Știința sistematicii. Principiile taxonomiei moderne. Principalele categorii sistematice ale regnului animal. Conceptul de specie, populație. Caracteristici ale structurii plantelor Obiectul de studiu al taxonomiei

sistematica biologica - disciplina stiintifica, ale căror sarcini includ elaborarea de principii pentru clasificarea organismelor vii și aplicarea practică a acestor principii la construcția unui sistem. Clasificarea aici se referă la descrierea și plasarea în sistem a tuturor organismelor existente și dispărute.

Principalele obiective ale taxonomiei sunt:

numele (inclusiv descrierea) taxonilor,

diagnosticare (definiție, adică găsirea unui loc în sistem),

extrapolare, adică predicția caracteristicilor unui obiect, pe baza faptului că acesta aparține unui anumit taxon. De exemplu, dacă, pe baza structurii dinților, am atribuit animalul ordinului rozătoarelor, atunci putem presupune că are un cecum lung și membre plantigrade, chiar dacă nu cunoaștem aceste părți ale corpului. .

Clasificările moderne ale organismelor vii sunt construite pe un principiu ierarhic. Diferitele niveluri ale ierarhiei (rangurile) au propriile nume (de la cel mai înalt la cel mai mic): regat, tip sau departament, clasă, ordine sau ordine, familie, gen și, de fapt, specie. Speciile constau deja din indivizi individuali. Este acceptat că orice organism anume trebuie să aparțină în mod constant tuturor celor șapte categorii. În sistemele complexe, categoriile suplimentare sunt adesea distinse, de exemplu, folosind prefixele over- și sub- (superclasă, subtip etc.) pentru aceasta. Fiecare taxon trebuie să aibă un anumit rang, adică să aparțină oricărei categorii taxonomice. Relativ nou este conceptul de supra-regn, sau domeniu biologic. A fost propusă în 1990 de Carl Woese și a introdus împărțirea tuturor taxonilor biologici în trei domenii: 1) eucariote (domeniu care a unit toate organismele ale căror celule conțin un nucleu); 2) bacterii; 3) arheea.

Vedere (lat. specie) - principala unitate structurală a sistematicii biologice a organismelor vii (animale, plante și microorganisme) - o unitate taxonomică, sistematică, un grup de indivizi cu morfofiziologice, biochimice și semne comportamentale, capabil de a se încrucișa, producând descendenți fertili într-un număr de generații, distribuiti în mod natural într-un anumit interval și în mod similar în schimbare sub influența factorilor de mediu.

Specia este unitatea de bază a tuturor viețuitoarelor.

O populație (din latină populatio - populație) este o colecție de organisme din aceeași specie, perioadă lungă de timp locuind în aceeași zonă.

Populație - ansamblu de indivizi din aceeași specie care ocupă o anumită gamă, se încrucișează liber între ei, având o origine comună, o bază genetică și, într-o măsură sau alta, izolați de alte populații ale acestei specii.

6. Teoria celulară, formulați principalele prevederi ale teoriei celulare. Care credeți că este rolul acestei teorii în biologie?

Teoria celulară este o teorie fundamentală pentru biologie, formulată la mijlocul secolului al XIX-lea, care a oferit o bază pentru înțelegerea legilor lumii vii și pentru dezvoltarea doctrinei evoluționiste. Matthias Schleiden și Theodor Schwann au formulat teoria celulară pe baza multor studii despre celulă (1838). Rudolf Virchow mai târziu (1858) a completat-o cu cea mai importantă prevedere (fiecare celulă provine dintr-o altă celulă).

Schleiden și Schwann, rezumând cunoștințele disponibile despre celulă, au demonstrat că celula este unitatea de bază a oricărui organism. Celulele animalelor, plantelor și bacteriilor au o structură similară. Mai târziu, aceste concluzii au devenit baza pentru demonstrarea unității organismelor. T. Schwann și M. Schleiden au introdus conceptul fundamental al celulei în știință: nu există viață în afara celulelor. Teoria celulară a fost completată și editată de fiecare dată.

Prevederi ale teoriei celulare a lui Schleiden-Schwann:

1) Toate animalele și plantele sunt formate din celule.

2) Plantele și animalele cresc și se dezvoltă prin apariția de noi celule.

3) O celulă este cea mai mică unitate a unui lucru viu, iar un întreg organism este o colecție de celule.

Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne:

1) Celula este unitatea elementară a celor vii, nu există viață în afara celulei.

2) Celulă - un singur sistem, include multe elemente interconectate natural, reprezentând o formațiune holistică, formată din unități funcționale conjugate - organele.

3) Celulele tuturor organismelor sunt omoloage.

4) Celula apare doar prin divizarea celulei mamă, după dublarea materialului genetic al acesteia.

5) organism pluricelular este un sistem complex de mai multe celule unite și integrate în sisteme de țesuturi și organe conectate între ele.

6) Celulele organismelor multicelulare sunt totipotente (capacitatea unei celule de a da naștere la orice tip de celulă al unui organism prin diviziune.)

Poziții suplimentare ale teoriei celulare.

Pentru a aduce teoria celulară mai pe deplin în conformitate cu datele biologiei celulare moderne, lista prevederilor sale este adesea completată și extinsă. Multe surse diferă în aceste prevederi suplimentare. Setul este destul de arbitrar.

1) Celulele procariote și eucariote sunt sisteme cu diferite niveluri de complexitate și nu sunt complet omoloage reciproc(vezi mai jos).

2) Baza diviziunii celulare și reproducerii organismelor este copierea informațiilor ereditare - molecule de acid nucleic („fiecare moleculă dintr-o moleculă”). Prevederile privind continuitatea genetică se aplică nu numai celulei în ansamblu, ci și unora dintre componentele sale mai mici - mitocondriilor, cloroplastelor, genelor și cromozomilor.

3) Un organism multicelular este un sistem nou, un ansamblu complex de multe celule unite si integrate intr-un sistem de tesuturi si organe legate intre ele prin factori chimici, umorali si nervosi (reglare moleculara).

4) Celulele multicelulare sunt totipotente (capacitatea unei celule de a da naștere la orice tip de celulă al unui organism prin diviziune), adică au potențele genetice ale tuturor celulelor unui anumit organism, sunt echivalente în informația genetică, dar diferă între ele prin expresia (lucrarea) diferită a diferitelor gene, ceea ce duce la diversitatea lor morfologică și funcțională - la diferențiere.

7. De ce o celulă este definită ca o unitate elementară a vieții și care este dovada că o celulă este validă, este o unitate elementară a vieții?

Adică, toate organismele vii sunt fie multicelulare (constă dintr-un număr mare de celule), fie unicelulare, dar toate au o structură celulară. Bacteriile sunt între vii și natura neînsuflețită, dar structura lor este apropiată de cea celulară. Toate substanțele care alcătuiesc o celulă nu sunt componente ale naturii vii din afara celulei. Astfel, așa cum în matematică există unități de măsură, tot așa în natura vie unitatea de măsură este celula. Nu există viață în afara celulei. Plantele și animalele cresc și se dezvoltă prin formarea de noi celule.

8. Cum înțelegeți diferențele dintre organismele pre-nucleare și cele nucleare? Ipotezele originii celulelor eucariote.

Caracteristici structurale până la organisme nucleare:

1) absența unui nucleu format, membrană nucleară, substanța nucleară este localizată în citoplasmă;

2) ADN-ul este concentrat într-un singur cromozom, care are formă de inel și este situat în citoplasmă;

3) absența unui număr de organite: mitocondrii, reticul endoplasmatic, aparat Golgi;

4) toate organismele din acest grup sunt unicelulare.

Caracteristicile structurii organismelor nucleare:

1) prezența în celulă a unui nucleu format, delimitat de citoplasmă printr-o membrană cu pori;

2) prezența întregului complex de organele citoplasmatice: mitocondrii, aparatul Golgi, lizozomi, ribozomi, reticulul endoplasmatic, centrul celular, precum și membrana plasmatică și membrana exterioară în celulele vegetale, ciuperci;

3) prezența mai multor cromozomi localizați în nucleu.

În roci a căror vârstă nu depășește 1,0-1,4 miliarde de ani au fost găsite resturi fosile de celule de tip eucariote. O apariție ulterioară, precum și asemănarea în termeni generali a proceselor lor biochimice de bază (autoduplicarea ADN-ului, sinteza proteinelor pe ribozomi) ne fac să credem că celulele eucariote au provenit dintr-un strămoș care avea o structură procariotă.

Cel mai popular în prezent ipoteza simbiotică a timpului originea celulelor eucariote, conform căreia baza, sau celula gazdă, în evoluția unei celule de tip eucariote a fost procariotă anaerobă capabil doar de mișcare amiboid. Tranziția la respirația aerobă este asociată cu prezența mitocondriilor în celulă, care a avut loc prin modificări ale simbioților - bacterii aerobe care a intrat în celula gazdă și a coexistat cu ea.

