Читать книгу Биология. Многообразие живых организмов. Бактерии, грибы, растения. 7 класс - Н. И. Сонин - Страница 2

От клетки до биосферы

Разнообразие живого на Земле так велико, что с трудом поддается описанию. На нашей планете обитают различные виды растений, животных, грибов и микроорганизмов. Все они – от микроскопических созданий до великанов – приходятся друг другу близкими или дальними родственниками.

Вы уже знаете, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка может быть и отдельным организмом, и частью многоклеточного растения или животного. Она бывает довольно просто устроенной, как бактериальная, или значительно более сложно, как клетки одноклеточных животных – простейших. Как бактериальная клетка, так и клетка простейших – это целый организм, способный выполнять все функции, необходимые для обеспечения жизнедеятельности. А вот клетки, входящие в состав многоклеточного организма, специализированы и не способны существовать самостоятельно, вне организма. Они образуют ткани и органы, осуществляющие только одну определенную функцию. Клетки, ткани и органы в сумме еще не представляют собой единого организма. Лишь их согласованное взаимодействие образует целостный организм, которому присущи определенные свойства.

В 6 классе в курсе «Живой организм» вы подробно познакомились со строением и особенностями жизнедеятельности отдельно взятой особи. Сходные по строению и физиологическим особенностям особи образуют вид (см. ниже).

Представители любого вида, часто занимающие обширные территории, разделены различными географическими, климатическими и другими препятствиями на отдельные группы – популяции. Популяцией биологи называют совокупность живых организмов одного вида, обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп.

Ни одно живое существо не живет само по себе, изолированно от других организмов. Сообщество растений, животных, грибов и микроорганизмов, имеющих общее местообитание, т. е. живущих сообща и тесно взаимодействующих между собой, формирует биоценоз (от греч. «биос» – жизнь и «ценоз» – общий). Можно говорить о биоценозе леса, луга, болота, озера, а иногда говорят даже о биоценозе кочки или пня.

Совокупность всех биоценозов, обитающих в настоящее время на Земле, формирует живое вещество биосферы. Биосферой называют оболочку Земли, заселенную живыми организмами. Помимо животных, растений, грибов и микроорганизмов, образующих живое вещество биосферы, в ней различают косное вещество – атмосферу (от греч. «атмос» – пар и «сфера» – шар), гидросферу (от греч. «гидро» – вода), литосферу (от греч. «литос» – камень) и биокосное вещество, например почву.

В воде и на суше, в почве и воздухе, даже в органах растений, животных и человека – всюду на Земле обитают самые разные живые организмы. Среди них более 1 млн видов насекомых, около 130 тыс. видов моллюсков, множество видов червей, рыб, птиц, зверей; более 500 тыс. видов растений, грибов и микроорганизмов. Насчитывают около 2,5 млн ныне существующих видов, наших «современников», и по крайней мере в 10 раз больше – видов вымерших растений и животных.

Ч. Дарвин и происхождение видов

В чем же причина такого многообразия живых организмов на нашей планете?

Чем объяснить удивительную приспособленность живых существ к условиям жизни? Ответ на этот вопрос дает эволюционное учение, раскрывающее механизмы происхождения и развития органического мира.

Великий английский ученый Чарлз Дарвин (1809–1882) объяснил развитие природы действием естественных законов. Он обратил внимание на многообразие пород домашних животных и сортов культурных растений и пришел к следующему выводу: человек создает сорта и породы на основе индивидуальной наследственной изменчивости – той изменчивости, которая присуща каждому организму и позволяет отличить друг от друга особей одного вида. Из поколения в поколение человек из большого количества особей отбирал и оставлял на племя тех, кто обладал каким-либо полезным для него наследственным признаком, например коров, дающих больше молока, кур, несущих больше яиц, растения с более крупными плодами и т. д. В результате были получены новые породы животных и сорта культурных растений, обладающие нужными человеку свойствами.

Маскирующая (покровительственная) окраска и форма тела – результат приспособления организмов к условиям обитания

Понимание происхождения культурных форм дало ключ к объяснению происхождения видов. Наследственная изменчивость, на основе которой человек ведет искусственный отбор, проявляется и в природе. Сама по себе она еще не приводит к образованию нового вида (как не приводит к возникновению культурной формы растений или животных). В природе должны существовать причины, определяющие процесс видообразования. Это борьба за существование и естественный отбор.

