Содержание
Основные формы жизни организмов в биологии и их особенности
Организмы с клеточным строением
Организм — основная форма жизни в биологии — представляет собой биологическую систему, включающую функционирующие как одно целое и взаимосвязанные части.
У любого организма можно обнаружить такие признаки живого как рост, развитие, размножение, раздражительность, наследственность, изменчивость.
Основная и прогрессивная форма жизни на Земле — организмы с клеточным строением.
Клетка — элементарная живая система — лежит в основе развития и строения животных и растительных организмов. Она является наиболее мелкой структурой, границей делимости организма и, при этом, обладает всеми признаками, которые есть у целого организма.
Определение 1
Клетка — простейшая живая система, у которой есть способности к самовоспроизведению, самообновлению и саморегуляции.
Нельзя говорить о тождественности и идентичности клеток, образующих живой организм. Однако можно утверждать про единый принцип строения и наличие общих признаков, что подтверждает единство происхождения всех живых организмов и единообразие органического мира.
Есть 2 системы, характерные клеткам, обеспечивающие их жизнедеятельность:
- Первая система отвечает за рост, развитие и размножение клетки. Она включает в себя структуры, отвечающие за репликацию ДНК, синтез РНК и белков.
- Вторая система отвечает за обеспечение процессов синтеза веществ в клетке и другие варианты физиологической деятельности.
Отмечается тесное взаимодействие обеих систем.
Живые клетки берут из окружающей среды воду и различные питательные элементы. Также они способны менять свою структуру и процессы жизнедеятельности (адаптироваться) — как ответ на внешние раздражители.
В основе разных по происхождению клеток лежат элементы, у которых наблюдаются сходства на различных уровнях: атомарном (H, O, N, С и др), молекулярном (нуклеиновые кислоты, белки и др), надмолекулярном (органоиды и надмембранные структуры).
Кроме перечисленных, у клеток имеются и другие общие свойства. Все они объединены единством жизненных химических процессов, таких как дыхание, синтез макромолекул (белки, АТФ, нуклеиновые кислоты, ферменты и пр), использование и превращение энергии.
Замечание 1
Протекание химических реакций не хаотично, а согласовано и связанно с молекулярными структурами клетки.
Типичная клетка состоит из ядра, плазматической мембраны, цитоплазмы с различными органоидами. Растительные клетки также имеют вакуоль, прекрасно сформированную целлюлозную оболочку и различные пластиды.
Клеточные организмы и их жизненные формы
Основная форма жизни — это клеточные организмы. При этом, организмы, населяющие нашу планету, отличаются разнообразием строения. Среди них есть одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы. Важно, что только среди одноклеточных есть прокариоты, а колониальные и многоклеточные являются эукариотами.
Одноклеточные организмы
Самые простые из всех организмов — одноклеточные. Они представлены всеми основными царствами: Растения, Животные, Грибы и Дробянки.
Распространение одноклеточных по жизненным пространствам впечатляет: они обитают в воде, воздухе, почве, а также в телах многоклеточных организмов (в качестве паразитов или симбионтов).
Во многом это стало возможным благодаря успешному приспособлению одноклеточных к постоянно меняющимся условиям жизни.
Практически половина живой массы планеты — одноклеточные. Одна часть из них — автотрофы, другая — гетеротрофы.
Довольно простое строение — главная особенность одноклеточных. Их тело — это одна клетка, обладающая всеми признаками целого организма.
Замечание 2
Клетка имеет органеллы, которые похожи на органы многоклеточных: они могут выполнять различные функции.
Для одноклеточных характерно быстрое размножение. Если условия благоприятные, за час-два они способным дать одно, два или три поколения. Если условия неблагоприятные, то они образуют споры, покрытые плотной оболочкой: процессы жизнедеятельности в этих спорах практически полностью прекращаются. Но когда благоприятные условия наступают, споры трансформируются в активно функционирующие клетки.
Пример 1
Царство Дробянки включают только прокариотические одноклеточные организмы. Эукариоты встречаются в других царствах.
К примеру, среди Растений — это одноклеточные водоросли, среди Животных — простейшие, среди Грибов — одноклеточные грибы.
Замечание 3
Единственная клетка одноклеточных организмов отвечает за все его жизненные функции и процессы.
Одноклеточные организмы — бактерии, простейшие (инфузория, амеба, малярийный плазмодий), большинство водорослей (хлорелла, микроцистис, хламидомонада), примитивные грибы (дрожжи, мукор). Большинство одноклеточных — безъядерные (прокариоты). К примеру, бактерии и цианобактерии. Клетки таких организмов вместо ядра содержат генетический его аналог — он диффузно распылен в цитоплазме.