Conform ipoteza invaginării, forma ancestrală a celulei eucariote a fost procariotă aerobă. În interiorul unei astfel de celule gazdă, existau mai multe genomi simultan, atașați inițial de membrana celulară. Organele care au ADN, precum și un nucleu, au apărut prin invaginarea și împletirea secțiunilor membranei, urmată de specializarea funcțională în nucleu, mitocondrii și cloroplaste. În procesul de evoluție ulterioară, genomul nuclear a devenit mai complex și a apărut un sistem de membrane citoplasmatice.

9. Ce știi despre bacterii și proprietățile lor? Conceptul atât de genotip, cât și de fenotip al microorganismelor. Transfer de informație genetică - conjugare, transducție, transformare.

BACTERII, organisme microscopice simple unicelulare aparținând regnului Procariote (procariote). Nu au un nucleu clar definit, majoritatea sunt lipsiți de CLOROFILĂ. Mulți dintre ei au mobilitate, înoată cu ajutorul flagelilor în formă de bici. Se reproduc în principal prin diviziune. ÎN Condiții nefavorabile multe dintre ele sunt capabile să se conserve în interiorul sporilor, care sunt foarte rezistenți datorită învelișurilor lor dense de protecție. Împărțite în aerobe și anaerobe. Deși bacteriile patogene sunt cauza majorității bolilor umane, multe dintre ele sunt inofensive sau chiar benefice pentru om, deoarece formează o verigă importantă în LANȚUL ALIMENTAR, de exemplu, ajută la procesarea țesuturilor vegetale și animale, la transformarea azotului și a sulfului în AMINOACIZI și alți compuși pe care îi pot folosi plantele și animalele; Unele bacterii contin clorofila si sunt implicate in FOTOSINTEZA; De mii de ani, oamenii au folosit bacterii lactice pentru a produce brânză, iaurt, chefir, oțet și fermentație; Datorită creșterii și reproducerii lor rapide, precum și simplității structurii lor, bacteriile sunt utilizate activ în cercetarea științifică în biologie moleculară, genetică, inginerie genetică și biochimie; În mod normal, în intestinul uman trăiesc între 300 și 1000 de specii de bacterii cu o greutate totală de până la 1 kg, iar numărul celulelor lor este cu un ordin de mărime mai mare decât numărul de celule din corpul uman. Ele joacă un rol important în digestia carbohidraților, sintetizează vitamine și înlocuiesc bacteriile patogene. Se poate spune figurativ că microflora umană este un „organ” suplimentar care este responsabil de digestie și de protejarea organismului de infecții.

Genotip - totalitatea tuturor genelor inerente unui organism dat, de ex. alcătuirea sa genetică.

Fenotip - o manifestare externă, vizibilă a genotipului, datorită acestuia și impactului mediu inconjurator.

Conjugarea (din latină conjugatio - conexiune) este procesul de aproximare precisă și apropiată a cromozomilor omologi.

Transducția (din latină transductio - mișcare) este procesul de transfer a ADN-ului bacterian de la o celulă la alta de către un bacteriofag. Transducția generală este utilizată în genetica bacteriană pentru cartografierea genomului și ingineria tulpinilor. Atât fagii temperați, cât și cei virulenți sunt capabili de transducție, cei din urmă, însă, distrug populația bacteriană, astfel încât transducția cu ajutorul lor nu are de mare importanta fie în natură, fie în cercetare.

Transformare (genetică) - procesul de absorbție de către o celulă a unui organism a unei molecule de ADN liber din mediu și de încorporare a acesteia în genom, ceea ce duce la apariția de noi trăsături ereditare în acesta, caracteristice organismului donator de ADN.

10. Structura și reproducerea virusurilor. Care este rolul virusurilor ca modele experimentale în biologia moleculară? Formulați o ipoteză despre originea virusurilor?

Virusul (lat. virus - otravă) este un agent infecțios subcelular care se poate reproduce numai în interiorul celulelor vii ale corpului. Prin natura lor, virusurile sunt autonome elemente genetice având un stadiu extracelular în ciclul de dezvoltare. Virușii sunt particule microscopice formate din molecule de acid nucleic - ADN sau ARN (unii, precum mimivirusurile, au ambele tipuri de molecule), închise într-o înveliș proteic, capabile să infecteze organismele vii. Învelișul proteic în care este ambalat genomul se numește capsidă.

Virușii pur și simplu organizați constau în acid nucleicși mai multe proteine care formează o înveliș în jurul său - capsid. Un exemplu de astfel de virusuri este virusul mozaicului tutunului. Capsidul său conține un tip de proteină cu un mic greutate moleculară. Virușii organizați complex au o înveliș suplimentară - proteine sau lipoproteine; uneori, învelișurile exterioare ale virusurilor complecși conțin carbohidrați în plus față de proteine. Un exemplu de virusuri organizate complex sunt agenții cauzali ai gripei și herpesului. Învelișul lor exterior este un fragment al membranei nucleare sau citoplasmatice a celulei gazdă, din care virusul intră în mediul extracelular.

Virușii se reproduc prin reproducerea într-o celulă gazdă infectată folosind propriul acid nucleic genomic.

Reproducerea virusului implică trei procese: replicarea acidului nucleic viral, sinteza proteinelor virale și asamblarea virionilor. Reproducerea (replicarea) virusurilor este un proces în timpul căruia un virus, folosind propriul său material genetic și aparatul sintetic al celulei gazdă, reproduce descendenți similar cu el însuși. În chiar vedere generala Replicarea virusului la nivelul unei singure celule constă în mai multe etape succesive: 1) atașarea virusului la suprafața celulei; 2) pătrunderea prin membranele exterioare ale celulei; 3) expunerea genomului; 4) sinteza (transcripția) acidului nucleic al virusului cu formarea de molecule fiice de ARN genomic și, în cazul virusurilor care conțin ADN, ARN mesager viral; 5) sinteza proteinelor specifice virusului; 6) asamblarea de noi virioni și eliberarea lor din celula afectată. Trecerea tuturor acestor etape este un ciclu de reproducere. La nivelul unui sistem celular sub formă de țesut sau organ, ciclurile de reproducere sunt adesea asincrone, iar virusul din celulele afectate pătrunde în cele sănătoase.

Biologie moleculara, care studiază fundamentele vieții, este în mare măsură creația microbiologiei. Virușii și bacteriile sunt utilizate ca obiecte principale de studiu în ea, iar direcția principală - genetica moleculară se bazează pe genetica bacteriilor și fagilor.

Există trei teorii despre originea virusurilor. Potrivit primei, virușii sunt rezultatul degenerării organisme unicelulare. În evoluție, degenerarea nu este deloc un proces rar, dar această teorie nu explică diversitatea virușilor.

Este posibil să se schimbe blocuri întregi de informații genetice între viruși, iar acești viruși pot fi genetic foarte departe unul de celălalt. Noile funcții ale virușilor pot apărea dintr-o combinație neașteptată a propriilor gene și integrarea genelor altora. O creștere a genotipului virusului din cauza genelor care nu funcționează poate duce la formarea de noi gene. Toate aceste mecanisme fac din viruși unul dintre cele mai rapide organisme de pe pământ.

11. Care este rolul bacteriilor în natură și în viața umană? Care forme morfologice bacterii stii?

Bacteriile sunt implicate activ în ciclurile biogeochimice de pe planeta noastră (inclusiv în ciclul celor mai multe elemente chimice). Activitatea bacteriilor este de asemenea globală. De exemplu, din 4,3-1010 tone (gigatone) de carbon organic fixat în procesul de fotosinteză în oceanele lumii, aproximativ 4,0-1010 tone sunt mineralizate în coloana de apă, iar 70-75% dintre ele sunt bacterii și altele. microorganisme, iar producția totală de sulf redus în sedimentele oceanice ajunge la 4,92-108 tone pe an, ceea ce este de aproape trei ori mai mare decât producția totală anuală a tuturor tipurilor de materii prime care conțin sulf utilizate de omenire. Partea principală a gazului cu efect de seră - metanul, care intră în atmosferă, este formată din bacterii (metanohepa).

Bacteriile sunt un factor cheie în formarea solului, zonele de oxidare a depozitelor de sulfuri și sulf, formarea rocilor sedimentare de fier și mangan etc.

