Выше царства в биологии. Царства живых организмов

Название науке биологии было дано в 1802 году французским учёным Ламарком. В те времена она ещё начинала своё развитие. А что изучает современная биология?

Разделы биологии и что они изучают

Если говорить в общем смысле, биология изучает живой мир Земли. В зависимости от того, что изучает современная биология конкретно, она делится на несколько разделов:

• изучением живых организмов на молекулярном уровне занимается молекулярная биология;
• раздел биологии, изучающий живые клетки - цитология или цитогенетика;
• живые организмы - морфология, физиология;
• биосферу на уровне популяций и экосистем изучает экология;
• гены, наследственную изменчивость - генетика;
• раззвитие эмбриона - эмбриология;
• эволюционная биология и палеобиология занимаются теорией эволюции и древнейшими организмами;
• этология изучает поведение животных;
• общая биология - процессы, общие для всего живого мира.

Существует также множество наук, занимающихся исследованием тех или иных таксонов. Что же это за разделы биологии и что они изучают? В зависимости от того, какие царства живых организмов изучает биология, она делится на бактериологию, зоологию, микологию. Более мелкие таксономические единицы также изучаются отдельными науками, например энтомологией, орнитологией и так далее. Если биология изучает растения, то наука называется ботаникой. Рассмотрим более подробно.

Какие царства живых организмов изучает биология?

Согласно господствующей сейчас теории, живой мир обладает сложной структурой и делится на группы разной величины - таксоны. Классификацией живого мира занимается входящая в биологию систематика. Если нужен ответ на вопрос о том, какие царства живых организмов изучает биология, необходимо обратиться к этой науке.

Самый крупный таксон - империя, и живой мир состоит из двух империй - неклеточные (другое название - вирусы) и клеточные.

Из названия понятно, что члены первого таксона не достигли клеточного уровня организации. Вирусы могут размножаться только в клетках другого, клеточного, организма - хозяина. настолько примитивно, что некоторые ученые даже не считают их живыми.

Клеточные организмы делятся на несколько надцарств - эукариоты (ядерные) и прокариоты (доядерные) Первые имеют оформленное клеточное ядро с ядерной оболочкой, вторые его не имеют. В свою очередь, надцарства делятся на царства.

Царство эукариотов составляют три царства многоклеточных - животные, растения и грибы, и одно царство одноклеточных - простейшие. В царство простейших входит множество разнородных организмов, имеющих большие отличия. Иногда учёные разделяют простейших на несколько групп, в зависимости от типа питания и других особенностей.

Прокариоты принято делить на царства бактерий и архей.

В настоящее время ученые предлагают другое деление живой природы. Исходя из признаков, генетической информации и различий в строении клеток, выделяют три домена:

• археи;
• настоящие бактерии;
• эукариоты, в свою очередь делящиеся на царства.

Какие царства живых организмов изучает биология сегодня:

Домен или царство архей

Царство (домен) бактерий или эубактерий

Прокариоты обычно одноклеточные, но иногда образующие колонии (цианобактерии, актиномицеты). У них нет ядра, заключенного в мембрану, и мембранных органелл. содержит неоформленный в ядро нуклеоид, содержащий генетическую информацию. Клеточная стенка состоит в основном из муреина, хотя у некоторых бактерий она отсутствует (микоплазмы). Большая часть бактерий относится к гетеротрофам, то есть питается органическими веществами. Но существуют и автотрофы, например, способные к фотосинтезу - цианобактерии, которые ещё называют сине-зелеными водорослями.

Некоторые бактерии полезны - содержащиеся в микрофлоре кишечника участвуют в пищеварении; некоторые - вредны (возбудители инфекционных заболеваний). Люди издавна умеют использовать бактерии в своих целях: для производства продуктов питания, лекарственных средств, удобрений и так далее.

Царство простейших

Царство грибов

Царство растений

Эукариоты; отличительные особенности - способность к неограниченному росту, автотрофный тип питания (фотосинтез), неподвижный образ жизни. Клеточная стенка из целлюлозы. Размножение половое. Делятся на подцарства низших и высших растений. Низшие растения (водоросли), в отличие от высших (споровые и семенные), не имеют органов и тканей.

