З чого складаються всі живі організми? Властивості живих організмів. Різноманіття живих організмів

Весь матеріальний світ навколо нас, званий природою, складається з живих і неживих організмів. Розглянемо їх співіснування. Неживі об'єкти як поняття характеризувати можна за кількома рівнями: атоми, молекули, макротела, мегаоб'екти, галактики, скупчення галактик і нарешті - Всесвіт.

Але що ж є первинним елементом? Сучасна наука визначила, що найдрібнішим "цеглинкою" є кварк, з нього утворюються атоми та інші елементарні частинки.

Разом з тим нежива природа існує у двох формах: речовини і поля (вони обидва мають енергію). Енергію речовини відображає геніальна формула Ейнштейна:

• E = mC²

Речовина перебуває в чотирьох станах: твердому, рідкому, газоподібному і як плазма.

Живі і неживі організми не просто взаємодіють. Обговоримо це. Первинно було лише неживе: сама Земля як планета, що утворилася 4,5 млрд років тому, а відлік появи життя на ній почався 0,5 млрд років тому. В результаті розвитку неживої природи виникла жива.

З тих пір жива і нежива природа не просто співіснують - вони тісно взаємодіють один з одним. Під впливом живих організмів в атмосфері Землі збільшилася питома вага кисню і зменшився - вуглекислого газу. Рельєф також змінився завдяки горам органічного походження. Мікроорганізми визначили процес грунтоутворення (сучасний грунт, придатний для сільського господарства, - продукт їх життєдіяльності). З'явилися поклади нафти.

Повноцінне функціонування біосфери неможливе без живих організмів. Вони активно сприяють загальному кругообороту в природі. Як бачимо, значення живих організмів - величезне.

Виникнення життя

Яким чином на Землі виникло життя? Спочатку для неї були створені запаси органічних речовин. Академіком Олександром Івановичем Опаріним на початку минулого століття експериментально доведено виникнення під впливом електричних зарядів в неживій природі органіки, придатної для «старту життя». А в середині цього ж століття американський вчений Стенлі Ллойд Міллер (по суті, продовжуючи дослідження російського академіка) синтезував нуклеїнові кислоти - основу структури білків. За Опаріну, прообразом виникнення найпростіших одноклітинних могли стати коацервати - саморегулюючі структури з жирною оболонкою.

Згідно з прийнятою багатьма вченими версії, перші живі організми були принесені на Землю ззовні, метеоритами, 500 мільйонів років тому. Версія правдоподібна, тим більше що один з їхніх класів - «вуглистий хондрід» - дійсно приносить на Землю бактерії і мікроби. А вченим станції Амудсена-Скотта вдалося виявити та ймовірного «винуватця» - бактерію роду Deinococcus, здатну і «подорожувати», і «десантуватися».

Тваринний світ

Але повернемося до реальності. Відвернемося від асфальту мегаполісів. Варто нам, міським жителям, виїхати на природу, на дачу, ми практично скрізь - у воді, на землі і в повітрі, в грунті - зустрічаємо різноманіття живих організмів.

Дійсно, тваринний світ всюдисущий. Наземно-повітряне середовище обжили комахи, павуки, звірі, птахи, плазуни, її населеність найбільш різноманітна. Водне середовище проживання досить щільна, текуча і менш насичена киснем, що населяють її створення розділилися на швидко плаваючих (нектон), з обмеженою середовищем проживання - придонних або приповерхневих (бентос), розподілених по всій товщі води (планктон). Грунт - щільна середу зі стабільними температурними режимами, світло не потрапляє в підземний світ, де мешкають черв'яки, комахи, личинки. До життя в ній пристосувалися слепиши і кроти. Тварини-паразити (наприклад, глисти) пристосувалися до життя в тілах інших створінь.

Класифікація

Цікаво, що все це шевелящееся, що дихає, харчується, зростаюче, що розмножується різноманіття - все воно зводиться в певні класи живих організмів. Як же його класифікують? За точку відліку взято вид. Він є основою (первинною ланкою) класифікації живих організмів. Найбільша їх кількість демонструють комахи. Щороку з завидною стабільністю наука реєструє близько 7 тис. Їх видів. Вид має свій ареал проживання. Особини, його утворюють, подібні за структурою, схрещуються. Їх потомство здатне до розмноження. Види живих організмів розселяються не рівномірно по ареалу, а популяціями, у кожної з яких - своя територія.

