Роль животных грибов бактерий вирусов

Ц А Р С Т В А Ж И В Ы Х О Р Г А Н И З М О В

§457 . Все живые организмы планеты, в зависимости от той функции, которую они выполняют в биосфере, подразделяются на пять больших групп, называемых царствами живых организмов . Это:

Бактерии и вирусы не имеют оформленного клеточного ядра, поэтому их объединяют в одно надцарство, называемое надцарством прокариотов (от лат: pro до, перед и karyon ядро). Исторически и структурно прокариоты образуют первый (низший) эшелон жизни на Земле, или жизнь в её непосредственной форме .

Живые организмы, составляющие три других царства, растения, грибы и животные имеют оформленное клеточное ядро, по причине чего их также объединяют в одно надцарство, называемое надцарством эукариотов (от лат: eu хорошо, полностью и karyon ядро). Эукариоты представляют собой второй (высший) эшелон жизни на Земле. Осуществляемый ими процесс жизни опосредован деятельностью организмов-прокариотов.

Надцарство прокариотов производит жизнь в её непосредственной форме. Оно включает в себя, как было уже сказано, два царства живых организмов:

Различие между ними состоит в том, что бактерии синтезируют живое вещество, а вирусы его разрушают.

Царство бактерий

§458 . В царство бактерий входят: настоящие бактерии (эубактерии), цианобактерии (сине-зелёные водоросли) и археобактерии. Все они являются одноклеточными организмами, которые существуют как в виде отдельных особей, так и в виде колоний. Поскольку они действуют на атомном уровне обмена с окружающей средой, то имеют микроскопические размеры. В среднем они в 1000-10000 раз меньше размеров клеток многоклеточных организмов. Сколько всего бактерий существует на планете, не поддаётся счёту. В 1 г почвы их содержится до 100 млн, а в 1 куб. см.молока до 3 млрд.

Биосферная функция бактерий состоит в том, что они находятся на переднем крае взаимодействия живого вещества с неорганическим веществом планеты. Именно бактерии вовлекают девственную неорганику в биохимический процесс. Они обитают выше всех и ниже всех, при самых высоких и самых низких температурах. Первыми заселяют вулканические лавы и пепелища костров, омертвевшие водоёмы и упавшие на землю метеориты.

Бактерии извлекают из неорганической среды все необходимые для жизни элементы и синтезируют из них первичные органические соединения. Они разлагают углекислый газ и воду, "грызут" гранит и базальт, расщепляют растворённые в воде минералы. Бактерии единственные способны поглощать находящийся в свободном состоянии атмосферный азот и приводить его в связанное состояние. Все другие царства живых организмов получают доступ к азоту только благодаря посредствующей деятельности бактерий. В этом и состоит их биосферная функция, они синтезируют первичные органические соединения из элементов, извлекаемых из девственной неорганической среды.

Царство вирусов (Vira)

§459 . В отличие от бактерий, вирусы лишены способности самостоятельно синтезировать белок. Они не имеют никаких прямых связей со стихиями планеты и способны воспроизводить себя, т.е. самостоятельно возбуждать биохимический процесс, только в клетках других организмов, и в первую очередь бактерий. Внедрившись в чужую клетку, они инактивируют (отключают) её ДНК и подключают свою. В результате данная клетка начинает синтезировать копии внедрившегося в неё вируса. После этого хозяйская клетка, как правило, погибает, а произведённые ею копии вируса вирионы уходят в окружающую среду. Там они способны длительное время находиться в инертном (безжизненном) состоянии, вплоть до наступления того момента, пока они вновь не попадут в живую клетку.

Поскольку бактерии имеют очень высокую скорость размножения, постольку вирусы своей разрушающей деятельностью оказывают стабилизирующее действие на их рост. С другой стороны, своей деструктивной функцией вирусы способствуют появлению новых, более устойчивых видов (штаммов) бактерий.

