Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
История систематики
Настоящее представление о классификации живых организмов появилось не сразу; история систематики уходит своими «корнями» в древний мир. Первыми о разделении всего живого на группы задумались философы Древней Греции: Гептадор, Аристотель и Теофраст.
Аристотель, как ученый представил систематику следующим образом:
Данная классификация с небольшими изменениями (в основном дополнениями и некоторыми уточнениями) дошла до XVIII века.
В 1735 Шведский ученый Карл Линней, проанализировав все достижения и накопленные знания о мире, выпустил в свет свой труд «Система природы». В нем он подробно изложил свои взгляды на систематику живых организмов всего материального на Земле. Конечно, с позиции современности они были поверхностными и носили по большей части описательный характер. Но взгляды Линнея заложили основы для современной систематики живых существ.
Карлу Линнею принадлежит заслуга в создании такого понятия, как язык систематики. Это образное понятие, означающее правила, используемые при названии того или иного организма. Все известные (на то время) живые существа он разделил на несколько групп. Линней назвал их “рангами”. Например, всех животных он поместил в ранг “животных”, а растения – в ранг “растения”. Наивысшие ранги ученый назвал царствами.
В каждом ранге он выделил еще несколько более мелких групп. Например, хищные включали ранги поменьше: волчьи, кошачьи, медвежьи и енотовые. Данная градация (деление на ранги) сохраняется не только для систематики растений и животных. Эти группы сейчас называются таксонами.
Вся систематика ученого Карла Линнея подразумевала деление всего материального на 3 царства.
Деление рангов по Линнею
После Карла Линнея вопросами классификации и систематики занималось немалое количество ученых. Каждый из них внес определенный вклад (ввел новые «ранги», расширил понимание прежних и пересмотрел их суть), постепенно поспособствовав становлению систематики наукой о классификации.
Среди таких ученых наиболее значительный вклад внесли: Жан Батист Ламарк, Чарльз Дарвин (наиболее известен как ученый, разрабатывающий в первую очередь систематику животных), Эрнст Геккель и Карл Везе. Последний является основателем так называемой трехдоменной системы классификации живых существ (смотрите ниже). Она создана в 1977 и на сегодняшний день все больше завоевывает популярность сред ученых в разных странах.
Трехдоменная классификация
Все царства органического мира объединены в 3 домена. Их разделение основано на генетическом сходстве и различии.
Трёхдоменная классификация К. Везе
В настоящее время трехдоменная классификация находится в стадии разработки. Она постоянно уточняется и перерабатывается. Одним из ее достижений (в отличие от традиционных классификаций) считается то, что деление на прокариоты и эукариоты является не полным.
Принципы систематики. Царства органического мира
Согласно современной систематике живые организмы разделяются на 5 царств.
Типы включают несколько классов. Также выделяются по общим признакам, но имеют некоторые различия в строении и функционировании организма. Так, в типе хордовых различают классы птиц и млекопитающих, по признаку особенностей кожного покрова. Хотя те и другие теплокровные в отличие от земноводных, пресмыкающихся и рыб.
Классы делятся на отряды. Это более узкое деление. Представители одного отряда не только обладают общими чертами в строении и общности происхождения. Они имеют схожий образ жизни. Во многом это накладывает отпечаток на особенностях общих черт и внутреннего строения. Например, отряд хищных млекопитающих и травоядных различаются как по внешности, так и приспособленности к определенному образу жизни. Отряд жуков единственный из класса насекомых, кто имеет специальные жесткие щитки для крыльев. Они называются надкрылками. Для каждого царства существует несколько типичных отрядов.
Каждый отряд объединяет несколько семейств. Его представители наделены общими признаками, общностью морфологии, единым происхождением. При этом, единство их происхождения часто заметно даже при их проживании в разных климатических зонах. Например, 2 представителя семейства кошачьих: амурский тигр и ягуар, внешне очень схожи, но живут на расстоянии в несколько десятков тысяч километров.
Семейства объединяют несколько родов. Это уже более специализированная группа живых организмов. Помимо характерных признаков семейства, они обитают преимущественно на определенной территории. Например, род американских сухопутных черепах обитает исключительно в Южной Америке и близлежащих островах.