Царство животных

Эукариотические с гетеротрофным типом питания. Особенности - ограниченный рост, способность к передвижению. Клетки образуют ткани; клеточная стенка отсутствует. Размножение - половое, у низших групп возможно чередование полового и бесполого. Животные имеют нервную систему той или иной степени развития.

Еще сравнительно недавно по всеобщему признанию все организмы подразделяли на два царства - царство животных и царство растений. Основное различие между животными и растениями сводили к способу питания. Животными считали тех, кто использовал в качестве пищи готовый органический материал (гетеротрофный способ питания), растениями - организмы, сами синтезирующие необходимый органический материал из неорганических соединений (автотрофный способ питания).

Если точнее, то гетеротрофные организмы - это те, которые должны получать углерод в виде его органических соединений, а автотрофные организмы способны использовать углерод в неорганической форме, а именно в виде диоксида углерода (ССЬ, углекислый газ). Животным обычно приходится разыскивать пищу и поэтому они должны быть способны к локомоции. А это предполагает наличие нервной системы, обеспечивающей координацию движений у более высокоорганизованных животных. Растения же ведут неподвижный образ жизни, они неспособны передвигаться и, следовательно, нервная система им не нужна.

Однако в этой классификации упускается из виду тот очевидный факт, что все клеточные организмы распадаются на две естественные группы, называемые теперь прокариотами и эукариотами.

Между двумя этими группами существует фундаментальное различие, для убеждения в этом надо посмотреть питомник . Термины «прокариоты » и «эукариоты » отражают различие в локализации ДНК (генетического материала) в клетке. У прокариот ДНК не окружена ядерной мембраной и свободно плавает в цитоплазме. Иными словами, у этих клеток нет истинного (оформленного) ядра (pro - перед; karyon - ядро). В клетках же эукариот имеется настоящее ядро (ей - полностью, хорошо). Эукариоты эволюционировали от прокариот.

Деление всех организмов на и растения сталкивается с определенными трудностями. Например, грибы - гетеротрофы, но при этом они не способны передвигаться. Так куда же их отнести? Чтобы выйти из этого положения, было решено, что должно существовать более двух царств. В 1982 г. Маргелис и Шварц (Margulis, Schwartz) предложили систему, предусматривающую наличие пяти царств - царство прокариот и четыре царства эукариот (рис. 2.4). Система Маргелиса и Шварца получила широкое признание и именно ее теперь рекомендуют использовать. Считают, что эукариоты образуют надцарство Eukaryotae. Самая противоречивая группа - это протоктисты, возможно потому, что это не естественная группа.

Все мельчайшие организмы , хотя они и не образуют естественной таксономической единицы, часто объединяют в одну группу под общим названием микроорганизмы или микробы. Эта группа включает в себя бактерий (прокариоты), вирусы, грибы и протоктисты. Такое объединение удобно в практических целях, поскольку методы, используемые для изучения этих организмов, как правило, схожи. Так, в частности, для их визуального наблюдения нужен микроскоп, а их культивирование следует проводить в асептических условиях. Наука, изучающая микроорганизмы, образует одну из ветвей биологии, называемую микробиологией. Микроорганизмы приобретают все большее значение в таких областях науки, как биохимия, генетика, агробиология и медицина; кроме того, они составляют основу важного направления в промышленности, называемого биотехнологией. Некоторые микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, играют еще и важную экологическую роль в качестве редуцентов.

- Вернуться в оглавление раздела "

Миллиарды лет на Земле существует жизнь. Сначала это были простейшие организмы, которые состояли из единственной клетки. Со временем их строение становилось сложнее, появились и многоклеточные организмы. В процессе эволюции разнообразие форм жизни стало огромным. Чтобы при изучении как-то их систематизировать, учёные группируют обитателей живой природы по сходным признакам.

Живая природа, неживая - в чём отличия?

