy nie jedli bulw, ale trujące jagody i często chorowali na to. Zdarzają się nawet tak zwane zamieszki ziemniaczane, kiedy chłopi odmawiają sadzenia ziemniaków. Dlatego masową uprawę ziemniaków w Rosji i na Ukrainie rozpoczęto dopiero w połowie XIX wieku.

1. Różnorodność świata żywego

2. Rozwój taksonomii.

3. Powstanie naturalnego systemu klasyfikacji.

4. Grupy systematyczne.

1. Różnorodność świata żywego

Otaczająca nas żywa przyroda w całej swojej różnorodności jest wynikiem długiego historycznego rozwoju świata organicznego na Ziemi, który rozpoczął się prawie 3,5 miliarda lat temu. Różnorodność biologiczna organizmów żywych na naszej planecie jest ogromna. Każdy typ jest wyjątkowy i niepowtarzalny. Na przykład istnieje ponad 1,5 miliona gatunków zwierząt. Jednak według niektórych naukowców w samej klasie owadów istnieje co najmniej 2 miliony gatunków, z których zdecydowana większość koncentruje się w strefie tropikalnej. Liczba zwierząt w tej klasie jest również duża - wyrażana jest liczbami z 12 zerami. A w zaledwie 1 m 3 wody może znajdować się aż 77 milionów różnych jednokomórkowych organizmów planktonowych.

Tropikalne lasy deszczowe są szczególnie bogate w różnorodność biologiczną. Rozwojowi cywilizacji ludzkiej towarzyszy wzrost presji antropogenicznej na naturalne zbiorowiska organizmów, w szczególności niszczenie największych połaci lasów amazońskich, co prowadzi do zaniku szeregu gatunków zwierząt i roślin oraz zmniejszenia różnorodności biologicznej.

2. Nauki specjalne pomagają zrozumieć całą różnorodność świata organicznego - taksonomia. Tak jak dobry kolekcjoner klasyfikuje zebrane przedmioty według pewnego systemu, taksonomista klasyfikuje organizmy żywe na podstawie cech. Co roku naukowcy odkrywają, opisują i klasyfikują nowe gatunki roślin, zwierząt, bakterii itp. Dlatego taksonomia jako nauka stale się rozwija. Tak więc w 1914 r. Po raz pierwszy opisano przedstawiciela nieznanego wówczas zwierzęcia bezkręgowego i dopiero w 1955 r. zoolog domowy A.V. Iwanow (1906-1993) uzasadnił i udowodnił, że należy on do zupełnie nowego rodzaju bezkręgowców - pogonophora .

Rozwój taksonomii (tworzenie sztucznych systemów klasyfikacji). Próby klasyfikacji organizmów naukowcy podejmowali już w starożytności. Wybitny starożytny grecki uczony Arystoteles opisał ponad 500 gatunków zwierząt i stworzył pierwszą klasyfikację zwierząt, dzieląc wszystkie znane wówczas zwierzęta na następujące grupy: I. Zwierzęta bez krwi: o miękkiej budowie ciała (odpowiada głowonogom); o miękkiej skorupie (skorupiaki); owady; kraniodermy (muszle i szkarłupnie). II. Zwierzęta z krwią: czworonogi żyworodne (odpowiadające ssakom); ptaki; jajorodne czworonogi i beznogie (płazy i gady); żyworodne zwierzęta beznogie oddychające płucami (walenie); Beznogie, łuskowate ryby oddychające skrzelami.

Do końca XVII wieku. zgromadzono ogromną ilość materiału na temat różnorodności form zwierząt i roślin, co wymagało wprowadzenia pojęcia gatunku; po raz pierwszy zrobiono to w pracach angielskiego naukowca Johna Raya (1627-1705). Zdefiniował gatunek jako grupę morfologicznie podobnych osobników i podjął próbę klasyfikacji roślin na podstawie budowy ich organów wegetatywnych. Jednak słynny szwedzki naukowiec Carl Linnaeus (1707–1778), który w 1735 r. opublikował swoje słynne dzieło „System natury”, słusznie uważany jest za twórcę nowoczesnej systematyki. Za podstawę klasyfikacji roślin K. Linneusz przyjął budowę kwiatu. Pogrupował blisko spokrewnione gatunki w rodzaje, podobne rodzaje w rzędy, a rzędy w klasy. W ten sposób opracował i zaproponował hierarchię kategorii systematycznych. W sumie naukowcy zidentyfikowali 24 klasy roślin. Aby oznaczyć gatunek, K. Linneusz wprowadził podwójną lub binarną nomenklaturę łacińską. Pierwsze słowo oznacza nazwę rodzaju, drugie - na przykład gatunku Stumus zwyczajny. W różnych językach nazwa tego gatunku jest zapisywana inaczej: po rosyjsku - szpak pospolity, po angielsku - szpak pospolity, po niemiecku - Gwiazda Gemeinera, Francuski - etoumeau sansonnet itp. Wspólne łacińskie nazwy gatunków pozwalają zrozumieć, o kim mówimy i ułatwiają komunikację między naukowcami z różnych krajów. W systemie zwierzęcym K. Linneusz zidentyfikował 6 klas: Ssaki (ssaki). Umieścił człowieka i małpy w tej samej kolejności, naczelne; Aves (ptaki); Płazy (gady lub płazy i gady); Ryby (Ryby); Owady (owady); Vermes (robaki).