Каждый род включает несколько видов. Это самый маленький таксон. Он является основой классификации. Помимо критериев рода его представители отличаются таким важным признаком как возможность свободного скрещивания, которое дает жизнеспособное потомство. Это возможно благодаря тому, что особи одного вида имеют важный генетический критерий вида. Постоянное число комплиментарных (подходящих друг к другу) хромосом.
Систематика бактерий
Царство бактерий включает представителей самой древней группы живых организмов. Это одноклеточные организмы. Они устроены настолько просто, что даже не имеют ядра. Ученые считают, что первые их предки появились еще 3,2 миллиарда лет назад. В него включено царство археи (он же домен археи).
В царстве выделяют несколько типов. Среди них наиболее важное значение имеют следующие:
Систематика протистов
Представители царства являются одноклеточными эукариотическими (имеющими ядро) организмами. Среди них есть как организмы, способные к фотосинтезу (эвглена зеленая, волвокс), так питающиеся готовыми органическим веществами, а некоторые даже другими микроорганизмами.
Современная систематика протистов подразумевает деление их царства на несколько типов. Среди них самые значимые следующие типы:
Систематика грибов
Систематика растений
Принцип, который имеет систематика растений, похож на классификацию грибов. Вместо типа у них используется порядок. Но деление на высшие и низшие растения носит условный характер.
Различают следующие типы:
Все растения ведут прикрепленный образ жизни, обладают постоянным ростом и подавляющее большинство способны к фотосинтезу.
Систематика животных
Современная систематика живых организмов, которые называются животными, включает все современные таксоны. Отличаются возможностью к свободному передвижению (за исключением только кораллов и губок) и неспособностью синтезировать питательные вещества. Поэтому животные получают их из растений и от других живых организмов.
Царство включает несколько типов:
Значение систематики живого мира
Знание систематики живых организмов помогает лучше в нем ориентироваться. Это умение позволяет развиваться всем отраслям сельского хозяйства и животноводства.
Современная систематика организмов появилась благодаря всестороннему развитию биологических наук. Особенно это касается эволюции, палеонтологии (наука о прошлом живых организмов), геологии (наука о строении Земли как планеты). И систематика сама на них влияла и продолжает влиять. Практическое значение систематики находят не только биологические науки. Даже топливно-энергетический комплекс косвенно связан с ней. Например, разведка новых месторождений осуществлялась (и осуществляется сейчас) с использованием систематики организмов. Геологи по находкам останков древних животных и растений могут легко определить время формирования того или иного пласта земной коры. Зная, к какому времени он относится, можно предсказать наличие или отсутствие полезных ископаемых.
Словарь
Таксон — группа в классификации, состоящая из объектов, объединённых общими свойствами и признаками
Систематика – это наука о разнообразии организмов, определяющая их место в системе органического мира. Существует систематика животных, микроорганизмов, грибов, растений.
В задачи любой систематики входит выявление, описание, идентификация, классификация и группирование организмов (от древнейших и примитивных до современных и самых сложных) в систему, в которой было бы однозначно определено положение каждого таксона.
Со времени К. Линнея (XVIII в.) в науке господствовала система двух царств: растений (Plantae) и животных (Animalia). В XX в. с открытием вирусов, а также обнаружением ряда важных различий в процессах обмена веществ и ультраструктуре клетки у разных групп организмов привело к пересмотру устоявшихся взглядов. В настоящее время общая схема филогенетических (родственных) отношений между основными группами живых организмов выглядит следующим образом (рис. 7.1).
Рис. 7.1. Филогенетические отношения между основными группами живых организмов.
Империя неклеточные организмы (Noncellulata) – не имеют морфологически оформленной клетки. Империя включает одно царство вирусы (Virae).
Империя клеточные организмы (Сellulata) –имеют морфологически оформленную клетку. Включает две подимперии.
1. Подимперия доядерные (Procaryota) – не имеют морфологически оформленного ядра. Объединяет два царства:
а) Царство архебактерии (Archaebacteria) – в основе клеточных стенок кислые полисахариды (муреина нет);
б) Царство настоящие бактерии, или эубактерии (Eubacteria) – в основе клеточных стенок – муреин.