Колониальные организмы
Многие ученые считают колониальные организмы переходными формами жизни — между клеточными формами и многоклеточными.
Простой пример колониальной формы — бактерии, которые в процессе деления образуют колонии. Каждый вид бактерий имеет свою форму колонии. Для них характерен синтез определенных ферментов — с их помощью питательные вещества используются более эффективно.
В случае неблагоприятных условий, клетки колоний формируют споры, которые являются гарантией их выживания.
Колонии способны образовывать и зеленые водоросли. К примеру, колониальная зеленая водоросль вольвокс. Она напоминает многоклеточных организм. Ее жгутики бьются согласованно, благодаря чему обеспечивается направленное движение колонии. Репродуктивные клетки, ответственные за размножение, находятся с одной стороны колонии. Внутри материнской колонии они образуют дочерние колонии, в последующем отделяющиеся для самостоятельного существования.
Многоклеточные организмы
У многоклеточных организмов, в сравнении с одноклеточными, полно преимуществ. Одно из них — возможность использования недоступных единичной клетке ресурсов окружающей среды.
Пример 2
Множество клеток, образующих ткани и органы, дают возможность дереву достигать больших размеров: корни обеспечивают организм водным и минеральным питанием, а листья — органическим веществом.
Тело многоклеточного организма образует совокупность множества клеток.
Группы клеток имеют специализацию относительно выполнения жизненно важных функций — это ткани. Комплексы тканей формируют органы, которые, в свою очередь, осуществляя совместную слаженную деятельность, представляют систему органов. Из систем органов, которые связаны друг с другом функционально, образуется организм.
В многоклеточном организме особенности строения и распределение функций можно посмотреть на примере определенных тканей:
- у животных это нервная, эпителиальная, мышечная и соединительная;
- у растений это проводящая, покровная, образующая и ассимилирующая (фотосинтезирующая).
Образование клеточных сообществ у растений повышает эффективность их неподвижного существования. Группы клеток у животных сформированы так, чтобы организм, активно двигаясь, без проблем находил пищу или осуществлял другие функции. Группы животных клеток тесно связаны и формируют системы, тесно взаимодействующие между собой.
Ткани и органы позволяют многоклеточному организму эффективнее добывать пищу и осваивать новые места для жизни.
Решение задач
от 1 дня / от 150 р.
Курсовая работа
от 5 дней / от 1800 р.
Реферат
от 1 дня / от 700 р.
Самые древние формы жизни на Земле появились благодаря вирусам
Анастасия
Никифорова
Новостной редактор
Ученые предполагают, что вирусы сыграли ключевую роль в создании строматолитов. Это самые ранние форм жизни на Земле.
Читайте «Хайтек» в
Жизнь в том виде, которой мы ее знаем на Земле, возможно, никогда бы не возникла, если бы не вирусы. Такую гипотезу выдвинули ученые, изучающие «живые камни» — строматолиты — возрастом в миллиарды лет.
В статье, опубликованной в журнале Trends in Microbiology, группа ученых из Университета Южного Уэльса в Сиднее и США рассмотрела свидетельства существования древнейших форм жизни в окаменелостях, известных как строматолиты.
Это слоистые известняковые породы, часто встречающиеся на мелководье по всему миру. Исследователи стремились понять механизм, который привел к созданию колоний одноклеточных организмов (бактериальные маты) и в последствии строматолитов.
Ученые считают, что именно вирусы могут быть недостающей частью головоломки. Возможно, именно благодаря ним мягкий микробный мат превратился — или литифицировался — в твердые строматолитовые элементы. Они преобладают в таких местах, как залив Шарк и Пилбара в Западной Австралии.
Строматолиты являются одной из старейших известных микробных экосистем, возраст которых составляет около 3,7 млрд лет. Они широко распространены в летописи окаменелостей и являются одними из самых ранних примеров жизни на Земле.
Ученые хотели понять механизм превращения микробных матов в строматолиты не только потому, что об этом процессе известно очень мало, но и потому, что это может добавить к знаниям ученых о жизни на Земле и, возможно, на других планетах.
Осколок строматолитовой породы, обнаруженный в заливе Шарк, демонстрирует слоистые отложения, образованные микробными матами миллиарды лет назад. Предоставлено: UNSW / Брендан Бернс.
Авторы постулируют, что переход бактериального мата от мягких клеток к камню усиливался за счет взаимодействия с вирусами. Ученые предложили, что вирусы могут иметь прямое или косвенное влияние на метаболизм бактерий, который регулирует переход от мата к камню.
В сценарии прямого воздействия вирусы проникают в ядро цианобактерий и влияют на метаболизм хозяина, вставляя и удаляя гены, которые одновременно повышают приспособленность вируса и хозяина. Это, в свою очередь, увеличивает выживаемость микробного мата и отбирает гены, которые потенциально влияют на осаждение карбонатов.