Подібні види об'єднуються в рід. Наприклад, до роду Вовки відносяться вовки, койоти, шакали, собаки, дінго. Схожі пологи об'єднуються в сімейства. Сімейство Псові об'єднало рід вовків, лисиць, песців, єнотовидних собак, рід гіеновідних собак. Близько сімейства, в свою чергу, об'єднуються в загін. Так, родини собачих, віверрових, Котячі, гиенових, Ведмежі, Єнотові, Куньи складають загін Хижі. Класи живих організмів об'єднують їх загони. Загін Ссавці, зокрема, презентує 25 загонів, назвемо деякі з них: Хижаки, Гризуни, Рукокрилі, Сумчасті, Примати, Парнокопитні, Комахоїдні, Непарнокопитні і т. Д. Таким чином, різноманіття живих організмів класифіковано.

Перелік класів тварин

Почнемо з братів наших менших, з представниками яких - кішками та собаками - кожен з нас стикався в повсякденному житті. Вищезазначені домашні улюбленці відносяться до класу Ссавці, названому так за способом живлення свого потомства. Він налічує 25 загонів, 140 сімейств, близько 4600 видів. До нього відносяться і величезний блакитний кит, і олень, і вовк, і миша.

Втім, найбільш численні на землі клас Комахи. Досить згадати, що він переважає над класом ссавців на цілих три порядки! Клас комах налічує близько 30 загонів, 1053578 видів (станом на кінець 2013 року). До найбільших загонам відносять твердокрилих, лускокрилих, двокрилих, перетинчастокрилих, напівжорсткокрилих, прямокрилих.

Як бачимо, різні класи демонструють різні властивості живих організмів.

Амфібії (навпаки, самий «вузький» клас) налічують близько 3,5 тис. Видів, рептилії - близько 7 тис. Даний нечисленний клас пристосувався до навколишнього середовища, воліючи підземний і підводний спосіб життя.

Клас Птахи об'єднує 8,6 тис. Видів. Їм властиве оперення, як допомагає під час польоту, так і підтримує постійну температуру тіла. Розмноження відбувається шляхом відкладання яєць. До речі, чи знаєте ви, що птахи з'явилися в результаті розвитку однієї з гілок динозаврів? Адже вони у зменшеному форматі зберегли родові властивості гігантів, колись царювали на Землі: трубчасті кістки, кільову структуру тіла і, нарешті, спосіб розмноження.

Клас Риби налічує близько 20 тис. Видів. Вони пристосовані до життя у воді, для чого наділені зябрами і плавниками.

Рекорди тварин

Дійсно, людини радує різноманіття живих організмів, що населяють землю і моря з океанами. Часом природа демонструє справжні феномени. Розглянемо деякі з них. Найбільшим твариною є синій кит, що досягає в довжину тридцяти п'яти метрів. Навіть новонароджений китиня вже тягне на дві тонни. Найшвидша птиця, сокіл-сапсан, досягає в пікіруючому польоті швидкості 350 км / год. Визнані будівельники, терміти, будують свої «хмарочоси» -термітнікі висотою до 15 м- бобри, будівельники гребель, не поступаються їм - відома, наприклад, така гребля (штат Монтана) довжиною в 750 м. Гепард в момент свого кидка досягає швидкості 160 км / год. Найкращий «актор» у тваринному світі - індійський богомол. Він зовні надзвичайно схожий на квітку орхідеї, і комахи-жертви приймають це комаха-хижака за джерело нектару.

Найдовша змія - південноамериканська анаконда - до 8 метрів. Білки вважаються наднадійними барометрами: за 10 годин вони відчувають початок бурі, що видають своєю поведінкою. Найбільша літаюча птах, лебідь-трубач, важить 22 кг, найдрібніша, колібрі, - 20 г. Найбільш гучний голос у мавпи-ревуна (американські тропіки): її чутно за 5 кілометрів. Самий чуйний звір - рись, вона чітко розрізняє звуки на відстані одного кілометра. Цей список можна продовжувати - сторінка за сторінкою.