2. Подимперия ядерные, или эукариоты (Eucaryota) – имеют морфологически оформленное ядро. Подразделяется на четыре царства:
а) Царство протоктисты (Protoctista) – автотрофы или гетеротрофы; тело не расчленено на вегетативные органы; отсутствует стадия зародыша; гаплоидные или диплоидные организмы; включает водоросли и грибоподобные организмы.
б) Царство животные (Animalia) – гетеротрофы; питание путем заглатывания или всасывания; отсутствует плотная клеточная стенка; диплоидные организмы; имеется чередование ядерных фаз.
в) Царствогрибы (Fungi, Mycota) – гетеротрофы; питание путем всасывания; имеется плотная клеточная стенка, в основе которой хитин; гаплоидные или дикарионтические организмы; тело не расчленено на органы и ткани.
г) Царстворастения (Plantae) – автотрофы; питание за счет процесса аэробного фотосинтеза; имеется плотная клеточная стенка, в основе которой целлюлоза; характерно чередование полового (гаметофит) и бесполого поколения (спорофит) с преобладанием диплоидного поколения. К растениям относятся – отделы риниофиты и зостерофиллофиты (ныне вымершие), моховидные, хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные.
Разделы систематики
Таксономические категории и таксоны, бинарная номенклатура.
Современная систематика подразделяется на несколько связанных между собой разделов:
Наиболее распространенная система, которую сегодня используют ботаники – иерархическая. Она строится по принципу «коробочка в коробочке». Любая ступень иерархии системы называется таксономическим рангом(таксономическая категория). Главным таксономическим рангом является –вид (species). Обычно под биологическимвидом понимают совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал, обладающих рядом общих морфофизиологических признаков и типов взаимоотношений с абиотической и биотической средами, и отделенных от других таких же совокупностей особей отсутствием гибридных форм.
Над видом располагаются род (genus), семейство (familia), порядок (ordo), подкласс (subclassis), класс (classis), отдел (divisio) и царство (regnum)(таблица).
Основные таксономические ранги систематикивысших растений и примеры таксонов
Таксономический ранг
Пример таксона
Окончание в латинском названии
Царство
Plantae (Растения)
–
Отдел
Magnoliophyta (Покрытосеменные)
-phyta
Класс
Magnoliopsida (Двудольные)
-opsida
Подкласс
Ranunculidae (Ранункулиды)
-idae
Порядок
Ranunculales (Лютиковые)
-ales
Семейство
Ranunculaceae (Лютиковые)
-aceae
Род
Ranunculus (Лютик)
–
Вид
Ranunculus repens L.
Внутри вида могут быть выделены более мелкие систематические единицы: подвид (subspecies), разновидность (varietas), форма (forma); для культурных употребляется категория – сорт.
Таксон – это реально существовавшие или существующие группы организмов, отнесенные в процессе классификации к определенным таксономическим категориям.
Научные названия всех таксонов, относящихся к таксономическим категориям выше вида, состоят из одного латинского слова (униноминальны) и имеют определенные окончания, которые указывают ранг данного таксона (таблица). Название вида состоит из двух латинских слов (биноминальны). Первое слово – это родовое название, второе – видовой эпитет. Например, сосна лесная (обыкновенная) – Pinus sylvestris.
Правило давать видам растений двойные названия известно как бинарная номенклатура. Введена бинарная номенклатура Карлом Линнеем в1753 г.
Материалы для работы систематиков
Материалом для работы систематиков служат живые растения (или их части), а также растения, которые высушены или фиксированы тем или иным способом.
Обширные коллекции живых растений сосредоточены в ботанических садах. В Европе ботанические сады начали создаваться уже с XIV в.
Процесс высушивания растений прессом и монтировки на бумаге или картоне получил название гербаризация. Слово «гербарий» в средние века означало книгу (травник), которая посвящена растениям. Изобретение гербаризации (в конце XV века) позволило организовать, в ходе ботанических экспедиций и географических путешествий, сбор растений со всего мира. Собранный материал первоначально хранился в частных коллекциях, впоследствии концентрировался в общедоступных хранилищах (также называемых гербариями). В настоящее время, подобные хранилища имеются во всех развитых странах мира, в том числе и в России. В мире функционируют около 1600 крупных научных гербариев с общим гербарным фондом в 230 млн. гербарных образцов. Старейшие гербарии (Петербургский, Парижский, Лондонский) хранят до 5-6 млн. гербарных образцов каждый и представляют собой бесценное национальное достояние, которое документально фиксирует вехи освоения и изучения природы Земли. Гербарные образцы используются для изучения морфологических особенностей растений, экологии и географии видов, для точного установления таксономической принадлежности растений.