Объекты неживой и живой природы имеют общее качество - в них есть одни и те же химические элементы. Но на этом сходство заканчивается, потому что только живые существа обладают следующими свойствами:

1. Все они (кроме вирусов) состоят из клеток.
2. Чтобы жить, им необходимо получать энергию извне. Растения улавливают её от солнца, а затем используют для синтеза органических веществ. Травоядные животные поедают растения и таким путём тоже получают энергию и всё, что им нужно для существования. А многие из них сами становятся пищей для хищников.
3. Живые организмы не могут обойтись без обмена веществ с окружающей средой - они должны дышать и питаться, избавляться от продуктов своей жизнедеятельности.
4. Всё живое растёт и обретает новые качества, реагирует на изменения внешних условий и воспроизводит организмы, подобные себе (то есть размножается).

К живой природе относят абсолютно все живые организмы, проживающие на Земле.

Зачем природу делят на царства

С древности учёные считали, что органический мир надо подразделять на растения и животных. Развитие науки показало, что такое группирование не отражает всей полноты картины.

В ХХ веке было введено новое понятие - царство, и от этого система учёта миллионов живых существ стала более удобной и подробной. Согласно современной классификации, бактерии, грибы, растения и животные образуют отдельные царства.

Царство бактерий

Этих микроорганизмов известно почти 10 тысяч видов, но без микроскопа никого из них не увидеть. Бактерии имеют форму жгутиков, палочек или шариков и живут повсюду - в воде, в воздухе, в земле и в других живых организмах. Они бывают полезные и вредные. Могут, например, охранять здоровье человека, превратить молоко в кефир, сквасить капусту или пышно поднять тесто. А могут принести болезнь, вызвать отравление.

К настоящему времени описано около десяти тысяч видов бактерий, но предполагается, что их существует свыше миллиона.

Чтобы в обычной жизни поменьше встречаться с вредными бактериями, надо соблюдать правила гигиены, обработки продуктов и приготовления пищи.

Царство грибов

А эти живые организмы насчитывают около ста тысяч видов. Многие свойства грибов уникальны - например, размножение тремя способами или наличие в них веществ, из которых делают лекарства и витамины. Но есть у них и признаки, свойственные обитателям других царств. Наличие клеточных стенок, неподвижность, и верхушечный рост роднят грибы с растениями. С животными они схожи по типу обмена веществ.

Царство растений

Растения отличаются от других живых существ способностью к фотосинтезу. Это значит, что неорганическое вещество они превращают в органическое. Природа сделала растения главным источником пропитания и энергии для всех обитателей Земли.

Представители этого царства делятся на:

• низшие растения (различные водоросли), у которых не выражены такие органы, как листья, стебли и корни;
• высшие (мхи, папоротники, покрытосеменные).

Папоротники сильно различаются по размерам, жизненным формам, жизненным циклам, особенностям строения.

Дальнейшая классификация более детально учитывает особенности этих живых организмов, а их на планете около 350 тысяч видов.

Царство животных

Оно самое многочисленное - в нём обитают почти 2 миллиона видов животных, в том числе человек! С растениями их роднит потребность в обмене веществ и клеточное строение. А главные отличия - это употребление в пищу готовых органических соединений и способность самостоятельно передвигаться.

Классификация такого количества видов очень сложна, и начинается она с разделения животных на одноклеточных и многоклеточных.

Человек - царь природы?

В своём жизненном цикле человек подчиняется природным законам, как и все другие живые организмы. С точки зрения биологии, он вовсе не царствует в природе, хотя и стоит на самой верхней ступени эволюции. То есть, человек - высшее по развитию существо на Земле. Именно поэтому на нём лежит ответственность за благополучие нашей живой планеты.

Зачем надо охранять природу

Этот доклад будет неполным, если не сказать, что деятельность человека может нанести вред природе. Интересы у людей повсюду - на земле и под землёй, в воздухе и воде. Они рубят леса и меняют русла рек, рыбачат и охотятся, добывают полезные ископаемые и строят города.

Есть немало мест, которые пострадали от активности человека, и природа не может восполнить то, что было им уничтожено. Много животных и растений попали в Красную книгу, так как оказались на грани исчезновения.

Природа имеет для нас как материальное, так и духовное значение.