Властивості

Властивості живих організмів виділені в ході досліджень як родові ознаки, що ідентифікують їх і відокремлюють від неживої природи. Ученим-біологам вдалося аналітично узагальнити на рівні властивостей різноманіття тваринного світу. Дійсно, всі живі організми мають єдиними (родовими) властивостями:

• Єдиний хімічний склад. У складі живих організмів зустрічаються ті ж хімічні елементи, що і в неживій природі.
• Відкритий характер. Вони, з одного боку, користуються зовнішніми джерелами живлення і енергії, а з іншого - і відходи їх життєдіяльності, і самі вони після смерті стають частиною навколишнього середовища.
• Здійснюють саморегуляцію, самоорганізацію по відношенню до зовнішніх чинників.
• Самовідтворюються, причому кожне покоління відтворює властивості живих організмів, його породили.
• Мінливі з метою кращого пристосування до навколишнього середовища, пристосовуючись до її змін для ефективного виживання.
• Ростуть і розвиваються. Якщо зростання слід розуміти як збільшення довжини і маси, то розвиток - це зміна самих різних характеристик живого організму.
• Збудливість. Ця властивість визначає інформаційну самокоордінаціі організму, а також регулювання його характеристик взаємодії з оточенням.
• Дискретність. Кожен живий організм можна представити як сукупність окремих тканин, систем, органів, клітин.

Слід також зазначити, що всі вищенаведені ознаки живих організмів тільки тоді їх характеризують, коли взаємодіють комплексно. Взяті окремо, вони не унікальні і властиві для неживої природи. Так, наприклад, звичайний водойму володіє обміном енергії і речовин, зростання є властивістю кристалів, небесні світила - зірки, як відомо, схильні еволюції.

З чого складаються всі живі організми

класи живих організмів

Як відомо, всім живим організмам властива клітинна структура. Самі тварини клітини малі: від 10 до 100 мікронів. Клітини різних тканин відрізняються за формою (наприклад, клітини шкіри - бокаловидні або ж плоскі, крові - овальні, а м'язові - подовжені).

Сама клітина оточена мембраною, оболонкою «спрямованого вибіркової дії». Вона працює як контрольно-пропускний пункт: пропускає всередину одні речовини і назовні - інші. Внутрішність клітини заповнена рухомій щільною і зернистою рідиною - цитоплазмою. Відзначимо, що клітина живого організму має також певну структуру цитоплазми, але її ми розглянемо пізніше. За цитоплазмі рухається «бульбашковий транспорт» - вакуолі, що розносять поживні речовини і видаляють продукти життєдіяльності.

Оточене цитоплазмою, в клітці знаходиться округле щільне ядро - сховище хромосом. Вони контролюють і регулюють розмноження і спадковість, передану від материнської клітини - дочірньої.

Хромосомні відмінності живих організмів

Розглянуті нами вище зовнішні ознаки живих організмів - здатність рухатися, рости і розвиватися, розмножуватися - можуть бути доповнені непомітними неозброєному погляду, внутрішніми. Візьмемо, приміром, кількість хромосом (структур, що містять ДНК, що знаходяться в ядрі клітини). Примітно, що в клітинах різних організмів вони присутні в різних кількостях. У людини їх 46, у горили - 48, у коня - 64, у собаки 78. Метелик має 380 хромосом, а мураха Myrmecia pilosula «обділений» ними: у самки їх - 2 штуки, а у самця - всього одна.

Цитоплазма як сукупність органел

Продовжуючи вивчати на рівні клітини, з чого складаються всі живі організми, розглянемо крізь мікроскоп цитоплазму. Ми, озброївшись оптикою, побачимо, що вона неоднорідна і являє собою сукупність особливих клітинних органів (органел). Ендоплазматичну мережу складають численні мембрани, пронизані дрібними каналами. У цієї сітки групуються «білкові фабрики» - компактні округлі рибосоми. Ще одна органела, названа на честь італійського вченого Каміло Гольджі апаратом Гольджі. Вона являє собою стопку мембран-мішечків, формує жири і вуглеводи. «Шлунок клітини», лізосоми, розщеплюють вуглеводи, білки, жири. Вони, групуючи навколо розщеплюються елементів, складають травну вакуоль.