§460 . Таким образом, образующие надцарство прокариотов бактерии и вирусы составляют единство противоположности. Бактерии вовлекают девственное неорганическое вещество в биохимический круговорот и синтезируют из него первичные органические соединения, а вирусы потребляют производимые бактериями органические соединения, чем способствуют их разрушению и, соответственно, переходу их вещества вновь в неорганическое состояние. Первые, стало быть, созидают живое вещество, тогда как вторые, наоборот, разрушают его. Общим результатом их жизнедеятельности является первичный биогенный субстрат, на основе которого существуют все другие царства живых организмов биосферы.

§461 . Надцарство эукариотов это жизнь в её опосредованной форме. Организмы-эукариоты образуют высший эшелон жизни на планете. Они не способны самостоятельно вовлекать в биохимический процесс некоторые элементы, в частности, азот, поэтому они существуют только на базе тех готовых органических соединений, которые производят прокариоты. Надцарство эукариотов составляют:

Царство растений и царство грибов также составляют единство противоположности. Растения производят органическое вещество, а грибы разлагают его и переводят вновь в неорганическое состояние.

Царство растений

§462 . Несмотря на огромное разнообразие видов, все растения и низшие и высшие по своему строению однотипны. Почти все они являются фотоавтотрофами . А это значит, что они, используя энергию солнечного света, синтезируют органические соединения непосредственно из неорганических ингредиентов, извлекаемых ими из почвы, воды и воздуха. Свойственное некоторым растениям гетеротрофное питание (растения-хищники) является вторичным по своему происхождению. Но на голых скалах растения не растут. Помимо света и воздуха, им необходимы те первичные органические соединения, которые создают прокариоты. Растения буквально купаются в атмосфере азота, но поглощать его самостоятельно они не способны. За них это делают почвенные бактерии, а теперь ещё и человек, наладивший производство так называемых азотистых удобрений ( нитратов ).

Биосферная функция растений заключается в том, что они производят основную массу органики на планете. Вес растительных организмов составляет более 99% от веса всей биосферы. Именно растительные организмы создают ту первичную продукцию экосистем, благодаря которой существуют царства грибов и животных.

Царство грибов

§463 . В царстве грибов насчитывается около 100 тысяч видов организмов. Обитают они как в воде, так и на суше. Их размеры колеблются от микроскопических одноклеточных организмов (дрожжей) до хорошо знакомых нам лесных красавцев: боровиков, подосиновиков, мухоморов. К грибам относятся также бесчисленные плесени, слизи (слизевики), произрастающие на поверхности органического субстрата. Существует много грибов-паразитов, которые обитают внутри тел живых организмов.

Биосферная функция грибов противоположна функции растений. Растения являются автотрофами , т.е. в качестве источника углерода они используют углекислый газ атмосферы, из которого они путём фотосинтеза создают органические соединения. Грибы же являются сапротрофами . Они не способны самостоятельно синтезировать органические соединения, поэтому произрастают только на готовом органическом субстрате, которым для них является живая и отмирающая плоть растений и животных. Соответственно, их биосферная функция состоит в том, что они разлагают ткани растений и животных до первичных органических соединений и тем самым подготавливают их к реутилизации живыми организмами. В этом процессе им помогают также бактерии, но ведущая роль здесь принадлежит всё же грибам. Потому именно на конец лета и осень, когда интенсивно отмирает органика, приходится основной урожай грибов, в том числе и тех, которые мы употребляем в пищу.

§464 . Такова функция четырёх царств живых организмов биосферы. Бактерии и вирусы вовлекают неорганическое вещество в органический процесс и продуктами своей жизнедеятельности подготавливают необходимый субстрат для произрастания растений. Растения производят основную массу живого вещества. Грибы разлагают отмирающую органику и возвращают её в неорганическое состояние. Тем самым они замыкают начатый прокариотами биохимический круговорот вещества в биосфере.

Царство животных

§465 . Вес общей массы животных незначителен, но их насчитывается более 1 млрд видов. Из этого числа только 4% приходится на позвоночных и 0,4% на млекопитающих, к числу которых относимся и мы, люди.

