Общая характеристика низших растений

Реферат

На тему

Общая характеристика низших растений

Все низшие растения принадлежат к двум надцарствам: прокариотам и эукариотам.

Прокариоты - древнейшие организмы, не обладающие четко оформленным ядром с оболочкой и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная информация реализуется через ДНК. Размножаются делением без ярко выраженного полового процесса.

Трудно найти место на Земле, где не было бы бактерий. Они встречаются в самых разнообразных местах: в атмосфере и на дне океанов, в быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве. В верхнем слое почвы содержатся миллионы бактерий на 1 г, то есть примерно 2 тонны на гектар. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных.

Бактерии – мельчайшие из организмов, обладающих клеточным строением; их размеры составляют от 0,1 до 10 мкм. На обычной типографской точке можно разместить сотни тысяч бактерий среднего размера. Бактерии можно увидеть только в микроскоп, поэтому их называют микроорганизмами или микробами; микроорганизмы изучаются микробиологией. Часть микробиологии, изучающая бактерии, называется бактериологией.

Бактерии – древнейшие из известных организмов. Следы жизнедеятельности бактерий и сине-зелёных водорослей (строматолиты) относятся к архею и датируются возрастом 3,5 млрд. лет.

Из-за возможности обмена генами между представителями различных видов и даже родов систематизировать прокариот довольно сложно. Удовлетворительная систематика прокариот не построена до сих пор; все существующие системы являются искусственными и классифицируют бактерии по какой-либо группе признаков, не учитывая их филогенетического родства. В настоящее время бактерии выделены в отдельное надцарство прокариот.

В конце XX века учёные обнаружили, что клетки сравнительно малоизученной группы бактерий – архебактерий. Строение генетического аппарата архебактерий сближает их с эукариотами; с другой стороны, архебактерии имеют и типичные признаки прокариот (отсутствие ядра в клетке, наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей, размер р-РНК, азотфиксация). Наконец, архебактерии отличаются от всех остальных организмов строением клеточной стенки, типом фотосинтеза и некоторыми другими признаками. Архебактерии способны существовать в экстремальных условиях (например, в горячих источниках при температуре свыше 100 °С, в океанских глубинах при давлении 260 атм, в насыщенных солевых растворах (30 % NaCl)). Некоторые архебактерии выделяют метан, другие используют для получения энергии соединения серы.

По-видимому, архебактерии являются очень древней группой организмов; «экстремальные» возможности свидетельствуют об условиях, характерных для поверхности Земли. Считается, что архебактерии наиболее близки к гипотетическим «проклеткам», породившим впоследствии всё многообразие жизни на Земле.

В последнее время стало ясно, что существуют три основных типа, представленные, соответственно, первая – в клетках эукариот, вторая – в клетках настоящих бактерий, эукариот, третья – у архебактерий. Исследования молекулярной генетики заставили по-новому взглянуть на теорию происхождения эукариот. В настоящее время считается, что на древней Земле одновременно эволюционировали три различные ветви прокариот – архебактерии, эубактерии и уркариоты, характеризовавшиеся разным строением и различными способами получения энергии. Уркариоты, являвшиеся, по сути, ядерно-цитоплазматическим компонентом эукариот, которые превратились в митохондрии и хлоропласты будущих клеток эукариот.

Таким образом, ранг класса, выделявшийся ранее для архебактерий, явно недостаточен. В настоящее время многие исследователи склонны разделять прокариот на два царства: архебактерии и настоящие бактерии (эубактерии) или даже вовсе выделять архебактерии в отдельное надцарство Archaea.

Классификация бактерий по Бергу

Эукариоты - надцарство организмов, четко оформленное ядро которых обладает оболочкой (кариомембраной), оделяющее его от цитоплазмы. Эукариоты включают три царства: грибы, растения и животные.

Эукариоты - ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной.

Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул.

Деление клеток митотические.

Из органелл у них имеются:

центриоли;

митохондрии;

пластиды.

Эукариоты бывают:

одноклеточные;

многоклеточные организмы.

Кроме того, эукариот принято делить на два царства, которые отличаются по ряду признаков, например, по типу питаня:

царство растений. У большинства растений тип питания автотрофный;

царство животных, для которых характерен гетеротрофный тип питания.

Однако провести четкую грань между всеми растениями и всеми животными не удается.