3. Powstanie naturalnego systemu klasyfikacji. System K. Linneusza, pomimo wszystkich swoich niezaprzeczalnych zalet, był z natury sztuczny. Został zbudowany na podstawie zewnętrznych podobieństw między różnymi gatunkami roślin i zwierząt, a nie na podstawie ich prawdziwego związku. W rezultacie zupełnie niespokrewnione gatunki trafiały do ​​tych samych systematycznych grup, a blisko spokrewnione okazywały się od siebie oddzielone. Na przykład Linneusz uważał liczbę pręcików w kwiatach roślin za ważną cechę systematyczną. W wyniku takiego podejścia powstały sztuczne grupy roślin. Zatem kalina i marchewka, dzwonki i porzeczki znalazły się w jednej grupie tylko dlatego, że kwiaty tych roślin mają 5 pręcików. Linneusz umieścił rośliny różniące się charakterem zapylania w jednej klasie roślin jednopiennych: świerk, brzoza, rzęsa, pokrzywa itp. Jednak pomimo niedociągnięć i błędów w systemie klasyfikacji, prace C. Linneusza odegrały ogromną rolę w rozwoju nauki, umożliwiając naukowcom poruszanie się po różnorodności organizmów żywych.

Klasyfikując organizmy według zewnętrznych, często najbardziej uderzających cech, C. Linneusz nigdy nie ujawnił przyczyn takiego podobieństwa. Dokonał tego wielki angielski przyrodnik Karol Darwin. W swoim dziele „O powstawaniu gatunków...” (1859) jako pierwszy wykazał, że podobieństwa między organizmami mogą wynikać ze wspólnego pochodzenia, tj. związek gatunków. Od tego czasu taksonomia zaczęła nosić ciężar ewolucyjny, a systemy klasyfikacyjne budowane na jej podstawie są czymś naturalnym. Jest to bezwarunkowa zasługa naukowa Karola Darwina.

Współczesna taksonomia opiera się na wspólności podstawowych cech morfologicznych, ekologicznych, behawioralnych, embrionalnych, genetycznych, biochemicznych, fizjologicznych i innych sklasyfikowanych organizmów. Wykorzystując te cechy, a także informacje paleontologiczne, taksonomista ustala i udowadnia wspólne pochodzenie (pokrewieństwo ewolucyjne) danego gatunku lub stwierdza, że ​​klasyfikowane gatunki znacznie się od siebie różnią i są od siebie odległe.

4. Grupy systematyczne i klasyfikacja organizmów. Współczesny system klasyfikacji można przedstawić w postaci następującego schematu: imperium, nadkrólestwo, królestwo, podkrólestwo, typ (podział - dla roślin), podtyp, klasa, rząd (kolejność - dla roślin), rodzina, rodzaj, gatunek. Dla rozbudowanych grup systematycznych wprowadzono także dodatkowe pośrednie kategorie systematyczne, takie jak nadklasa, podklasa, nadrząd, podrząd, nadrodzina, podrodzina. Na przykład klasy ryb chrzęstnych i kostnych są połączone w nadklasę ryb. W klasie ryb kostnych wyróżnia się podklasy ryb płetwiastych i płetwiastych itp.

Wcześniej wszystkie żywe organizmy dzieliły się na dwa królestwa - Zwierzęta i Rośliny. Z biegiem czasu odkryto organizmy, których nie można było zaliczyć do jednego z nich. Obecnie wszystkie organizmy znane nauce dzielą się na dwa imperia: przedkomórkowe (wirusy i fagi) i komórkowe (wszystkie pozostałe organizmy). Przedkomórkowe formy życia. W Imperium Przedkomórkowym istnieje tylko jedno królestwo – wirusy. Są to niekomórkowe formy życia, które mogą atakować i rozmnażać się w żywych komórkach. Nauka po raz pierwszy dowiedziała się o wirusach w 1892 r., kiedy rosyjski mikrobiolog D.I. Iwanowski (1864–1920) odkrył i opisał wirusa mozaiki tytoniowej, czynnik sprawczy choroby mozaiki tytoniowej. Od tego czasu wyłoniła się specjalna gałąź mikrobiologii - wirusologia. Istnieją wirusy zawierające DNA i zawierające RNA.

Komórkowe formy życia. Imperium Komórkowe jest podzielone na dwa królestwa (Przednuklearne, czyli Prokarioty, i Nuklearne, czyli Eukarionty). Prokarioty to organizmy, których komórki nie mają utworzonego (związanego z błoną) jądra. Do prokariotów zalicza się królestwo Drobyanok, które obejmuje podkrólestwa Bakterii i Niebiesko-zielonych (Cyjanobakterii). Eukarionty to organizmy, których komórki mają uformowane jądro. Należą do nich królestwa zwierząt, grzybów i roślin (ryc. 4.1).

Ogólnie rzecz biorąc, Imperium Komórkowe składa się z czterech królestw: Młynek, Grzybów, Roślin i Zwierząt.

Jako przykład rozważ systematyczne położenie dobrze znanego gatunku ptaka - szpaka pospolitego:

Tym samym w wyniku wieloletnich badań powstał naturalny system wszystkich żywych organizmów.