В косвенном сценарии ученые говорят о процессе, известном как вирусный лизис, когда вирусы проникают в живые клетки и вызывают разрушение их мембран и высвобождение их содержимого.
Это фактически и приводит к гибели клеток.
Читайте также
Создана первая точная карта мира. Что не так со всеми остальными?
Ученые впервые зафиксировали, как вокруг звезд малой массы формируются планеты
Открыто лекарство от старости, убирающее стареющие клетки
Отношения предки/потомки, которые соединяют | ||||||||
Биосфера: жизнь на Земле Жизнь! Это повсюду на Земле; можно найти живые организмы с полюсов Три сферы жизни
До сравнительно недавнего времени живые организмы делились на два царства: Однако недавняя работа показала, что то, что когда-то называлось «прокариотами», За последние два десятилетия было проделано много дополнительной работы. Четвертая группа биологических объектов, вирусы, Во всех кладограммах наших экспонатов, если в коробке есть картинка, это означает | ||||||||
Разнообразие жизни поистине удивительно, но все живые организмы
Схема, наиболее часто используемая в настоящее время, делит все живое
Происхождение жизни на Земле
Все, что мы знаем о жизни, получено из одной выборки: жизнь здесь, на Земле. И дело в том, что мы точно не знаем, как жизнь возникла из неорганической материи все эти миллиарды лет назад… и кто сказал, что на разных планетах во Вселенной не могли происходить разные процессы? Возможно, есть еще вопросы, которые нужно задать, больше возможностей для рассмотрения.
Но давайте начнем с того, что мы знаем о некоторых из самых первых живых существ на Земле.
Цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли, появились на Земле довольно давно. Возможные ископаемые образцы были найдены в горных породах возрастом около 3500 миллионов лет в Западной Австралии.
Хотя цианобактерии обычно называют сине-зелеными водорослями, на самом деле они водорослями не являются. Цианобактерии и бактерии в целом являются прокариотическими формами жизни. В основном это означает, что их клетки не имеют органелл (крошечных структур внутри клеток, выполняющих определенные функции) и не имеют отдельных ядер — их генетический материал смешивается с остальной частью клетки. Эта характеристика характерна для бактерий и архей; все остальные формы жизни на Земле, включая настоящие водоросли, состоят из эукариотических клеток с органеллами и с генетическим материалом, содержащимся в одном месте (ядре).
Полосатая картина из массы цианобактерий (сине-зеленых водорослей).
Изображение адаптировано: Бобби Маккей; CC BY ND 2.0
Бактерии (и археи) — выносливые существа. Они процветают в горячей, холодной, соленой, кислой и щелочной среде, в которой погибло бы большинство эукариот. Несмотря на это, у них плохой имидж: ведь бактерии вызывают у человека множество заболеваний.
Но без них нас может вообще не быть. Прокариоты были самыми ранними формами жизни, простыми существами, которые питались соединениями углерода, которые накапливались в первых океанах Земли. Постепенно появились и другие организмы, которые использовали энергию Солнца вместе с такими соединениями, как сульфиды, для выработки собственной энергии. Затем цианобактерии пошли еще дальше: они начали использовать воду во время фотосинтеза, выделяя кислород в качестве побочного продукта. Со временем в атмосфере Земли накопилось достаточно кислорода, чтобы обеспечить эволюцию организмов, метаболизирующих кислород.
Когда мы отправляемся во вселенную на поиски жизни за пределами нашей родной планеты, мы думаем, что, скорее всего, найдем ее где-то там, где есть вода…
Но мы можем быть обязаны бактериям больше, чем воздуху, которым дышим.
Вполне вероятно, что эукариотические клетки, из которых состоят люди, произошли от бактерий около двух миллиардов лет назад. Одна из теорий состоит в том, что эукариотические клетки эволюционировали в результате симбиотических отношений между двумя независимыми прокариотическими бактериями. Одна бактерия поглощалась другой, а меньшая клетка продолжала существовать внутри другой, что было выгодно обоим. Они эволюционировали, чтобы стать более продвинутой эукариотической клеткой с ее ядром, окруженным мембраной.
Как бы то ни было, эволюция эукариотических клеток стала важной вехой в истории жизни на Земле. По мере того как условия становились более благоприятными, начали развиваться более сложные организмы.
Одним из старейших свидетельств жизни на Земле являются окаменелые остатки структур микробного мата возрастом 3,49 миллиарда лет, которые выглядят как морщины в скалах, найденные в районе Пилбара в Западной Австралии. Также в районе Пилбара обнаружены окаменелые остатки строматолитов.