Фиксируют растения и их части и в специальных жидких фиксаторах сложного состава (со спиртом или формалином). Используют зафиксированные таким образом растения и их части при анатомических, эмбриологических, цитологических и др. исследованиях.
Методы систематики
Сравнительно-морфологический метод (основной метод систематики) – основан на данных сравнительной морфологии и дает наибольшую информацию о родстве таксонов на уровне вида и рода; с помощью данного метода изучают макроструктуру организмов; метод не требует сложного оборудования.
Сравнительно-анатомический, эмбриологический и онтогенетический методы (варианты сравнительно-анатомического метода) – с их помощью изучают микроскопические структуры тканей, зародышевых мешков, особенности гаметогенеза, оплодотворения и развития зародыша, а также характер последующего развития и формирования отдельных органов растений; данные методы требуют совершенной техники (электронной и сканирующей микроскопии).
Сравнительно-цитологический и кариологический методы – позволяют анализировать признаки организмов на клеточном уровне, помогая устанавливать гибридную природу форм и изучать популяционную изменчивость видов.
Палинологический метод – использует данные палинологии (наука, изучающая строение оболочек спор и пыльцевых зерен растений) и позволяет, по хорошо сохраняющимся оболочкам спор и пыльцы, устанавливать возраст вымерших растений.
Эколого-генетический метод – связан с опытами по культуре растений; дает возможность вне зависимости от факторов природной среды изучать изменчивость, подвижность признаков и устанавливать границы фенотипической реакции таксона.
Гибридологический метод – основан на изучении гибридизации таксонов; важен при решении вопросов филогении и систематики.
Географический метод – дает возможность анализировать распространение таксонов и возможную динамику их ареалов (область географического распространения), а также изменчивость организмов, которая связана с географически меняющимися природными факторами.
Помимо указанных выше методов, в систематике используют иммунохимические и физиологические методы, а также данные энтомологии, археологии и лингвистики, которые дают информацию о насекомых вредителях и местах введения в культуру важнейших сельскохозяйственных растений.
7.2. Империя неклеточные организмы (Noncellulata). Царство вирусы (Virae)
Вирусы – это группа ультрамикроскопических облигатных внутриклеточных паразитов, которые размножаются только в клетках живых организмов. Открыты вирусы были в 1892 году русским ботаником Д.И. Ивановским. Данное открытие произошло во время изучения болезни табака, которая проявлялась в появлении пятен на листьях. Болезнь была вызвана вирусом табачной мозаики (рис. 7. 2. 1).
Рис. 7.2.1.Вирус табачной мозаики(А – электронная микрофотография, Б – модель).
Вирусная частица (вирион) состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженной белковой оболочкой – капсидом, состоящим из капсомеров. Размеры вириона различных вирусов – от 15 до 400 нм (большинство видны лишь в электронный микроскоп).
Вирусы обладают следующими характерными особенностями:
Кроме того, вирусы паразитируют только на определенных хозяевах (растениях, животных, человеке, микроорганизмах); не размножаются в почве, но могут долго сохраняться в ней, если условия исключают их инактивацию; по типу нуклеиновой кислоты, а также биологическим, химическим, физическим свойствам их разделяют на РНК-содержащие и ДНК-содержащие.
Вирусы микроорганизмов названы фагами. Так, существуют бактериофаги (вирусы бактерий), микофаги (вирусы грибов), цианофаги (вирусы цианобактерий). Фаги обычно имеют многогранную призматическую головку и отросток (рис. 7.2.2.).
Рис. 7.2.2.Модель фага.
Головка покрыта оболочкой из капсомеров и содержит внутри ДНК. Отросток представляет собой белковый стержень, покрытый чехлом из спирально расположенных капсомеров. Через отросток ДНК из головки фага переходит в клетку поражаемого микроорганизма. После попадания фага бактерия утрачивает способность к делению и начинает производить не вещества собственной клетки, а частицы бактериофага. В итоге клеточная стенка бактерии растворяется (лизируют), из нее выходят зрелые бактериофаги. Лизировать бактерии способен только активный фаг. Недостаточно активный фаг может существовать в клетке микроорганизма, не вызывая лизиса. При размножении пораженной бактерии возможен переход инфицированного начала в дочерние клетки. Фаги встречаются в воде, почве и других природных объектах. Некоторые фаги используют в генетической инженерии, в медицине для профилактики заболеваний.
