Жизнь – одна из форм существования материи, закономерно возникающая при определенных условиях в процессе развития материи. Фактически это определение ничего не определяет, кроме того, что существует феномен жизни. Существует множество разнообразных теорий происхождения жизни:
· креационизм – божественное сотворение жизни;
· самозарождение из неживой природы (по Аристотелю черви рождаются прямо из земли, только в XVII веке Ф.Реди доказал зарождение живого только из живого);
· занесение из космоса (концепция имеет много сторонников, особенно в связи с последними открытиями бактериеобразных форм в углистых метеоритах Антартики);
· гипотеза биохимической эволюции – возникновение белков и нуклеотидов из первичного бульона простейших органических соединений небиологическим путем (А.Опарин). Вероятность такого спонтанного самозарождения ничтожно мала, хотя возможность доказана экспериментально;
· концепция энергетического происхождения И. Пригожина, А.Волькейнштейна (воздействие на первичный организм молекулы различных излучений);
· концепция информационного происхождения А.Н. Колмогорова, А.А. Ляпунова и др.;
· гипотеза информационной природы жизни, некоторые ученые высказывают предположение о вечности жизни, т.е. о возникновении жизни вместе с возникновением Вселенной.
Если с возникновением жизни дела и понимание обстоят достаточно туманно, то в вопросе о свойствах живого ясности гораздо больше. Живые организмы:
· имеют высокоупорядоченное строение и состоят из химических соединений, имеющих высокий уровень организации (белков, ДНК, липидов и др.);
· способны к обмену веществ, состоящему из взаимодополняющих процессов синтеза и распада веществ. При распаде веществ образуются компоненты, необходимые для синтеза;
· способны к раздражимости – способны реагировать на изменение состояния окружающей среды;
· способны к росту и развитию, как усложнению организации при увеличении количества клеток, молекул и пр.;
· способны размножаться – способны к самовоспроизведению и передаче наследственной информации;
· у них существует способность к движению как перемещению частей на уровне клетки, организма, биосферы;
· обладают саморегуляцией и самоорганизацией для поддержания гомеостаза – динамического постоянства внутренней среды организма при постоянном воздействии факторов внешней среды;
· обладают наследственностью – способностью передавать признаки и свойства организма из поколения в поколения при размножении.
· обладают изменчивостью – способностью организма изменять свои свойства в процессе приспособления к среде.
В результате, главным свойством живых организмов является их способность к эволюции через адаптации к изменяющимся факторам окружающей среды. Эволюция жизни привела к появлению чрезвычайного разнообразия форм живых существ.
Раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам, называется систематикой. Раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации, называется таксономией. Классификация – распределение всего множества живых организмов по определенной системе иерархически соподчиненных групп – таксонов. Иерархия таксонов:
Растения |
Животные |
Царство |
Царство |
Отдел |
Тип |
Класс |
Класс |
Порядок |
Отряд |
Семейство |
Семейство |
Род |
Род |
Вид |
Вид |
Основной таксономической единицей является вид. Вид – это совокупность особей, сходных по строению, имеющий одинаковый набор хромосом и общее происхождение, приспособленных к сходным условиям обитания и занимающих определенный ареал.
Систематика живых организмов часто обновляется, в целом она выглядит так:
I. Неклеточные формы. Царство Вирусы. |
|||
II. Клеточные формы: |
|||
1. Надцарство Прокариоты (Procariota*): |
|||
1) царство Бактерии (Bacteria); |
|||
2) царство Архебактерии (Archaebacteria); |
|||
3) царство Прокариотические водоросли: |
|||
а) отдел Синезеленые водоросли, или Цианеи (Суапоbionta); |
|||
б) отдел Прохлорофитовые водоросли, или Прохлорофиты (Prochlorophyta); |
|||
2. Надцарство Эукариоты (Eucariotа): |
|||
1) царство Растения (Plantae): |
|||
а) подцарство Багрянки (Rhodobionta); |
|||
б) подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta); |
|||
в) подцарство Высшие растения (Embryobionta); |
|||
2) царство Грибы (Mycota): |
|||
а) подцарство Низшие грибы (одноклеточные) (Мухоbionta); |
|||
б) подцарство Высшие грибы (многоклеточные) (Mycobionta); |
|||
3) царство Животные (Animalia): |
|||
|
а) подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa); |
||
б) подцарство Многоклеточные (Metazoa). |
Исходя из исключительного разнообразия видов живых существ на земле (по различным подсчетам от 2,5 до 25 млн. видов, ученые расходятся во мнениях относительно количества видов из надкласса Insecta, т.е. насекомых) в систематике для обозначения видов на международном уровне принято использование латинского языка. Каждому вновь открытому виду присваивается родовое название и видовой эпитет в стро
* Ряд ученых в надцарстве Прокариоты выделяет одно царство дробянки, которое включает три подцарства: Бактерии, Архебактерии и Цианобактерии.