В настоящее время все больше биологов приходят к выводу о необходимости разделения эукариот на три царства - животных, грибов и растений. Эти новые предоставления не являются общепринятыми, но не лишены оснований:

животные:

являются первично гетеротрофными организмами;

клетки лишены плотной наружной оболочки;

обычно это подвижные организмы, но могут быть и прикрепленными;

запасные углеводы откладываются в виде гликогена;

грибы:

являются первично гетеротрофными организмами;

клетки имеют хорошо выраженную оболочку, состоящую их хитина, реже из целлюлозы;

обычно являются прикрепленными организмами;

запасные углеводы откладываются в виде гликогена;

растения:

автотрофные организмы, иногда вторичные гетеротрофы;

клетки обладают плотной стенкой, состоящей обычно из целлюлозы, реже - из хитина;

запасные вещества откладываются в виде крахмала.

Существование биосферы, круговорот веществ в природе связаны с существованием примитивных одноклеточных эукариот. Но в процессе эволюции развились многоклеточные растения, грибы и животные.

Среди автотрофных организмов эволюция наивысшей степени достигла в типе покрытосеменных растений. Вершину эволюции гетеротрофных организмов составляет тип хордовых.

Эукариоты включают в себя две группы организмов:

1. Автотрофы (гр. аутос - сам + гр. трофо -пища, питание) - организмы, синтезирующие из неорганических соединений органическое вещество с использованием энергии Солнца или энергии, освобождающейся при химических реакциях.

Автотрофы (от греческих слов autos — сам и trophe — пища) — живые организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических. Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удается. Например, одноклеточная эвглена на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом. Автотрофы делятся на фототрофов и хемотрофов.

Фототрофы

Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет, называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза.

Хемотрофы

Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называются хемотрофы. Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты — гетеротрофами. Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии являются гетеротрофами.

2. Гетеротрофы (гр. гетерос - другой + гр. трофо - пища, питание) - организмы, использующие для питания только или преимущественно органические вещества, произведенные другими видами. Это животные, паразитарные растения и большинство микроорганизмов. Гетеротрофы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются органические вещества, произведённые другими организмами. В процессе пищеварения пищеварительные ферменты расщепляют полимеры органических веществ на мономеры. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты.

Консументы питаются продуцентами и другими консументами. К консументам относятся звери, птицы, рыбы, насекомые и т.д. Консументы первого порядка – типичные травоядные животные: насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие (грызуны, копытные). В воде – моллюски и мелкие ракообразные, личинки. К консументам первого порядка относятся некоторые растения, животные–паразиты растений. Консументы второго порядка питаются травоядными; консументы третьего порядка – консументами второго порядка и травоядными. Они могут быть хищниками и охотиться – схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. консумо - потребляю (лат.) Консументы (от лат, копзито — потребляю) — организмы, не способные строить свои организмы из неорганических веществ и нуждающиеся в готовой органической пище. Это органическое вещество создается автотрофами. Пища используется консументами и как источник энергии, и как материал для построения их тела. К консументам относятся все животные от мельчайших примитивных до самых совершенных, включая человека. Есть консументы и среди растений: это паразитирующие на других растениях. Существуют также растения со смешанным типом питания, например, росянки.

Среди консументов-животных выделяют растительноядных животных (консументы первого порядка), мелких и крупных хищников (консументов второго, третьего порядка и др.). Роль консументов-животных в сообществах определяется с их подвижностью и относительно быстрой адаптацией, что способствует распространению жизни на планете. Кроме того, животные активно регулируют биомассу и рост растений. Консументы также подразделяют на сапрофагов (питающихся мертвыми растительными остатками), фитофагов (потребителей живых растений), зоофагов (нуждающихся в живой пище) и некрофагов (трупоядных животных). Кроме того, организмы, питающиеся мертвыми остатками растений и животных — детритом, дополнительно выделяют в группу детритофагов. Гетеротрофы делятся на две категории - консументы и редуценты . Первые потребляют готовые органические вещества, синтезируемые автотрофами-продуцентами, но не доводят разложение органических соединений до минеральных составляющих. К консументам относятся по преимуществу животные, включая, естественно, и человека. Редуценты - заключительное звено в пищевой цепи и экологической пирамиде. В ходе своей жизнедеятельности они превращают органические соединения (часто это органические остатки) в неорганические вещества.

Литература

1. Биологический энциклопедический словарь / под редакцией М.С. Гилярова. — М., 1989.

2. Мирабдуллаев И.М. Проблема происхождения прокариот // Успехи совр. биол. 1989а. Т. 107. С. 341—356.

3. Марков А.В. Проблема происхождения эукариот // Палеонтологический журнал 2 (2005): 3—12.

4. Подборка статей по проблеме происхождения эукариот

5. Вся Биология — Эукариоты

6. Б.М. Медников. Биология: формы и уровни жизни. — Просвещение, 1995.

7. Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. Биология (в трёх томах)