види живих організмів

Ще одним органоїдом, відповідальним за спадковість, є клітинний центр, основа якого - два довгастих округлих тіла.

Всі органели живої клітини працюють злагоджено і цілеспрямовано, забезпечуючи її життєдіяльність. Цей процес настільки складний, що окрема галузь науки - цитологія - вивчає, з чого складаються всі живі організми.

Основні тканини

Попередні наші міркування визначили будову самого маленького «цеглинки» організму - клітини. Втім, будова організму можна розглядати також на рівні тканин.

Подібні за своєю будовою і функціональності клітини, що покривають тіла тварин, їх внутрішні органи, називаються епітеліальними. Ці захисні клітини щільно прилягають один до одного, що не заважає їм виробляти секрецію, виділення відпрацьованих речовин і всмоктування взаємодіючих з ними.

Як бачимо, живі організми на Землі мають нерівномірну структуру тканин. Сполучні тканини складають кістяк, каркас організму. До них відносяться кістки, хрящі, зв'язки, сухожилля. До з'єднувальним тканинам відносять і кров. Вона виконує подвійну функцію - воздуховода (постачаючи органи киснем і відбираючи від них відпрацьований вуглекислий газ) і офіціанта (постачаючи з «кухні» -кішечніка поживними речовинами своїх клієнтів - органи - і виносячи від них до органів виділення «з'їдене» на клітинному рівні (мікрошлакі )).

М'язові тканини - це «гідравліка організму». Вони відповідають за рухову активність і також є захистом і опорою для внутрішніх органів.

Нервові тканини, що складаються з особливих клітин - нейронів - виконують всю «тонке налаштування живого організму»: як внутрішню координацію і синхронізацію роботи його органів, так і узгоджене сприйняття органами почуттів сигналів зовнішнього середовища. Таким чином, з іншого боку, визначаючи більш укрупненно, з чого складаються всі живі організми, можна також сказати: з тканин. Їх вивчає наука гістологія.

Висновок

Природа демонструє не випадкові комбінації видів тварин, а закономірні типи сформованих сожительств. Будь-який вид тварин мешкає у властивому йому природному співтоваристві. Найчастіше цілеспрямована, проте непродумана діяльність людини руйнує ці склалися, усталені зв'язки. Безумовний шкоди завдають форсована вирубка лісів, технологічне забруднення річок. «Досягненнями» останніх століть є знищення десятків тисяч видів тварин. Наука покликана не просто зупинити людей шляхом усвідомлення ними того, з якою, власне кажучи, природним середовищем вони взаємодіють, а й гармонізувати ці зв'язки. Не випадково за шкільною програмою вивчає біологія живий організм (6 клас): бажання вберегти навколишню природу прищеплюється росіянам з дитинства.

Разом з тим в кінці XX століття взаємодія людини і природи визначається тим фактором, що, за визнанням академіка Вернадського, біосфера якісно змінилася, збагатившись розумною людською діяльністю, еволюціонувавши і ставши ноосферою (сферою, яка враховує в тому числі і аспект людської турботи про навколишній тваринний світ ).

Свідченням тому є заповідники і національні парки, наукова робота з вивчення та відновленню рідкісних видів, популяризація біології. Серед врятованих від вимирання видів можна назвати зубра, бізона, сумчастих австралійських ведмедів, соболів, тюленів-ченців. Список можна продовжити.

Говорячи про клітинної теорії можна сказати, що сучасною біологією для порятунку зникаючих видів розроблена спеціальна технологія створення стовбурових клітин з клітин шкіри тварин. Далі отримані стовбурові клітини можна трансформувати в гамети - яйцеклітини і сперматозоїди тварин, і з їх допомогою повністю відтворити ембріон тварини.