гом соответствии с его иерархическим положением (например: Homo sapiens – человек разумный).
В кратком изложении основные структурные подразделения живого мира:
1) Микроорганизмы – примерно 10 млн. видов прокариотических организмов, т.е. не имеющих обособленного ядра. Включают одно царство – Дробянки и 3 подцарства: сине-зеленые водоросли (цианобактерии), архебактерии и собственно бактерии;
2) царство Грибы – около 100 тыс. видов организмов, сходных по некоторым свойствам и с растениями, и с животными. Это гетеротрофные организмы (не способные к образованию органики из неорганических соединений), имеющие клеточную стенку и способные к неограниченному росту. Царство включает 2 отдела: низшие (например, дрожжи) и высшие (например, сыроежки);
3) отдел Лишайники – представляют собой симбиоз гриба и цианобактерий. С экологических позиций весьма важная группа, так как лишайники очень чувствительны к загрязнению атмосферы и служат во всех экосистемах биоиндикаторами загрязнения среды;
4) царство Растения – эукариоты (имеют обособленное ядро), фотосинтезирующие организмы, имеющие клеточную стенку из целлюлозы и запасающие питательные вещества в виде крахмала. Выделяют 2 подцарства:
· низшие растения: водоросли – более 46 тыс. видов;
· высшие растения:
ü мхи более – 309 тыс. видов;
ü плауны, хвощи, папоротники – 10 тыс. видов;
ü семенные растения:
- голосеменные – около 700 видов;
- покрытосеменные – около 250 тыс. видов;
5) царство Животные – отличается от растений отсутствием клеточной стенки и фотосинтезирующих органелл (хлоропластов и др.), гетеротрофностью, способностью запасать питательные вещества в виде гликогена и способностью к движению с помощью специальных органов.
· подцарство простейшие – 15 тыс. видов;
· подцарство многоклеточные:
ü тип кишечнополостные – 20 тыс. видов;
ü типы плоских, круглых и кольчатых червей;
ü тип членистоногие:
- ракообразные – 20 тыс. видов;
- паукообразные – 60 тыс. видов;
- насекомые – от 2 до 25 млн. видов;
ü тип моллюски – 100 тыс. видов;
ü тип иглокожие – 5 тыс. видов;
ü тип хордовые – 45 тыс. видов.
Кроме того, существуют различные классификации исходя из важнейших свойств живых существ. Отдельного рассмотрения требует классификация живых организмов по типу питания. Питание – это процесс потребления вещества и энергии.
По типу питания живые организмы делятся:
1) по источнику энергии:
· фототрофы (используют световую энергию), например, дерево;
· хемотрофы (используют энергию химических связей), например, серобактерии, окисляющие H2S;
2) по источнику углерода:
· автотрофы (синтезирующие органику на свету), например, дерево;
· гетеротрофы (используют органику вещества), например, коровы;
1) по типу окисляемого субстрата:
· литотрофы (окисляют неорганические соединения H2O, H2S, S, H2);
· органотрофы (окисляют органические вещества).
Гетеротрофы, в свою очередь, делятся:
1) по способу получения пищи:
· фаготрофы (заглатывают куски) – животные;
· осмотрофы (поглощают питательнее вещества через клеточную стенку) – грибы, бактерии;
2) по состоянию пищи:
· биотрофы (питаются живыми организмами):
ü фитофаги (едят растения) – коровы,
ü зоофаги (едят животных) – тигр,
· сапротрофы (питаются мертвой органикой):
ü сапрофиты (растения, живущие на мертвой органике),
ü сапрофаги (животные, питающиеся мертвой органикой),
ü копрофаги (питающиеся экскрементами),
ü некрофаги (питающиеся трупами),
ü детритофаги (питаются донной органикой в различной степени разложения).
Некоторые организмы способны к смешанному типу питания – миксотрофы. Это представители отдела эвгленовых водорослей (зоологи эту группу считают своей и называют ее «растительные жгутиконосцы»). Эти организмы питаются на свету как растения, а в темноте как животные.