Функция животных в биосфере состоит в том, что они поддерживают осуществляемый ею биохимический круговорот вещества в состоянии динамического равновесия. Обладая активной формой перемещения, они без устали отлаживают механизм биосферы. Потребляя растительную органику, они стабилизируют производство её массы. Биологи считают, что в экосистемах, не затронутых влиянием человека, в принципе невозможно чрезмерное выедание растительности животными. До того как размер выедания станет катастрофическим, начнётся сокращение численности травоядных животных. С другой стороны, рост травоядных регулируется прессом хищников.

Широко рассеивая отходы своего пищеварения, животные тем самым предотвращают перепроизводство растительной органики в местах её произрастания. Многоклеточные животные единственные в биосфере способны перемещать репродуктивное вещество грибов и растений против направления стока воды. Если бы они вдруг исчезли из биосферы, то растительная жизнь могла бы развиваться только в непосредственной близости от водоёмов. Транспортируя "чужое" репродуктивное вещество пыльцу, споры, семена, животные обеспечивают богатство видов живых организмов, образующих местные и континентальные экосистемы.

Животные помогают растениям и грибам осуществлять половой способ размножения. Более 80 % цветковых растений не умеют самоопыляться. В этом они полагаются на услуги насекомых. Способность отдельных видов морских животных (моллюсков) концентрировать в своём наружном скелете определённые химические элементы обусловливает их незаменимую роль в деле стабилизации уровня содержания минеральных соединений (солей) в водах озёр, рек, морей и мирового океана в целом.

Царство животных это, следовательно, та часть живого вещества, которая специализирована на регулировании всего осуществляемого биосферой биохимического процесса в целом. Все другие царства биосферы либо создают, либо разрушают живое вещество. Животные же призваны поддерживать весь этот процесс в состоянии равновесия.

§466 . Таково строение организма биосферы.

Что касается истории разработки самого понятия биосферы, то картина здесь такова. На протяжении XVIII, XIX и XX столетий биологи многих стран изучали и описывали множество видов живых организмов. Благодаря этому создавалась научная база данных, раскрывающих единичный момент понятия биосферы. В первой трети XX столетия академик В.И. Вернадский впервые описал общие свойства живого вещества , которое он определял как совокупность всех живых организмов планеты. Благодаря этому он высветил всеобщий момент понятия биосферы. Далее требовалось заполнить пробел, который разделял единичный и всеобщий момент её понятия. Между ними должен находиться связующий их момент особенности . Причём о наличии данного пробела в понятии биосферы догадывался и сам основоположник учения о ней: "По отношению к живому веществу нам непосредственно доступны законы свойства организма, и путём трудной и долгой абстракции мы можем подняться до понимания свойств их совокупности живой материи. Человек как масштаб явлений бесконечно мал по сравнению с живой материей и легко подходит к свойствам её элементов организмов". (В.И.Вернадский. Живое вещество. М., 1975. С.53.)

В 60-х годах XX столетия советский ботаник А.Л.Тахтаджян опубликовал таблицы, в которых все виды живых организмов были систематизированы по типам их питания. Благодаря применённому им принципу все живые организмы планеты оказались разделёнными на царства. Основываясь на этих таблицах, учёный из института геологии (ВСЕГЕИ) А.В. Лапо в изданной им в 1982 году книге "Следы былых биосфер" описал строение организма биосферы. Раскрыв биосферную функцию каждого царства живых организмов, он тем самым восстановил недостающее звено момент особенности её понятия.

Однако вольная философия, привыкшая в своих рассуждениях ориентироваться не на требования понятия, а на признанные авторитеты, по-прежнему продолжает много говорить о величии идей самого В.И.Вернадского и упорно не желает замечать данного открытия, представляющего собой по сути дела лишь дальнейшее развитие его учения. Впрочем, это свойственно не только философии.