Unele bacterii provoacă boli grave la oameni, animale și plante. Adesea ele devin cauza daunelor aduse culturilor agricole. produse, distrugerea părților subterane ale clădirilor, conductelor, structurilor metalice ale minelor, structurilor subacvatice etc. Studierea caracteristicilor activității vitale a acestor bacterii ne permite să dezvoltăm modalități eficiente de a ne proteja împotriva daunelor pe care le provoacă. În același timp, rolul pozitiv al bacteriilor pentru oameni nu poate fi supraestimat. Bacteriile sunt folosite pentru a produce vin, produse lactate, culturi starter și alte produse, acetonă și butanol, acizi acetic și citric, unele vitamine, o serie de enzime, antibiotice și carotenoide. Bacteriile sunt implicate în transformarea hormonilor steroizi și a altor compuși. Sunt folosite pentru a obține proteine (inclusiv enzime) și o serie de aminoacizi. Aplicarea bacteriilor pentru prelucrare pagina - x. deșeurile în biogaz sau etanol fac posibilă crearea unor resurse de energie regenerabilă fundamental. Bacteriile sunt folosite pentru a extrage metale (inclusiv aur), pentru a crește recuperarea petrolului din rezervoare. Datorită bacteriilor și plasmidelor, dezvoltarea ingineriei genetice a devenit posibilă. Studiul bacteriilor a jucat rol imensîn dezvoltarea multor domenii ale biologiei, în medicină, agronomie etc. Importanța lor în dezvoltarea geneticii este mare, deoarece au devenit un obiect clasic pentru studierea naturii genelor și a mecanismelor lor de acțiune. Bacteriile sunt asociate cu stabilirea căilor metabolice pentru diverși compuși etc.

Clasificarea bacteriilor

1. Coci (ovoizi). În același timp, ei disting:
Micrococii - se împart în același plan, sunt localizați individual și aleatoriu, fără agenți patogeni, Gram pozitiv.
Diplococi - se împart într-un singur plan, aranjați în perechi. Unele au formă de fasole (de exemplu, Neisseria gonorrheae). Gramele sunt negative.
Streptococi - se împart în același plan, dispuși în lanț. Patogen, provoacă angină, scarlatina, boli purulente, Gram pozitiv.
Stafilococi - se împart în mai multe planuri, dispuse sub forma unui ciorchine de struguri. Cei mai frecventi agenți cauzali ai bolilor purulente. Gram pozitiv.

Tetracocii - se împart în două planuri reciproc perpendiculare, dispuse în patru. Patogenul este foarte rar. Gram pozitiv.
Sarcinele sunt împărțite în trei planuri reciproc perpendiculare. Aranjate în opt, șaisprezece, treizeci și doi. Mai ales des întâlnit în aer. Condițional patogen. Gram pozitiv.

2. forme în formă de tijă. Ele sunt împărțite în:
Bacteriile nu formează spori.
Bacilii sunt bacterii aerobe care formează spori. Gram pozitiv. De exemplu, B. anthracis este agentul cauzal al antraxului.
Clostridiile sunt bacterii anaerobe care formează spori. Gram pozitiv. Îmi amintește de o rachetă de tenis. Acestea includ agentul cauzal al tetanosului, botulismului, cangrenei gazoase.
Forme de tije Gram negative. Acestea includ Escherichia coli, Yersinia pestis (agentul cauzator al ciumei), agenții cauzatori ai febrei tifoide, salmoneloza, bruceloza.

3. Forme contorte. Distinge:
Vibrios - o îndoire, care nu depășește un sfert de tură, deși pot avea forma unui băț sau a unei virgulă (vibrio holeric).
Spirilla - un număr mic de ture (2-3)
Spirochetele - buclele de la 10 la 14, conform Romanovsky-Giemsa, sunt vopsite într-o culoare roz pal. De exemplu, agentul cauzal al sifilisului este spirocheta pallidum.

12. Care sunt diferențele fundamentale dintre celulele procariote și celulele eucariote. Este unicelularitatea un semn al procariotelor?

Toate organismele vii care au structura celulara, sunt împărțite în două grupe: procariote (nenucleare) și eucariote (nucleare).

ÎNÎn prezent, pe glob sunt înregistrate peste 2,5 milioane de specii de animale, iar această cifră crește cu zeci de mii în fiecare an. Ajută la orientarea în această varietate de specii. sistematica biologică . Sistematica biologică- o disciplină științifică ale cărei sarcini includ dezvoltarea de principii pentru clasificarea organismelor vii și aplicarea practică a acestor principii la construcția unui sistem. Clasificarea aici se referă la descrierea și plasarea în sistem a tuturor organismelor existente și dispărute. Scopul principal al taxonomiei este de a studia diversitatea organismelor animale și de a construi un sistem natural de animale, de ex. sisteme care reflectă cursul natural al evoluției.

Etapa finală a lucrării taxonomului, care reflectă ideile sale despre un anumit grup de organisme vii, este crearea Sistemului Natural. Se presupune că acest sistem, pe de o parte, stă la baza fenomenelor naturale, pe de altă parte, este doar o etapă pe parcurs. cercetare științifică. În conformitate cu principiul inepuizabilității cognitive a naturii, un sistem natural este de neatins.

Un studiu aprofundat al grupurilor deja cunoscute, clarificând din ce în ce mai mult relațiile lor reciproce, va necesita alte comparații sau, mai exact, o rearanjare a membrilor. Ni se pare că sistemul natural va fi mereu supus unor schimbări constante, întrucât fiecare încercare nu poate fi făcută decât în legătură cu starea cunoștințelor științifice a vremii sale. - K.M. Baer

Principalele obiective ale taxonomiei sunt:

numele (inclusiv descrierea) taxonilor,

diagnosticare (definiție, adică găsirea unui loc în sistem),

extrapolare, adică predicția caracteristicilor unui obiect, pe baza faptului că acesta aparține unui anumit taxon.

De exemplu, dacă, pe baza structurii dinților, am atribuit animalul ordinului rozătoarelor, atunci putem presupune că are un cecum lung și membre plantigrade, chiar dacă nu cunoaștem aceste părți ale corpului. .

Sistematica presupune întotdeauna că:

diversitatea organismelor vii din jurul nostru are o anumită structură internă,

această structură este organizată ierarhic, adică diferiți taxoni sunt în mod constant subordonați unul altuia,

această structură este pe deplin cognoscibilă, ceea ce înseamnă că este posibil să se construiască un sistem complet și cuprinzător al lumii organice („sistem natural”).

Aceste ipoteze care stau la baza oricărei lucrări taxonomice pot fi numite axiome sistematică.

Este acceptat că orice organism anume trebuie să aparțină în mod constant tuturor celor șapte categorii. În sistemele complexe, categoriile suplimentare sunt adesea distinse, de exemplu, folosind prefixele over- și sub- (superclasă, subtip etc.) pentru aceasta. Fiecare taxon trebuie să aibă un anumit rang, adică să aparțină oricărei categorii taxonomice.

Acest principiu de construire a unui sistem se numește ierarhia linneană, numită după naturalistul suedez Carl Linnaeus, ale cărui lucrări au stat la baza tradiției sistematicii științifice moderne.

Relativ nou este conceptul de supra-regn, sau domeniu biologic. A fost propusă în 1990 de Carl Woese și a introdus împărțirea întregii biomase a Pământului în trei domenii: 1) eucariote (domeniu care a unit toate organismele ale căror celule conțin un nucleu); 2) bacterii; 3) arheea.

Trăsătura caracteristică a minții umane este dorința ei de a cunoaște lumeaîn toată diversitatea ei, necesitatea sistematizării, grupării fenomenelor după asemănarea sau deosebirea lor în categorii subordonate. Dacă o mulțime de fapte nu ar fi colectate într-un sistem clasificat, ar fi imposibil să le amintim, cu atât mai puțin să le înțelegem. Chiar și cel mai sofisticat creier al unui taxonom nu își poate aminti mai mult de câteva mii de nume. Cu toate acestea, toate fenomenele biologice omogene ale naturii au, în virtutea unei mai mari sau mai mici înrudire, o asemănare mai mare sau mai mică. Graduațiile de asemănare sau de diferență își găsesc expresia în asocieri de grup, de asemenea legate printr-o unitate de origine. Deci, de exemplu, printre bondari, distingem multe specii: pădure, luncă, grădină, piatră etc. Toate diferă în caracteristicile speciilor, dar toate sunt unite de unele generice - toți sunt bondari și alcătuiesc genul Bombus și subfamilia bondarilor (Bombinae).

Există și alte subfamilii în familia de albine (Bombinae, Andreninae etc.) ”Ordinul himenopterelor (Hymenoptera) unite în grupul Mellifera este unul dintre cele 33 de ordine ale clasei de insecte, iar aceasta din urmă se distinge printr-un grup de trăsături care distinge-l de tipul de artropode (Arthropoda). Astfel, orice animal are un nume specific și aparține unui anumit gen, familie, ordine, clasă și tip de animale, iar acest tip, la rândul său, împreună cu alte tipuri, constituie regnul animal, care diferă în mai multe moduri de regnul plantelor si microbilor.

Probabil că nu există un singur domeniu al științei, tehnologiei și artei în care clasificarea să nu fie utilizată într-o măsură mai mare sau mai mică. Într-un anumit aspect, reflectă toate realizările din acest domeniu al cunoașterii umane și exprimă în mare măsură înălțimea nivelului la care a atins.