В России и других странах приняты законы об охране окружающей среды. Но и в повседневной жизни человек может заботиться о природе, например, не мусорить в лесу, сажать молодые деревья или подкармливать птиц зимой.

Надо помнить, что планета у нас одна, и на ней будут жить ещё многие поколения живых существ.

Живое вещество

(Пропускаем)

Все живые организмы планеты делятся на 6 больших групп, в зависимости от той функции, которую они выполняют в биосфере:

1 – бактерии

2 – вирусы

3 – простейшие органические соединения (гумус)

4 – растения

5 – грибы

6 – животные

Первые три царства образуют низший эшелон жизни. Они не имеют оформленного клеточного ядра и потому образуют надцарство, называемое прокариотами . Три последних царства имеют оформленное клеточное ядро и образуют надцарство эукариотов .

Царство бактерий . Их биосферная функция состоит в том, что они вовлекают первозданное неорганическое вещество планеты в биологический процесс. Они живут выше всех и ниже всех, при самых высоких и самых низких температурах. Они грызут каменные и гранитные породы. Первыми заселяют безжизненное вещество планеты. Бактерии – единственные в биосфере, способные поглощать атмосферный азот и вводить его в связанное состояние. Все другие организмы получают доступ к азоту только благодаря бактериям. Именно бактерии синтезируют внутри себя простейшие органические соединения: углеводы, аминокислоты, липиды и нуклеиновые кислоты.

Царство вирусов . Они лишены способности самостоятельно синтезировать простейшие органические соединения, поэтому они не взаимодействуют с первозданным неорганическим веществом. Они внедряются в клетки других организмов, в первую очередь бактерий. Внедрившись, отключают их ДНК и подключают свою. В результате клетка начинает производить вирионы (копии вирусов). После этого она погибает. Вирионы переходят в окружающую среду, где пребывают в инертном состоянии до момента внедрения в новую клетку.

Царство первичных органических соединений – гумус . Царства бактерий и вирусов представляют собой единство противоположности. Бактерии производят первичное живое вещество, вирусы разрушают его и тем самым замыкают биогенный процесс. Результатом деятельности бактерий и вирусов являются первичные органические соединения: углеводы аминокислоты, жирные кислоты. Они образуют биогенный субстрат (почву), на базе которого развиваются три других царства живых организмов.

Царство растений . Их биосферная функция состоит в том, что они производят основную массу органики. Вес растительных организмов составляет более 99% всей биомассы планеты. Но на голых скалах растения не растут, им требуется первичный биогенный субстрат (азотистое соединение), который производят прокариоты.

Царство грибов . Грибы подобны вирусам. Они также составляют противоположность царству растений. Их насчитывается более 100 тыс видов, имеющих в большинстве своем вид слизей, плесени, мучнистых налетов и т.д. Биосферная функция грибов противоположна функциям растений. Они не способны самостоятельно синтезировать органические соединения, поэтому они произрастают только на тканях живых и отмирающих организмов, растений и животных. Грибы разлагают отмирающую органику на первичные органические соединения и тем самым подготавливают их для реутилизации (повторного использования) растительными организмами. Лишайники – это нерасторжимый симбиоз растения и гриба. Микоз – белесый налет на клубнях картофеля – это тоже взаимовыгодный симбиоз растения и гриба. Тех грибов, которые мы собираем, всего около 100 видов. Их плодовое тело представляет собой плотно сомкнутые нити грибниц.

Царство животных . Их масса незначительна, но их насчитывается почти 1,5 млрд. видов. Их биосферная функция состоит в том, что они поддерживают биологический круговорот вещества в состоянии динамического равновесия. Выедая продукцию растений, они стабилизируют ее массу; широко рассеивая продукт пищеварения, они тем самым предотвращают концентрацию вымирающей органики в местах ее произрастания. Транспортируя чужое репродуктивное вещество (пыльцу, семена, споры), животные способствуют распространению различных видов его по всей территории обитания. 80% растений опыляются только с помощью насекомых. Если бы не было животных, то жизнь была бы возможна только в водоемах и вблизи них. Все другие царства биосферы либо создают (бактерии, растения), либо разрушают (вирусы, грибы) живое вещество. Животные же регулируют весь этот процесс.