§ 50. Принципы систематики. Современная биологическая система
Сайт:
Профильное обучение
Курс:
Биология. 11 класс
Книга:
§ 50. Принципы систематики. Современная биологическая система
Напечатано::
Гость
Дата:
Суббота, 25 Декабрь 2021, 06:18
Оглавление
Понятие о систематике. В результате биологической эволюции на Земле возникло удивительное многообразие организмов. По оценкам ряда ученых, в настоящее время на планете обитают более 10 млн видов. К этому количеству следует добавить сотни миллионов видов, которые существовали в прошлом, но в ходе эволюции вымерли. Для изучения такого огромного разнообразия организмов очень важно их классифицировать, т. е. распределять по группам в соответствии с определенными признаками. Классификацией организмов, изучением их многообразия, происхождения и филогенетических (родственных) отношений занимается систематика.
Первую научную систему живой природы разработал шведский ученый Карл Линней в середине XVIII ст. Он классифицировал живые организмы на основании небольшого количества произвольно выбранных признаков. Так, например, птицы были разделены К. Линнеем на систематические группы в зависимости от формы клюва, а цветковые растения — на основании количества тычинок и пестиков. Линней был креационистом, поэтому его классификация не основывалась на анализе происхождения и родства организмов. Вместе с тем она оказалась самой удачной среди систем того времени. Система природы, разработанная К. Линнеем, была широко принята естествоиспытателями и стала основой для современной классификации организмов.
Основным сочинением К. Линнея, посвященным классификации живых организмов, был труд «Система природы». Первое издание этой книги было опубликовано в 1735 г. и содержало всего 11 страниц. А в двенадцатом издании (1766 — 1768 гг.), вышедшем под авторством К. Линнея последним, было уже около 2400 страниц. Оно содержало описание более 7500 видов растений и свыше 4000 видов животных.
Современная систематика для классификации организмов использует целый комплекс признаков. Учитываются, например, их внешнее и внутреннее строение, история эволюционного развития на основе палеонтологических данных, процессы жизнедеятельности и биохимические особенности (состав белков, запасные питательные вещества и др.), эмбриональное развитие, особенности строения клеток, кариотип, распространение на планете. Это позволяет классифицировать организмы на основании их эволюционного родства, а не только сходства по тому или иному признаку.
Отдельные признаки неродственных организмов могут быть очень похожими в результате приспособления к одинаковым или близким условиям среды (вспомните, как называется способ осуществления эволюционного процесса, приводящий к появлению таких признаков). В то же время даже близкородственные виды могут заметно различаться. Поэтому очень важно, что в современной систематике организмы распределяют по группам с учетом их происхождения, исторического развития и родства.
Принципы систематики. В основе классификации организмов лежат два главных принципа: иерархичности (соподчиненности) и бинарной номенклатуры. Они были введены еще К. Линнеем и остаются актуальными по сей день.
Классифицируя организмы, ученые распределяют их по группам. Такие группы называются систематическими (таксономическими) единицами или таксонами. Принцип иерархичности заключается в том, что систематические единицы последовательно «подчиняются» друг другу, т. е. крупные таксоны делятся на более мелкие, те в свою очередь на еще более мелкие и т. д. Выделяют семь основных систематических единиц, наименьшей из которых является вид. Родственные виды объединяют в роды. Так, например, на территории нашей страны обитают три вида рода Жаба (рис. 50.1). Близкие роды объединяют в семейства, семейства — в порядки, порядки — в классы, классы — в отделы, а отделы — в царства. Важно отметить, что для классификации животных традиционно вместо таксона порядок используется отряд, а вместо отдела — тип. Любой организм независимо от того, существует он ныне либо существовал в прошлом, должен последовательно принадлежать ко всем семи основным систематическим единицам. Основные таксоны, использующиеся в систематике, и примеры классификации приведены в таблице 50.1.
Таблица 50.1. Основные таксоны и примеры классификации