Борьба за существование – это сложные и многообразные отношения организмов между собой и с условиями внешней среды. В живой природе она неизбежна, ведь организмы способны к неограниченному размножению (каждая пара родителей при благоприятных условиях дает очень большое количество потомков), а жизненные ресурсы ограничены. Это приводит к конкуренции за одинаковую пищу, сходные условия обитания и размножение. Дожить до зрелого возраста и оставить потомство могут лишь немногие особи.

В процессе борьбы за существование происходит естественный отбор, в результате которого выживают особи с полезными в данных условиях признаками, а лишенные таких признаков – погибают. В итоге наиболее приспособленные к конкретной среде организмы оставляют плодовитое потомство и их численность возрастает. Например, в промышленных районах, где стволы деревьев покрыты копотью, увеличивается число бабочек березовой пяденицы с темной окраской крыльев, так как такая окраска делает насекомых незаметными для птиц – их естественных врагов.

Таким образом, из поколения в поколение в результате борьбы за существование и естественного отбора виды изменяются в направлении все большей приспособленности к условиям среды.

Приспосабливаясь к разнообразным условиям обитания, животные, растения, грибы и микроорганизмы приобретают разные особенности и формируют таким образом многообразие живой природы.

Учение Ч. Дарвина доказывает, что движущие силы эволюции – развития природы – находятся в ней самой: это наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.

Что такое систематика

В итоге эволюционного процесса возникло то разнообразие форм жизни, которое мы наблюдаем при изучении современных и ископаемых видов животных, растений, грибов и микроорганизмов. Их классификацией, т. е. систематизацией, распределением по группам на основе сходства и родства, занимается отрасль биологии, называемая систематикой.

Еще в древности у человека возникла потребность систематизировать знания о живой природе. К этому вынуждала хозяйственная деятельность. Вначале он делил животных и растения просто – на полезные и вредные, ядовитые и неядовитые.

Древнегреческие естествоиспытатели и философы Аристотель и Теофраст пытались привести в систему бездну уже известных сведений о живых организмах.

В средние века развитие сельского хозяйства и накопление знаний о новых, ранее неизвестных растениях и животных привели к созданию множества различных классификаций. Они возникали в тот период особенно бурно и основывались на самых разных принципах – расположении по алфавиту, использовании произвольных признаков. Такие системы были искусственными: стоило взять за основу другой признак, и вся система рушилась. Вдобавок общепринятых названий растений и животных еще не существовало – здесь царил полный разнобой.

Одним из основоположников систематики стал шведский естествоиспытатель Карл Линней (1707–1778). Он создал лучшую по тем временам систему, но и она была искусственной. В основу классификации он положил не истинное родство организмов, а их внешнее сходство. Причины же такого сходства оставались нераскрытыми.

Первую естественную классификацию создал Ч. Дарвин. В ее основу он положил общность происхождения организмов. С этого времени систематика начала становление как эволюционная наука. Если теперь зоолог-систематик объединяет собак, лисиц и шакалов в единую группу собачьих, то он исходит не только из внешнего сходства, но и из их родства.

Основная единица классификации – это вид. Под видом понимают совокупность особей, имеющих сходное строение, образ жизни, способных к скрещиванию с появлением плодовитого потомства и населяющих определенную территорию. Все наши домашние собаки, несмотря на их внешние различия, относятся к одному виду – Собака. Близкородственные виды животных объединяют в особую группу, называемую родом. Например, вид Собака и вид Волк относят к роду Волк. Близкие, сходные роды животных относят к одному семейству: род Волк и род Енотовидная собака входят в состав семейства Собачьи; туда же входят род Лисица и род Песец.

Близкие, сходные семейства объединяют в отряд (или порядок), отряды – в класс, классы – в тип для животных или отдел для растений, типы – в подцарство, подцарства – в царство. Всего различают четыре царства живой природы: Прокариоты (клетки их лишены ядра), а также Грибы, Растения и Животные – эукариотические организмы, клетки которых обладают оформленным ядром. Кроме этого, выделяют целую группу организмов, имеющих неклеточное строение, – Вирусы.

Организмы различных систематических групп в процессе исторического развития, приспосабливаясь к постоянно меняющимся условиям среды, давали начало все новым и новым формам.

Изучение биологического разнообразия еще не завершено. Ученые продолжают открывать неизвестные науке виды.

В этой книге мы рассмотрим особенности строения и жизнедеятельности представителей большинства крупных систематических групп.