În primul rând este nevoie de sistematică de tot, pentru că aduce toată diversitatea viețuitoarelor într-un sistem și facilitează găsirea unui loc pentru un fapt nou în acest sistem. Sistematica oferă cea mai exactă descriere a obiectului cercetării experimentale și biologice, fără de care studiul însuși pierde o cotă semnificativă și adesea întregul sens, deoarece proprietăți biologice, pe care o deține o anumită specie, poate să nu fie caracteristică unei alte specii, chiar și a unei specii foarte apropiate.

Sistemul dă o imagine vie a dezvoltării filogenetice a lumii animale, reflectând legăturile de familie între grupuri individuale și oferind o oportunitate de a rezolva una dintre cele mai importante probleme teoretice și practice ale biologiei - problema apariției de noi specii, precum și a altor categorii sistematice. Indiferent de întrebarea biologică pe care o punem, avem nevoie, în primul rând, de o caracteristică de clasificare precisă a obiectelor pe care le-am ales și idei generale despre originea și dezvoltarea grupului din care fac parte. Pe bună dreptate, sistematica este numită matematica biologiei.În același timp, trebuie remarcat faptul că grupurile sistematice individuale cu același nume pot fi caracterizate de o diversitate de specii moderne diferite. Astfel, aproximativ 1.000.000 de specii cunoscute științei sunt incluse în clasa insectelor, aproximativ 90 de mii de specii sunt incluse în clasa gasteropodelor, majoritatea claselor includ câteva mii sau sute de specii vii și doar 4-5 specii sunt incluse în clase. de nautiloizi și crabi potcoave. , în clasa moluștelor cu un singur capac (Monoplacophora sau Neopilina) - două specii și un singur celacant aparține clasei de pești cu aripioare încrucișate. Probabil că toate clasele cu un număr foarte mic de specii sunt grupuri pe cale de dispariție care părăsesc arena vieții. Într-adevăr, multe dintre ele în perioadele geologice anterioare au fost reprezentate de multe zeci, sute și uneori mii de specii. Prin urmare, un interes deosebit este izolarea lor sistematică de alte grupuri vii.

Sistematica plantelor ca știință, subiectul studiului său, sarcini și semnificație. Poveste scurta dezvoltarea taxonomiei plante superioare, perioadele istorice ale formării sale. Principii abordare științifică la dezvoltarea clasificării plantelor, tipuri de sisteme de plante superioare: artificiale, naturale și filogenetice. Exemple de sisteme de diferite tipuri dezvoltate de oameni de știință din diferite țări

Sistematica plantelor superioare este o ramură a botanicii care elaborează o clasificare naturală a plantelor superioare pe baza studiului și selecției unităților taxonomice, stabilește legături de familie între ele în dezvoltarea lor istorică.

„Sistematica, așa cum este definită de Lawrence (1951) este o știință care include definiția, nomenclatura și clasa obiectelor ts și yu și este de obicei limitată la obiecte, dacă este limitată la plante, atunci este adesea numită botanică sistematică.

Definiția este o comparație a plantelor sau taxonului cu altele și dezvăluind identitatea sau asemănarea acestuia cu elemente deja cunoscute. În unele cazuri, se poate constata că o plantă este nouă pentru știință;

Nomenclatura este alegerea denumirii științifice corecte a unei plante cunoscute tuturor în conformitate cu sistemul de nomenclatură; acesta este un fel de etichetă la care vă puteți referi. Procesul de denumire este guvernat de reguli acceptate la nivel internațional care stau la baza „Codul Internațional de Nomenclatură Botanică”.

O clasă este atribuirea unei plante (sau a unor grupuri de plante) unor grupuri sau taxoni care aparțin unor categorii diferite conform unui plan sau ordine specifică; adică fiecare specie este clasificată ca un anumit gen, fiecare gen aparține unei anumite familii etc. (Afacerea cu herbari: Ghid de referință. Ediția rusă. Kew: Royal grădină botanică, 1995).

Cele mai importante concepte de taxonomie sunt categoriile taxonomice (sistematice) și taxonii. Categoriile taxonomice înseamnă anumite ranguri sau niveluri dintr-o clasificare ierarhică, obținute ca urmare a împărțirii secvențiale a unui set abstract în submulțimi.

Sarcini de taxonomie a plantelor superioare:

locul plantelor superioare în lumea organică, diferența lor față de alge;

un scurt istoric al dezvoltării sistematicii plantelor superioare, metode de cercetare în sistematica plantelor superioare;

organele vegetative și reproducătoare ale plantelor superioare ale taxonilor individuali; originea și relațiile filogenetice dintre ele; opinii diferite asupra originii plantelor superioare și taxonomiilor acestora; importanța plantelor superioare în natură și viața umană; probleme de utilizare rationala si protectie a plantelor superioare.

Știința naturii grecești antice se reflectă în scrierile lui Aristotel (384-322 î.Hr.). A fost cel mai mare naturalist al timpului său. Aristotel a recunoscut în mod intuitiv relația dintre toate ființele vii și a considerat plantele ca parte a naturii.

Sistemul lui Theophrastus a fost prima încercare de abordare ecologică a clasificării plantelor. Influența clasificării lui Teofrast poate fi urmărită aproape până în epoca noastră.

Perioada de la sfârșitul secolului al XVI-lea până la al doilea jumătate a XVIII-lea secolul se caracterizează prin apariția unui număr de sisteme morfologice artificiale, sau sisteme care sunt construite pe baza oricăreia sau mai multor caracteristici.

Rolul de reformator al botanicii a fost jucat de marele suedez savantul Karl Linné (1707-1778). El a fost printre acei botanici care în secolul al XVIII-lea. a apreciat doctrina lui Camerarius despre câmpul în plante.

Sistemul linnean include 24 de clase de plante. În 23 de clase, există plante cu flori care diferă prin numărul de stamine, aranjarea lor reciprocă, lungimi identice sau diferite, distribuția sexelor, precum și plante în care staminele sunt fuzionate cu stilul. În clasa 24, Linnaeus a atribuit plante „fără flori”, adică fără flori.

Marele merit al lui K. Linnaeus înainte de botanică este că a introdus pentru prima dată nomenclatura binară a plantelor: o specie de plantă se numește în două cuvinte - generic și specie. De exemplu: vedere - salcie alba - Salix (nume generic), alba (epitet specific) L. (Linneus - numele autorului numelui).

Sistemul lui K. Linnaeus încheie perioada sistemelor artificiale din istoria taxonomiei plantelor.

În a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, s-au conturat schimbări semnificative în opiniile botanicilor. Acest lucru a fost facilitat de faptul că până atunci în Europa cunoșteau deja multe specii de plante care au fost colectate în colecții. centre științifice. Descriind aceste plante, taxonomiștii le-au inclus într-o anumită clasificare. Fiecare plantă își are propriul nume. Organele generatoare – florile – au fost studiate mai detaliat. Au început să fie folosite instrumente optice mai avansate. Sistemiștii au înțeles că este necesar să se treacă la un sistem mai avansat de clasificare a plantelor.

Crearea unui sistem natural de clasificare se bazează pe principiile asemănării plantelor în ceea ce privește un set de caracteristici.

În sistemul natural, toate plantele, de la alge și ciuperci până la plante cu flori superioare, sunt dispuse într-o astfel de succesiune încât la sfârșitul fiecărei familii au fost plasate forme de tranziție la următoarea.

Teoria evoluționistă a lui Charles Darwin a făcut o adevărată revoluție în toate domeniile științelor naturale, așa că sistematica nu a putut rămâne în vechile poziții. Dintr-o știință statică care studiază organismele în starea lor actuală, sistematica a devenit o știință dinamică, care își propune să arate filogenia, sau originea, a organismelor moderne din cele mai simple și dezvoltarea lor sub aspect istoric. Aceasta se încheie a doua perioadă a istoriei sistematicii - perioada sistemelor naturale și începe a treia - perioada sistemelor filogenetice.

Baza construcției sistemelor filogenetice ale plantelor o constituie principiile generalității dezvoltare istorica taxoni de plante individuale (diviziuni, clase, ordine, familii, genuri și specii). Cele mai comune sisteme filogenetice ale plantelor sunt sistemul botanistului A. L. Takhtadzhyan.

Sistematica plantelor este știința diversității lor. Sarcina sa este de a descrie organismele, de a identifica asemănările și diferențele, de a clasifica și de a stabili grupuri identice, legături de familie și relații evolutive.

Scopul final este de a crea un sistem vegetal în care să fie determinată locația permanentă a fiecărei specii. Acest lucru necesită o metodologie și criterii uniforme.

Taxonomia modernă se bazează pe datele multora Științe biologice. Baza sa teoretică este doctrina evoluționistă.

Sistematica botanică include floristica asociată cu descrierea plantelor, taxonomia - împărțirea plantelor în grupuri conjugate, subordonate (taxa) și sistematica filogenetică - stabilirea unei origini comune a grupurilor individuale (categorii) de plante - filogeneza.

O secțiune importantă a taxonomiei este nomenclatura - denumirea existentă a taxonilor și sistemul de reguli care guvernează denumirile stabilite.

Sistematica vă permite să navigați prin diversitatea organismelor, care este necesară activității economice umane.

2 Metode sistematice

Principala metodă de taxonomie este comparativ – morfologic. Se bazează pe o comparație a caracteristicilor morfologice ale plantelor, dar această metodă este completată de altele.

Comparativ - anatomic, embriologic, ontogenetic- studiază asemănările și diferențele în structura țesuturilor, sacilor embrionari, caracteristicile formării de noi celule, fecundarea și dezvoltarea embrionului, formarea organelor.

Comparativ - citologic și cariologic- analizați structura celulelor, nucleelor (după numărul și morfologia cromozomilor). Metodele permit stabilirea naturii hibride a plantelor, variabilitatea speciei.

palinologic– explorează structura cochiliilor sporilor și a boabelor de polen ale plantelor. Analiza datelor din paleobotanica și geologie face posibilă stabilirea caracteristicilor florei antice.

Biochimic– studiază compoziţia chimică a compuşilor primari şi secundari. Caracteristicile fiziologice sunt asociate cu biochimia: rezistența la îngheț, rezistența la secetă, rezistența la sare etc.

hibridologic- pe baza studiului încrucișării plantelor din diferite grupuri, compatibilitatea și incompatibilitatea perechilor parentale, ceea ce vă permite să stabiliți o rudenie.

Paleontologice - pot recrea evoluția speciilor individuale, istoria dezvoltării lor, pe baza resturilor fosile, oferă material pentru stabilirea rudeniei între mari unități sistematice: departamente, clase, ordine.

Alegerea metodelor taxonomiei moderne este determinată de sarcini și este utilizată pentru a identifica asemănările și diferențele dintre taxoni (grupuri) și pentru a stabili succesiunea istorică a originii lor.

3 Diversitatea organismelor

Pentru comoditatea studiului, se obișnuiește să se împartă plantele în două grupuri mari: inferioare și superioare.

superior este un grup mai tânăr. Acestea sunt organisme multicelulare, al căror corp este împărțit în organe (cu excepția mușchilor hepatici). Organele lor de reproducere sunt multicelulare. În organul genital - arhegonium conține o celulă germinativă (ov), în anteridiu - mulți spermatozoizi. Din punct de vedere al numărului de specii, acestea sunt superioare celor inferioare. După modul de nutriție, se disting plante autotrofe și heterotrofe.

autotrof- formați substanțe organice necesare pentru construirea corpului și a proceselor de viață din dioxid de carbon, apă și minerale.

În funcție de sursele de energie, acestea sunt împărțite în fotosintetice- conțin clorofilă și formează substanțe organice la utilizarea energiei luminoase; Și chimiosintetice- organisme non-clorofile care folosesc energia de oxidare a substanţelor minerale (hidrogen sulfurat, metan, amoniac, fier feros etc.) pentru a forma materie organică.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

1.Sistematică și evoluțiearbore de animale și plante

SISTEMATICĂ (din grecescul systematikos - ordonat, referindu-se la sistem), o ramură a biologiei a cărei sarcină este să descrie și să desemneze toate organismele existente și dispărute, precum și clasificarea lor în taxoni (grupări) de diferite ranguri. Pe baza datelor din toate ramurile biologiei, în special doctrina evoluționistă, taxonomia servește drept bază pentru multe științe biologice. Semnificația deosebită a taxonomiei constă în crearea posibilității de orientare în multitudinea de specii de organisme existente. Sistematica principalelor grupe ale lumii organice - procariote și eucariote - au aceleași fundamente și sarcini și multe în comun în metodele de cercetare. În același timp, diverse secțiuni ale taxonomiei sunt caracterizate de o serie de trăsături asociate cu specificul diferitelor grupuri de organisme. Sistematica este adesea împărțită în taxonomie, adică prin ea teoria clasificării organismelor, și sistematică propriu-zisă, în sensul larg indicat mai sus. Uneori, termenul „taxonomie” este folosit ca sinonim pentru taxonomie.

Sistematica este folosită pentru a clasifica nu numai caracteristicile individuale, private (morfologice, fiziologice, biochimice, ecologice și altele) care caracterizează organismele, ci și întregul lor. Cu cât sunt luate mai mult în considerare diferitele trăsături ale organismelor, cu atât mai mult asemănarea sistematică revelată reflectă relația (originea comună) a organismelor unite într-un anumit taxon. De exemplu, în ciuda asemănării superficiale a unui liliac cu o pasăre (ca vertebrate zburătoare cu sânge cald), liliacul este un mamifer, adică aparține unei clase diferite. Dacă, totuși, păsările și mamiferele sunt comparate cu alte organisme, mai îndepărtate, de exemplu, din alte tipuri, nu mai este importantă diferența, ci comunitatea planului lor structural ca vertebrate. Cactușii și epurele, de exemplu, sunt similare, deși aparțin unor familii diferite; cu toate acestea, ambele sunt combinate în clasa plantelor dicotiledonate.

Încercările de clasificare a organismelor sunt cunoscute încă din antichitate (Aristotel, Theophrastus etc.), dar bazele taxonomiei ca știință au fost puse în lucrările lui J. Ray (1686 - 1704) și mai ales C. Linnaeus (1735 și mai târziu) . Primul sisteme științifice plantele și animalele erau artificiale, adică combinau organisme în grupuri în funcție de caracteristici externe similare și nu acordau importanță legăturilor lor de familie. Învățăturile lui C. Darwin (1859 și mai târziu) au dat conținut evolutiv taxonomiei deja stabilite. În viitor, direcția principală în dezvoltarea sa a fost evolutivă, străduindu-se să reflecte cât mai exact și pe deplin în sistemul natural (sau filogenetic) relațiile genealogice care există în natură. Pe lângă cea evolutivă din taxonomia modernă, există direcții cladice (filogenetice) și numerice (fenetice). Sistematica cladistică determină rangul taxonilor în funcție de succesiunea de separare a ramurilor individuale (cladonilor) de pe arborele filogenetic, fără a acorda importanță gamei de modificări evolutive din orice grup. Astfel, mamiferele dintre cladiști nu sunt o clasă independentă, ci un taxon subordonat reptilelor. Taxonomia numerică, sau numerică, recurge la prelucrarea matematică a datelor pe un set de caracteristici ale organismelor selectate arbitrar, dând fiecăruia aceeași valoare. Clasificarea se bazează pe gradul de diferențe între organismele individuale, determinat prin această metodă.

Evoluția nu se limitează la mișcarea progresivă pe „scara” progresului. La urma urmei, condițiile mediului sunt extrem de diverse, așa că nu este necesar să ne străduim tot timpul pentru a crește nivelul de organizare. Puteți pur și simplu să vă îndepărtați de competiția cu alte organisme, stăpânind „celulele” încă neocupate din comunitățile de organisme vii - nișe ecologice. Acest proces se numește „divergență”: în cursul evoluției, specii similare, parcă, „diverge” în direcții diferite, dezvoltând adaptări speciale la anumite condiții de mediu.

Dacă încercați să descrieți procesul de divergență a speciilor în diferite zone de viață și nișe ecologice, atunci nu vă puteți imagina nimic mai bun decât un „copac evolutiv”. „Trunchiul” în creștere în sus este direcția principală a progresului evolutiv al mamiferelor, ceea ce înseamnă o creștere a nivelului de organizare a acestora. Iar ramurile și crengile care se despart lateral nu sunt altceva decât divergența speciilor.

Mai întâi, pe trunchi apare un lăstar minuscul: a apărut o nouă specie, care își încearcă norocul în evoluție. Dacă are noroc, nu se va stinge din cauza vreunei perturbări: lăstarul rudimentar nu se va „usca”, ci se va transforma într-o crenguță mică. În condiții noi favorabile, încă neocupate de nimeni, apar tot mai mulți descendenți ai acelei specii ancestrale: ramura se ramifică din ce în ce mai mult, devine mai groasă. Și în cele din urmă se dovedește că norocoasa specie fondatoare „a găsit” o nouă direcție de evoluție, foarte promițătoare: lăstarul se transformă în ceea ce grădinarii ar numi „ramura scheletică” a arborelui animal al vieții. Așa că, de exemplu, în urmă cu aproximativ 10 milioane de ani, unii dintre hamsterii granivori au trecut să mănânce iarbă: s-a dovedit a fi atât de reușit încât descendenții lor - volei - și-au depășit de multe ori strămoșii în diversitate și abundență.

Adaptându-se la noul mediu, descendenții își pierd din ce în ce mai mult asemănarea cu strămoșii: par să-și „uite” strămoșii care au trăit în condiții diferite. Asemănarea cu „verii” se pierde, de asemenea, și cu cât specia „s-a dispersat” mai departe în cursul evoluției în diferite zone naturale, cu atât mai puțină asemănare între ele. Ei bine, cine ar putea spune, uitându-se la lilieci mici care flutură în aer și la balene uriașe care înoată în apele mării, că toți sunt descendenți îndepărtați ai acelorași animale terestre, mai ales asemănătoare cu scorpiei vii?

„Arborele evolutiv” ilustrează perfect nu numai cursul dezvoltării istorice a ființelor vii, ci și structura „Sistemului naturii”. Amintește oarecum de organizarea unităților militare: ca regimente, companii, plutoane, în „Sistemul naturii” există diferite niveluri sau grade - clase, detașamente, familii și așa mai departe. Pe „arborele evolutiv” ele corespund unor ramuri de „grosime” diferită și reflectă gradul diferit de izolare a anumitor grupuri de animale. Apropo de animale care au un anumit rang în sistem - despre cetacee sau foci, arici sau scorpii, putem caracteriza cu cât timp în urmă s-a separat această ramură și cât de departe s-a îndepărtat această ramură de trunchiul evolutiv principal.

Deci, dacă întregul „copac” animal este o clasă de mamifere, atunci „ramurile scheletice” sunt detașări separate: de exemplu, detașarea prădătoare, detașarea de artiodactil. S-au separat, de regulă, cu cel puțin 70-90 de milioane de ani în urmă, fiecare și-a cucerit propria zonă de adaptare. Ramurile mai mici care cresc pe ele sunt familii: de exemplu, în ordinea carnivorelor există familii de urși și pisici; în detașarea artiodactililor – familii de bovide și căprioare. Vârsta lor evolutivă este de obicei de 30-40 de milioane de ani, fiecare dintre familii stăpânind într-un mod special zona adaptativă comună detașării. De exemplu, dieta urșilor include nu numai animale, ci și alimente vegetale, iar pisicile mănâncă aproape exclusiv carne.

Ramurile terminale ale „copacului” nostru sunt genuri separate: genul de urși, genul de căprioare și așa mai departe. Și se încheie deja cu priveliști: urși bruni și polari, pisici de pădure și de stepă, căprioare roșii și pătate. Vârsta genurilor și speciilor de mamifere este de obicei măsurată în câteva milioane de ani.

2. Diferențele dintre viu și neviu

Cu siguranță, fiecare dintre voi știe ce este viu și ce nu. De exemplu, un câine, o pisică, o cioară, un pom de Crăciun, o lalea sunt vii, dar o masă, un scaun, piatra, apa sunt neînsuflețite.

Dar toate acestea sunt obiecte familiare. Și dacă întâlnești ceva complet necunoscut pentru tine, cum să stabilești dacă este viu sau nu? Va trebui să formulăm câteva semne care să distingă viul de neviu.

Să fim de acord imediat: fiecare dintre aceste semne va fi necesar, dar nu suficient. Aceasta înseamnă că organismele vii trebuie să aibă toate aceste caracteristici. Dar, în același timp, fiecare dintre aceste semne se poate apropia de unii reprezentanți ai lumii neînsuflețite.

1. Toate organismele vii sunt mult mai complicate decât cele nevii sisteme naturale. De exemplu, apa este alcătuită dintr-un singur tip de molecule simple. Roca conține molecule de diferite soiuri și un dispozitiv puțin mai complex. Dar chiar și cel mai simplu Ființă este compus dintr-un set de molecule extrem de complexe, de altfel, legate între ele într-o secvență strict definită.

2. Toate viețuitoarele mănâncă, adică într-un fel sau altul primesc energie din mediu. Dacă piatra este tăiată complet din lumea exterioară, va rămâne la fel ca a fost. Dacă tăiem o ființă vie singuratică din lumea exterioară, aceasta va pieri rapid. Organismele vii au nevoie de: aer pentru respirație, diverse substanțe pentru a-și construi propriul corp din ele și energie (de exemplu, lumina soarelui) pentru toate procesele vieții.

3. Toate ființele vii reacționează activ la lumea din jurul lor. Dacă împingi o piatră, aceasta va rămâne pe loc sau se va rostogoli în direcția în care ai împins-o. Dar încearcă să împingi șarpele! În cel mai bun caz, ea se va târâ departe, și nu neapărat în direcția în care a fost împinsă, ci acolo unde crede de cuviință. În cel mai rău caz pentru tine, ea se va grăbi să atace infractorul, folosind dinții ei otrăvitori. Toate ființele vii se comportă în același mod. Copacii își vărsă frunzele când se apune vremea rece, floarea-soarelui își întoarce „capul” după soare, rădăcinile ajung la apă. Ce putem spune despre animalele care pot alerga după pradă sau se pot ascunde de pericol!

4. Toate ființele vii se dezvoltă. Și nu doar în creștere (poate crește un zăpadă), ci și în schimbare. O sămânță care a căzut în sol își revarsă coaja și lasă rădăcini. Apar un trunchi, ramuri, frunze, adică structuri și organe complet noi. Puteți spune că o persoană de la copilărie până la vârsta adultă crește doar în dimensiune, ca un zăpadă. Nu crește membre noi, nu-i cade din coadă - ei bine, absolut nimic nou! Dar, cu toate acestea, o persoană se schimbă destul de mult în timpul vieții sale. După examinarea pacientului, medicii îi pot determina vârsta cu o bună acuratețe, deoarece fiecare vârstă corespunde unei anumite stări a corpului. În plus, persoana învață. Dacă un nou-născut practic nu poate face nimic și depinde în totalitate de grija părinților săi, atunci un adult poate trăi independent și chiar poate influența activ lumea din jurul său. Aceasta înseamnă că o persoană s-a schimbat, s-a dezvoltat un organism viu.

5. Toate vieţuitoarele se înmulţesc. Orice organism viu se străduiește să lase urmași pe Pământ. Dacă acest lucru nu s-ar fi întâmplat, viața de pe Pământ ar fi dispărut de mult. La urma urmei, toate lucrurile vii mor mai devreme sau mai târziu. Aceasta înseamnă că, pentru ca viața de pe planetă să continue, ființele vii moarte trebuie înlocuite cu altele noi. Viața nu poate veni din nimic. Nu poate fi produs decât de altă viață. Prin urmare, toate ființele vii trebuie să lase urmași pentru a supraviețui timp de secole.

6. Informațiile despre cum ar trebui să fie viitorul organism sunt într-un anumit fel „înregistrate” în sine și sunt moștenite. Din ghinda poate creste doar un stejar, niciodata un mesteacan sau un crin. Cu toate acestea, uneori transmiterea informațiilor din generație în generație eșuează. Există o eroare în informații. Apoi apar schimbări în noul organism, despre care vom discuta în paragraful următor.

7. Toate ființele vii se adaptează mediului. Aceasta se numește adaptare. O piatră va rămâne o piatră, indiferent unde ajunge: pe fundul mării, în deșert sau în spațiu. Cu el, desigur, vor fi unele schimbări, dar nu cele care i-ar face viața mai ușoară. Iar ființele vii trebuie să lupte pentru viața lor și pentru ca aceasta să se adapteze la diverse condiții. Deci, de exemplu, locuitorii țărilor reci au dobândit lână caldă care îi salvează de frig. Și planta deșertului saxaul are rădăcini de zece metri care ajung până în apă. Pasărea struț s-a dovedit a fi prea grea pentru a zbura, dar a dezvoltat picioare puternice, permițându-i să alerge mai repede decât zboară alte păsări. Și o persoană și-a dezvoltat un creier care îl ajută să găsească o cale de ieșire din cele mai dificile situații și astfel să se adapteze bine mediului.

Acum să încercăm să aplicăm caracteristicile enumerate mai sus. Să definim, de exemplu, viu sau neviu este un recif de corali - baza multor insule oceanice. Observând cu atenție reciful, vom vedea că acesta este acoperit cu mici excrescențe - polipi care se hrănesc, se înmulțesc, reacționează și se dezvoltă. Deci sunt vii. Murind, polipii de corali își lasă scheletele pe recif, pe care se așează corali noi, vii. Deci, reciful crește treptat, se transformă într-o rocă solidă neînsuflețită - firmamentul pământului, o insulă în ocean. Concluzie: reciful în sine nu este viu, dar este completat de colonii de ființe vii.

Dar dezbaterea dacă să considerăm virușii binecunoscuti (cele mai mici formațiuni care ne provoacă gripă, icter etc.) nu se potolește până în prezent. Un virus este foarte asemănător cu o ființă vie, dar este mai simplu decât orice organism. Singurul lucru pe care îl poate face este să se reproducă. Și nu de la sine, ci transformând celulele altor organisme vii în „fabrici” pentru producerea de viruși. Se dovedește, ca într-un roman științifico-fantastic: roboții au preluat puterea și îi forțează pe oameni să producă din ce în ce mai mulți roboți noi. Dar roboții, chiar și controlând oamenii, rămân neînsuflețiți. Prin urmare, mulți biologi nu consideră nici virusul ca fiind în viață. Combaterea bolilor virale este foarte dificilă. Microbul care provoacă, să zicem, scarlatina este în viață. Omorâm microbii cu un medicament sau altul, putem scăpa de boală. Și cum să ucizi ceva care este neînsuflețit? Rămâne doar să întăriți corpul bolnav în speranța că va face față virusurilor în sine.

3. Evoluția celor vii

Creșterea, în sensul cel mai larg, este orice schimbare cantitativă care are loc într-un organism. Ele se referă la o creștere a masei și volumului unui individ sau a organelor (părților) acestuia, o creștere a numărului și dimensiunii celulelor ca urmare a predominării proceselor de anabolism asupra proceselor de catabolism. La plante și ciuperci, creșterea continuă adesea pe tot parcursul vieții, deși intensitatea acesteia scade de obicei odată cu vârsta. La animale, creșterea este limitată în timp.

Dezvoltarea este un proces ireversibil de modificări calitative în organism. Se manifestă prin diferențierea țesuturilor și organelor, maturizare, îmbătrânire etc.

Dezvoltarea individuală a unui organism individual de la naștere până la moarte se numește ontogenie. Ontogeniile separate din lanțul de generații se adună la un singur proces secvenţial numit hologeneză. Totalitatea ontogeniilor, adică hologeneza, stă la baza evoluției. Evoluția este înțeleasă ca procesul de dezvoltare istorică ireversibilă a naturii vii și a legăturilor sale individuale, care duce la complicarea sau simplificarea organizării viețuitoarelor. În procesul evolutiv, se obișnuiește să se facă distincția între microevoluție și macroevoluție.

Microevoluția se referă la procese însoțite de o modificare a compoziției genetice a unei populații și exprimate în formarea de adaptări în timpul formării ecotipurilor, raselor, soiurilor și subspeciilor.

Macroevoluția este formarea taxonilor de specii și de rang superior - genuri, familii, ordine etc. Cursul macroevoluției este determinat de procese microevolutive. Macroevoluția se realizează în filogeneză, adică. în procesul de formare și dezvoltare istorică a speciilor individuale și a altor grupuri sistematice de rang superior. Ca orice evoluție, filogeneza este asociată cu ontogeneza și hologeneza. Acest proces este de obicei descris grafic sub forma unui arbore filogenetic (sau phylum), arătând posibile relații de familie între ramurile individuale ale vieții (trunchiuri filogenetice sau phyla).

4. Evoluția umană

Etape ale evoluției umane

Oamenii de știință spun că omul modern nu a evoluat din modern maimuțe minunate, care se caracterizează printr-o specializare îngustă (adaptare la un mod de viață strict definit în pădurile tropicale) și din animale extrem de organizate care au murit în urmă cu câteva milioane de ani - driopithecus. Procesul de evoluție umană este foarte lung, principalele sale etape sunt prezentate în diagramă.

Principalele etape ale antropogenezei (evoluția strămoșilor umani)

Principalele etape ale antropogenezei. Conform descoperirilor paleontologice (fosile), cu aproximativ 30 de milioane de ani în urmă, pe Pământ au apărut primate antice parapithecus, trăind în spații deschise și pe copaci. Fălcile și dinții lor erau asemănători cu cei ai maimuțelor mari. Parapithecus a dat naștere la giboni și urangutani moderni, precum și o ramură dispărută a driopithecus. Acestea din urmă în dezvoltarea lor au fost împărțite în trei linii: una dintre ele a dus la gorila modernă, cealaltă la cimpanzeu, iar a treia la Australopithecus și de la aceasta la om. Relația driopithecus cu omul a fost stabilită pe baza unui studiu al structurii maxilarului și a dinților săi, descoperit în 1856 în Franța.

Cel mai important pas în transformarea animalelor asemănătoare maimuțelor în cei mai vechi oameni a fost apariția locomoției bipede. În legătură cu schimbările climatice și rărirea pădurilor, a existat o tranziție de la un mod de viață arboricol la unul terestru; pentru a vedea mai bine zona în care strămoșii omului aveau mulți dușmani, trebuiau să stea pe membrele posterioare. Ulterior, selecția naturală s-a dezvoltat și a fixat postura verticală și, ca urmare, mâinile au fost eliberate de funcțiile de sprijin și mișcare. Astfel a apărut Australopithecus - genul căruia îi aparțin hominidele (familia umană).

australopitecine

Australopithecus este o primată bipedă foarte dezvoltată care a folosit obiecte naturale ca instrumente (prin urmare, Australopithecus nu poate fi considerat încă oameni). Rămășițele osoase de Australopithecus au fost descoperite pentru prima dată în 1924 în Africa de Sud. Aveau dimensiunea unui cimpanzeu și cântăreau aproximativ 50 kg, volumul creierului a ajuns la 500 cm3 - pe această bază, Australopithecus este mai aproape de oameni decât oricare dintre maimuțele fosile și moderne.

Structura oaselor pelvine și poziția capului erau similare cu cele ale unei persoane, ceea ce indică o poziție îndreptată a corpului. Ei au trăit în urmă cu aproximativ 9 milioane de ani în stepe deschise și s-au hrănit cu hrană vegetală și animală. Uneltele muncii lor erau pietre, oase, bastoane, fălci fără urme de prelucrare artificială.

om priceput

Neavând o specializare restrânsă structura generala, Australopithecus a dat naștere unei forme mai progresive, numită Homo habilis - un om iscusit. Rămășițele sale osoase au fost descoperite în 1959 în Tanzania. Vârsta lor este determinată la aproximativ 2 milioane de ani. Creșterea acestei creaturi a ajuns la 150 cm.Volumul creierului a fost cu 100 cm3 mai mare decât cel al Australopithecusului, dinții de tip uman, falangele degetelor, ca cele ale unei persoane, sunt turtite.

Deși a combinat semne atât ale maimuțelor, cât și ale oamenilor, trecerea acestei creaturi la fabricarea de unelte de pietricele (cele din piatră bine făcute) indică apariția activității de muncă în ea. Ei puteau prinde animale, arunca cu pietre și efectua alte activități. Mormanele de oase găsite împreună cu fosilele de Homo sapiens mărturisesc faptul că carnea a devenit o parte permanentă a dietei lor. Acești hominide foloseau unelte de piatră brută.

Homo erectus

Homo erectus - Homo erectus. Specia din care se crede că a descins omul modern. Vârsta sa este de 1,5 milioane de ani. Fălcile, dinții și crestele sprâncenelor erau încă masive, dar volumul creierului unor indivizi era același cu cel al omului modern.

Unele oase de Homo erectus au fost găsite în peșteri, sugerând o casă permanentă. Pe lângă oase de animale și unelte de piatră destul de bine făcute, în unele peșteri s-au găsit grămezi de cărbuni și oase arse, astfel că, se pare, în acest moment Australopithecus învățase deja să facă foc.

Această etapă a evoluției homininului coincide cu colonizarea altor regiuni mai reci de către africani. Ar fi imposibil să supraviețuiești iernilor reci fără a dezvolta comportamente complexe sau abilități tehnice. Oamenii de știință sugerează că creierul preuman al Homo erectus a fost capabil să găsească soluții sociale și tehnice (foc, îmbrăcăminte, aprovizionare cu hrană și conviețuire în peșteri) la problemele asociate cu nevoia de a supraviețui în frigul iernii.

Astfel, toate hominidele fosile, în special Australopithecus, sunt considerate a fi precursori ai oamenilor.

Evoluția trăsăturilor fizice ale primilor oameni, inclusiv a omului modern, acoperă trei etape: cei mai vechi oameni, sau arhantropi; oameni antici, sau paleoantropi; oameni moderni, sau neoantropi.

arhantropi

Primul reprezentant al arhantropilor este Pithecanthropus (om japonez) - un om-maimuță, drept. Oasele lui au fost găsite pe aproximativ. Java (Indonezia) în 1891. Inițial, vârsta sa a fost determinată a fi de 1 milion de ani, dar, conform unei estimări moderne mai precise, are puțin peste 400 de mii de ani. Înălțimea lui Pithecanthropus a fost de aproximativ 170 cm, volumul craniului a fost de 900 cm3.

Ceva mai târziu, a existat Sinanthropus (oamenii chinezi). Numeroase rămășițe ale acestuia au fost găsite în perioada 1927-1963. într-o peșteră de lângă Beijing. Această creatură folosea focul și făcea unelte de piatră. Acest grup de oameni antici include și omul Heidelberg. taxonomie biologie evoluție rasei

Paleoantropii

Paleoantropi - Neanderthalienii au părut să-i înlocuiască pe arhantropii. Cu 250-100 de mii de ani în urmă au fost așezate pe scară largă în Europa. Africa. Front și Asia de Sud. Neanderthalienii făceau o varietate de unelte de piatră: topoare de mână, raclete laterale, cele cu vârf ascuțit; foc folosit, îmbrăcăminte grosolană. Volumul creierului lor a crescut cu 1400 cm3.

Caracteristicile structurii maxilarului inferior arată că aveau o vorbire rudimentară. Ei au trăit în grupuri de 50-100 de indivizi și în timpul apariției ghețarilor au folosit peșteri, alungând animalele sălbatice din ele.

Neoantropi și Homo sapiens

Neanderthalienii au fost înlocuiți cu oameni de tip modern - Cro-Magnons - sau neoantropi. Au apărut în urmă cu aproximativ 50 de mii de ani (rămășițele lor osoase au fost găsite în 1868 în Franța). Cro-Magnons formează singurul gen și specie de Homo Sapiens - Homo sapiens. Trăsăturile lor de maimuță erau complet netezite, exista o proeminență caracteristică a bărbiei pe maxilarul inferior, indicând capacitatea lor de a articula vorbirea, iar în arta de a face diverse unelte din piatră, os și corn, Cro-Magnonii au mers mult înainte în comparație. la neanderthalieni.

Au îmblânzit animalele și au început să stăpânească agricultura, ceea ce a făcut posibil să scapi de foame și să obții o varietate de alimente. Spre deosebire de predecesorii lor, evolutia Cro-Magnonilor s-a petrecut sub marea influenta a factorilor sociali (team building, sprijin reciproc, imbunatatirea activitatii muncii, mai mult nivel inalt gândire).

Apariția Cro-Magnonilor este etapa finală în formarea unui tip modern de om. Turma umană primitivă a fost înlocuită de primul sistem tribal, care a completat formarea societății umane, al cărei progres ulterior a început să fie determinat de legile socio-economice.

uman ra sy

Omenirea care trăiește astăzi este împărțită într-un număr de grupuri numite rase.

Rasele umane sunt comunități teritoriale formate istoric de oameni cu o unitate de origine și asemănare. caracteristici morfologice, precum și trăsăturile fizice ereditare: structura feței, proporțiile corpului, culoarea pielii, forma și culoarea părului.

Conform acestor trăsături, umanitatea modernă este împărțită în trei rase principale: caucazoide, negroide și mongoloide. Fiecare dintre ele are propriile caracteristici morfologice, dar toate acestea sunt caracteristici externe, secundare.

Trăsăturile care alcătuiesc esența umană, cum ar fi conștiința, activitatea de muncă, vorbirea, capacitatea de a cunoaște și de a supune natura, sunt aceleași pentru toate rasele, ceea ce respinge afirmațiile ideologilor rasiști despre națiunile și rasele „superioare”.

Copiii negrilor, crescuți împreună cu europenii, nu le-au fost inferiori în inteligență și talent. Se știe că centrele civilizației din 3-2 mii de ani î.Hr. se aflau în Asia și Africa, iar Europa la acea vreme se afla într-o stare de barbarie. În consecință, nivelul de cultură nu depinde de caracteristicile biologice, ci de condițiile socio-economice în care trăiesc popoarele.

Astfel, afirmațiile oamenilor de știință reacționari despre superioritatea unor rase și inferioritatea altora sunt nefondate și pseudoștiințifice. Au fost create pentru a justifica războaiele de cucerire, jefuirea coloniilor și discriminarea rasială.

Rasele umane nu trebuie confundate cu asocieri sociale precum o naționalitate și o națiune, care s-au format nu după un principiu biologic, ci pe baza stabilității unui discurs comun, a unui teritoriu, a vieții economice și culturale, formate istoric.

Omul în istoria dezvoltării sale a lăsat supunerea legilor biologice ale selecției naturale, adaptarea sa la viață în diferite condiții se produce prin alterarea lor activă. Cu toate acestea, aceste condiții au încă într-o oarecare măsură un anumit efect asupra corpului uman.

Rezultatele unei astfel de influențe pot fi văzute într-o serie de exemple: în particularitățile proceselor digestive ale păstorilor de reni din Arctica, care consumă multă carne, la locuitorii din Asia de Sud-Est, a căror dietă constă în principal din orez. ; în numărul crescut de eritrocite din sângele munților în comparație cu sângele locuitorilor de câmpie; în pigmentarea pielii locuitorilor de la tropice, care îi deosebește de albul tegumentului nordic etc.

După finalizarea formării omului modern, acțiunea selecției naturale nu s-a oprit complet. Drept urmare, într-o serie de regiuni ale globului, oamenii au dezvoltat rezistență la anumite boli. Astfel, rujeola este mult mai ușoară pentru europeni decât pentru popoarele din Polinezia, care au întâlnit această infecție abia după colonizarea insulelor lor de către imigranții din Europa.

În Asia Centrală, grupa de sânge 0 este rară la om, dar frecvența grupei B este mai mare. S-a dovedit că acest lucru se datorează epidemiei de ciumă care a avut loc în trecut. Toate aceste fapte dovedesc că în societatea umană există selecție biologică, pe baza căreia s-au format rasele umane, naționalitățile, națiunile. Însă independența din ce în ce mai mare a omului față de mediu aproape a suspendat evoluția biologică.

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Dezvoltarea unei lecții integrate de biologie și chimie, a cărei sarcină este de a forma conceptul de „vitamine”, pentru a familiariza elevii cu clasificarea lor, rol biologic vitaminele din metabolism şi ale acestora valoare practică pentru sănătatea umană.

prezentare, adaugat 23.04.2010

Condiții, cauze și premise pentru împărțirea oamenilor din lume în grupuri, condiții pentru unificare și autoidentificare. Principalele etape ale evoluției umane. Esența rasismului și rădăcinile sale sociale. Aspectul modern al problemei diferențelor dintre rasele umane.

prezentare, adaugat 02.02.2012

Condiții de bază pentru creșterea eficienței procesului de învățare. Caracteristicile metodologiei de predare curiculumul scolarîn biologie cu accent pe dezvoltarea categoriilor sistematice (specie, gen, familie, clasă, departament, regn) începând cu secțiunea „Plante”.

lucrare de termen, adăugată 18.02.2011

Compoziție chimică celula bacteriana. Caracteristicile nutriției bacteriilor. Mecanisme de transport al substanțelor în celula bacteriana. Tipuri de oxidare biologică la microorganisme. Reproducerea și cultivarea virusurilor. Principiile taxonomiei microorganismelor.

prezentare, adaugat 11.11.2013

Evoluția botanicii secolului al XIX-lea: dezvoltarea morfologiei, fiziologiei, embriologiei, sistematicii plantelor. Teorii ale răspândirii plantelor pe tot globul. Formarea unor științe precum geobotanica, fitocenologia, paleobotanica. Perspective pentru dezvoltarea biologiei în secolul XXI.

lucrare de control, adaugat 01.10.2011

Sistematica este o știință care studiază diversitatea organismelor de pe Pământ, clasificarea lor și relațiile evolutive. Semnificația lucrărilor lui Carl Linnaeus. Principalele caracteristici ale taxonomiei morfologice, „artificiale” și filogenetice (evolutive).

rezumat, adăugat 27.10.2009

Citologia ca ramură a biologiei, știința celulelor, unitățile structurale ale tuturor organismelor vii, subiectul și metodele de studiu ale acesteia, istoria formării și dezvoltării. Etapele cercetării celulare ca unitate elementară a unui organism viu. Rolul celulei în evoluția viețuitoarelor.

lucrare de control, adaugat 13.08.2010

Caracteristici ale sistematicii și biologiei trematodelor din genul Diplostomum. Principalele probleme de identificare și taxonomie a diplostomilor. Variabilitatea genomică a ADNr al trematodelor. Analiza relațiilor filogenetice în grupul diplostomidae pe baza secvențelor ITS și cox1.

teză, adăugată 31.01.2018

Totalitatea tuturor organismelor vii de pe Pământ. Etape restaurative, slab oxidative și oxidative în evoluția biosferei. Ieșirea vieții pe uscat, dispariția dinozaurilor, apariția hominidelor. Apariția omului, stăpânirea focului și apariția civilizației.

rezumat, adăugat la 02.01.2013

Definiția termenului „selecție naturală”. Partea socială în selecție naturală. Munca este principalul factor social care a influențat evoluția omului. Dezvoltarea vorbirii articulate și a gândirii abstracte. Condiții preliminare pentru apariția diferitelor rase de oameni.