Все названные царства живых организмов составляют в своём единстве один всеобщий организм биосферы. Но вместе с тем они также и разделены, ибо каждое из них выполняет в ней свою особенную функцию. Прокариоты ассимилируют неорганическую материю, растения продуцируют основную массу органики, грибы разлагают её, а животные регулируют весь этот процесс в целом. Если рассматривать их через преемственность осуществляемых ими функций, то они предстают перед нами как фазовые состояния единого в себе процесса производства живого вещества планеты. Причём такое строение присуще любой экосистеме биосферы "от кочки и до оболочки", по выражению биологов.

Энергетическим источником осуществляемого биосферой биохимического процесса является излучение Солнца и внутренняя энергия нашей планеты. Солнечный свет, как поток воды верхнебойного действия, вращает колесо жизни, а внутренняя энергия планеты, как струя воды нижнебойного действия, дополняет его. Причём вызывается и поддерживается биохимический процесс самим живым веществом.

§467 . Каждое царство биосферы распадается на множество видов , которые имеют в своей основе один всеобщий тип организма, обусловливаемый биосферной функцией данного царства. Но специфическое своеобразие каждого вида является лишь частной модификацией той общей особенности, которая присуща данному царству живых организмов в целом. Поэтому, переходя к рассмотрению единичного момента понятия биосферы, мы должны иметь предметом своего внимания не бесконечное многообразие видов в их внешнем отличии друг от друга, а тот специфический принцип строения индивидуальных организмов, который свойственен всем представителям каждого царства биосферы.

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: автотрофное питание, бактерии, болезнетворные бактерии, вирусы, гетеротрофное питание, нуклеоид, прокариоты, цианобактерии, эукариоты.

Бактерии. Бактерии – самые древние прокариотические одноклеточные организмы, наиболее широко распространенные в природе. Они играют в ней важнейшую роль редуцентов (разрушителей) органического вещества, фиксаторов азота. Примером могут служить клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. Они способны усваивать атмосферный азот и включать его в вещества, легко усваиваемые растениями. Среди различных видов бактерий много возбудителей заболеваний животных и человека. В медицине используются для получения антибиотиков (стрептомицина, тетрациклина, грамицидина), в пищевой промышленности для получения молочнокислых продуктов, спиртов. Бактерии также являются объектами генной инженерии. Их используют для получения нужных человеку ферментов и других важных веществ. Клетка бактерий покрыта плотной оболочкой, образованной полимерным углеводом муреином. Некоторые виды образуют при неблагоприятных условиях споры – слизистую капсулу, препятствующую высыханию клетки. Клеточная стенка может образовывать выросты, способствующие объединению бактерий в группы, а так же их конъюгации. Мембрана складчатая. У фотоавтотрофных бактерий на складках локализуются ферменты или фотосинтезирующие пигменты. Роль мембранных органелл выполняют мезосомы – наиболее крупные впячивания мембран. В цитоплазме находятся рибосомы и включения (крахмал, гликоген, жиры). Многие бактерии имеют жгутики. Ядер у бактерий нет. Наследственный материал содержится в нуклеоиде в виде кольцевой молекулы ДНК.

По форме выделяют следующие бактериальные клетки:

– кокки (сферические): диплококки, стрептококки, стафилококки;

– бациллы (палочковидные): одиночные, объединенные в цепи, бациллы с эндоспорами;

– вибрионы (в форме запятой);

По способу питания бактерии делятся на:

– гетеротрофов (сапрофиты и паразиты);

– автотрофов (фотоавтотрофы и хемоавтотрофы).

По способу использования кислорода бактерии делятся на: аэробные и анаэробные.

Размножаются бактерии с очень высокой скоростью, делением клетки пополам без образования веретена. Половой процесс у некоторых бактерий связан с обменом генетическим материалом при конъюгации. Распространяются спорами.

Болезнетворные бактерии: холерный вибрион, дифтерийная палочка, дизентерийная палочка и др.

Вирусы. Некоторые ученые относят вирусы к отдельному, пятому царству живой природы. Они были открыты в 1892 г. русским ученым Дмитрием Иосифовичем Ивановским. Вирусы являются неклеточной формой жизни, занимающей промежуточное положение между живой и неживой материей. Они чрезвычайно малы и состоят из белковой оболочки, под которой находится ДНК (или РНК). Белковая оболочка вируса образует капсид, выполняющий защитную, ферментативную и антигенную функции. Вирусы более сложного строения могут дополнительно включать углеводные и липидные фрагменты. Вирусы не способны к самостоятельному синтезу белка. Свойства живых организмов они проявляют, только находясь в клетках про– или эукариот и используя их обмен веществ для собственной репродукции.

Защищаясь от вирусов, клетки вырабатывают защитный белок – интерферон, который подавляет синтез новых вирусных частиц. Интерферон используется для лечения и профилактики некоторых вирусных заболеваний. Организм человека сопротивляется действию вирусов, вырабатывая антитела. Однако к некоторым вирусам, таким как онкогенные или вирус СПИДа, специфических антител нет. Это обстоятельство осложняет создание вакцин.

Цианеи (именуемые не совсем правильно синезелеными водорослями). Возникли свыше 3 млрд лет тому назад. Клетки с многослойными стенками, состоящими из нерастворимых полисахаридов. Встречаются одноклеточные и колониальные формы. Цианеи – фотосинтезирующие организмы. Хлорофилл у них находится на свободнолежащих в цитоплазме мембранах. Размножаются они делением или распадом колоний. Способны к спорообразованию. Широко распространены в биосфере. Способны очищать воду, разлагая продукты гниения. Вступают в симбиоз с грибами, образуя некоторые виды лишайников. Являются первопоселенцами на вулканических островах, скалах.

А1. Основным отличием царства Бактерий от других царств организмов заключается в

1) отсутствии ДНК 3) наличие клеточной стенки

2) наличие нуклеотида 4) присутствии хлорофилла

А2. Не имеет оформленного ядра

1) амеба обыкновенная 3) гриб мукор

2) дрожжевая клетка 4) туберкулезная палочка

А3. В цитоплазме бактерий находятся

1) рибосомы, одна хромосома, включения

2) митохондрии, несколько хромосом

3) хлоропласты, аппарат Гольджи

4) ядро, митохондрии, лизосомы

А4. Укажите одно правильное утверждение

1) бактерии – эукариотические организмы

2) кариотип бактерий состоит из нескольких хромосом

3) все бактерии – автотрофные организмы

4) наследственный аппарат бактерий – нуклеоид

А5. При неблагоприятных условиях бактерии образуют

1) цисты 3) споры

2) колонии 4) зооспоры

А6. Бактерии, создающие органические вещества из неорганических путем фотосинтеза, называются

1) автотрофами 3) фототрофами

2) сапротрофами 4) паразитами

А7. Роль клубеньковых бактерий заключается в

1) разрушении органических соединений почвы

2) фиксации атмосферного азота и доставке его растениям

3) разрушении корневой системы растений

4) паразитировании на растениях семейства бобовых

А8. Азотофиксирующие бактерии относятся к

1) паразитам 3) фототрофам

2) симбионтам 4) сапротрофам

А9. Бактерии возникли в

протерозое 3) архее

кайнозое 4) мезозое

А10. Общим свойством для всех прокариотических и эукариотических организмов является способность к

2) гетеротрофному питанию

3) обмену веществ

Часть В

В1. Клетка бациллы отличается от клетки амебы

1) отсутствием митохондрий

2) наличием цитоплазмы

3) наличием рибосом

4) отсутствием ядра

5) наличием нуклеоида

6) наличием клеточной мембраны

Часть С

С1. Почему продукты хранят в холодильнике?

С2. В каких случаях и какие применяются методы борьбы с болезнетворными бактериями?

СЗ. Чем отличаются вирусы от бактерий?

С4. Почему азотобактерии образуют свои скопления – клубеньки именно на корнях?

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком