М.В.Гусев, Л.А.Минеева. Микробиология

ГЛАВА 2. ПОЛОЖЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В СИСТЕМЕ ЖИВОГО МИРА

Начиная с Аристотеля (384—322 до н. э.), которому принадлежит первая попытка систематизировать накопленные к тому времени сведения об организмах, биологи делили живой мир на два царства — растений и животных. А. ван Левенгук, открывший мир микроскопических живых существ, был убежден в том, что они являются "маленькими живыми зверушками". С этого времени и до XIX в. все открываемые микроорганизмы рассматривали как мельчайшие существа животной природы.

Во второй половине XIX в. немецкий биолог Э. Геккель (Е. Haeckel, 1834—1919) приходит к заключению, что микроорганизмы настолько существенно отличаются как от царства животных, так и от царства растений, что не укладываются ни в одно из этих подразделений. Э. Геккель предложил выделить все микроорганизмы, у которых отсутствует дифференцировка на органы и ткани (простейшие, водоросли, грибы, бактерии), в отдельное царство Protista (протисты, первосущества)3, включив в него организмы, во многих отношениях занимающие промежуточное положение между растениями и животными. Термин "protista" и сейчас применим для обозначения объектов, исследуемых микробиологами.

3 По-гречески protos — самый простой.

В настоящее время нет единства во взглядах на общую систему живого мира. Согласно одной из точек зрения попытки уложить все существующее разнообразие организмов в жесткую схему нецелесообразны, поскольку любые искусственные разграничения нарушают естественные связи между организмами. Следствие этого — тенденция наименьшего дробления органического мира, признание целесообразности выделения только двух царств: Plantae (растения) и Animalia (животные). Эта точка зрения акцентирует внимание на чертах сходства, соединяющих различные типы организмов, и на существовании переходов от одной группы организмов к другой в процессе эволюции. В соответствии с противоположным представлением разделение всех живых форм на крупные таксоны (царства) наиболее полно отражает существующее многообразие типов жизни, подчеркивая эту сторону живого мира. Согласно первой точке зрения все микроорганизмы рассматриваются как примитивные растения или животные и соответственно входят в состав царств Plantae или Animalia. Согласно второй — микроорганизмы могут претендовать на уникальное место в иерархии живых форм, что впервые понял Э. Геккель. Дальнейшее изучение геккелевских "первосуществ" выявило неоднородность этой группы. Тогда же стало ясно, что понятие "микроорганизм" не имеет таксономического смысла. Оно объединяет организмы по признаку их малых (как правило, видимых только с помощью соответствующих приборов) размеров и связанных с этим специфических методов изучения.

Данные о различии в строении клеток микроорганизмов, входящих в группу Protista, начали накапливаться с конца XIX в, Это повлекло за собой деление группы на высшие и низшие протисты. К высшим протистам стали относить микроскопических животных (простейших), микроскопические водоросли (кроме сине-зеленых) и микроскопические грибы (плесени, дрожжи), к низшим — все бактерии и сине-зеленые водоросли (последние чаще называют теперь цианобактериями). Деление на высшие и низшие протисты происходило в соответствии с двумя выявленными типами клеточной организации — эукариотной и прокариотной4. Высшие протисты имеют эукариотное строение клеток, т. е. являются эукариотами, низшие — прокариотное.

4 Термины были предложены в 30-х гг. XX в. протозоологом Э. Шаттоном (Е. Chatton).

Обоснование того, что прокариотный и эукариотный типы клеточной организации являются наиболее существенной границей, разделяющей все клеточные формы жизни, связано с работами Р. Стейниера (R. Stanier, 1916—1982) и К. ван Ниля, относящимися к 60-м гг. Поясним разницу между прокариотами и эукариотами. Клетка — это кусочек цитоплазмы, отграниченный мембраной. Последняя под электронным микроскопом имеет характерную ультраструктуру: два электронно-плотных слоя каждый толщиной 2,5—3,0 нм, разделенных электронно-прозрачным промежутком. Такие мембраны получили название элементарных. Обязательными химическими компонентами каждой клетки являются два вида нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), белки, липиды, углеводы. Цитоплазма и элементарная мембрана, окружающая ее, — непременные и обязательные структурные элементы клетки. Это то, что лежит в основе строения всех без исключения клеток. Изучение тонкой структуры выявило существенные различия в строении клеток прокариот (бактерий и цианобактерий) и эукариот (остальные макро- и микроорганизмы).

Прокариотная клетка отличается тем, что имеет одну внутреннюю полость, образуемую элементарной мембраной, называемой клеточной, или цитоплазматической (ЦПМ). У подавляющего большинства прокариот ЦПМ — единственная мембрана, обнаруживаемая в клетке. В эукариотных клетках в отличие от прокариотных есть вторичные полости. Ядерная мембрана, отграничивающая ДНК от остальной цитоплазмы, формирует вторичную полость. Наружные мембраны хлоропластов и митохондрий, окружающие заключенные в них функционально специализированные мембраны, играют аналогичную роль. Клеточные структуры, ограниченные элементарными мембранами и выполняющие в клетке определенные функции, получили название органелл. Ядро, митохондрий, хлоропласты — это клеточные органеллы. В эукариотных клетках помимо перечисленных выше есть и другие органеллы.

В клетках прокариот органеллы, типичные для эукариот, отсутствуют. Ядерная ДНК у них не отделена от цитоплазмы мембраной. В цитоплазме находятся функционально специализированные структуры, но они не изолированы от цитоплазмы с помощью мембран и, следовательно, не образуют замкнутых полостей. Эти структуры могут быть сформированы и мембранами, но последние не замкнуты и, как правило, обнаруживают тесную связь с ЦПМ, являясь результатом ее локального внутриклеточного разрастания. В клетках прокариот есть также образования, окруженные особой мембраной, имеющей иное по сравнению с элементарной строение и химический состав.

Таким образом, основное различие между двумя типами клеток — существование в эукариотной клетке вторичных полостей, сформированных с участием элементарных мембран. Сопоставление некоторых черт клеточной организации прокариотных и эукариотных организмов представлено в табл. 1.

Таблица 1. Сопоставление некоторых черт прокариотной и эукариотной клеточной организации

Признак Прокариотная клетка Эукариотная клетка
Организация генетического материала нуклеоид (ДНК не отделена от цитоплазмы мембраной), состоящий из одной хромосомы; митоз отсутствует ядро (ДНК отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой), содержащее больше одной хромосомы; деление ядра путем митоза
Локализация ДНК в нуклеоиде и плазмидах, не ограниченных элементарной мембраной в ядре и некоторых органеллах
Цитоплазматические органеллы отсутствуют имеются
Рибосомы в цитоплазме 70S-типа 80S-типа
Цитоплазматические органеллы отсутствуют имеются
Движение цитоплазмы отсутствует часто обнаруживается
Клеточная стенка (там, где она имеется) в большинстве случаев содержит пептидогликан пептидогликан отсутствует
Жгутики нить жгутика построена из белковых субъединиц, образующих спираль каждый жгутик содержит набор микротрубочек, собранны в группы: 2·9-2

В связи с тем что прокариотная и эукариотная организация клеток принципиально различна, было предложено только на основании этого признака выделить все прокариоты в особое царство. Р. Меррей (R. Murray) в 1968 г. предложил все клеточные организмы разделить на две группы по ТИПУ их клеточной организации: царство Prokaryotae, куда вошли все организмы с прокариотным строением клетки, н царство Eukaryotae, куда включены все высшие протисты, растения и животные.

Р. Виттэкер (R. Whittaker) предложил схему, по которой все живые организмы, имеющие клеточное строение, представлены разделенными на пять царств (рис. 2). Такая система классификации живого мира отражает три основных уровня его клеточной организации: Monera включает прокариотные организмы, находящиеся на самом примитивном уровне клеточной организации; Protista — микроскопические, в большинстве своем одноклеточные, недифференцированные формы жизни, сформировавшиеся в результате качественного скачка в процессе эволюции, приведшего к возникновению эукариотных клеток; многоклеточные эукариоты представлены в свою очередь тремя царствами Plantae, Fungi и Animalia.

Рис. 2 (8,95К)
Рис. 2. Схема пяти царств живого мира: прокариоты (царство Monera), одноклеточные эукариоты (царство Protista), многоклеточные эукариоты (царства Plantae, Fungi, Animalia) (no Whittaker, 1969)

Три последние таксономические группы различаются по способу питания: фототрофный тип питания за счет процесса фотосинтеза характерен для растений (Plantae): грибы (Fungi) в основном характеризуются осмотрофным типом питания, т. е. питанием растворенными органическими веществами; животные (Animalia) осуществляют голозойное питание, заключающееся в захватывании и переваривании твердой пищи. Способы питания, специфические для растений и грибов, возникли в процессе эволюции на уровне Monera. На уровне Protista они получили свое дальнейшее развитие; здесь же сформировался третий тип питания — голозойный.

Не берясь судить о целесообразности деления живой природы на пять или шесть царств, можно с определенностью утверждать, что обособление прокариотных микроорганизмов в отдельное царство Prokaryotae правомерно, поскольку основано на принципиальных различиях в структуре прокариотных и эукариотных клеток, т. е. тех единиц, из которых построены все клеточные формы жизни.

 

М.В.Гусев, Л.А.Минеева © 1992-2001
Кафедра клеточной физиологии и иммунологии биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова © 2000-2001

  М.В.Гусев, Л.А.Минеева. Микробиология
 
Б. Т. Янин, В. М. Назарова Краткий курс палеонтологии беспозвоночных
Краткий курс палеонтологии беспозвоночных
В учебном пособии рассмотрены основные направления палеонтологических исследований в области древних беспозвоночных организмов: систематика, эволюция, таксономия и номенклатура, образ жизни и условия существования, тафономия, стратиграфическое и породообразующее значение. В систематической части приведена характеристика наиболее важных для геологии групп беспозвоночных с кратким описанием таксонов от типов до родов. Определение таксонов ведется с помощью сравнительных таблиц и ключей, составленных по типу теза-антитеза. Описания сопровождаются рисунками и 34 палеонтологическими таблицами с изображением представителей родов. Имеется словарь терминов и указатель латинских названий. Все латинские названия имеют переводы.

Для студентов геологических факультетов университетов и других вузов естественно-научного профиля. Учебное пособие может быть использовано школьниками на занятиях в учреждениях дополнительного образования палеонтологических и общегеологических направлений; оно будет также полезно для всех интересующихся палеонтологией....

Цена:
758 руб

Под редакцией Н. В. Чебышева Руководство к лабораторным занятиям по биологии и экологии
Руководство к лабораторным занятиям по биологии и экологии
Руководство соответствует новой учебной программе медицинских вузов и составлено с учетом конкретной специализации. Каждое занятие содержит общие и конкретные задачи по теме, задания по самоподготовке, а также для работы в аудитории с контролем исходного и итогового уровня знаний. Рисунки, схемы и важные для медицинской практики ситуационные задачи помогают лучше усвоить материал занятий и закрепить усвоенное.

Для студентов медицинских вузов....

Цена:
749 руб

В. М. Константинов, А. Г. Резанов, Е. О. Фадеева Общая биология
Общая биология
Учебник посвящен общим вопросам современной биологии. В нем приведены основные сведения о структуре живой материи и общие законы ее функционирования. Изложены темы учебного курса: происхождение, эволюция и многообразие жизни на Земле. Показаны взаимосвязи между организмами и условиями их существования, закономерности устойчивости экологических систем.

Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования....

Цена:
818 руб

В. М. Константинов, А. Г. Резанов, Е. О. Фадеева Общая биология. Учебник
Общая биология. Учебник
Учебник посвящен общим вопросам современной биологии. В нем приведены основные сведения о структуре живой материи и общие законы ее функционирования. Изложены темы учебного курса: происхождение, эволюция и многообразие жизни на Земле. Показаны взаимосвязи между организмами и условиями их существования, закономерности устойчивости экологических систем.

Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования....

Цена:
860 руб

Догель В.А. Зоология беспозвоночных
Зоология беспозвоночных
Вниманию читателей предлагается классический учебник по зоологии беспозвоночных, широко использовавшийся в университетах и педагогических институтах СССР. Почти каждый биолог, независимо от специализации, изучал зоологию по этой книге. В данном учебнике рассмотрены основные систематические категории беспозвоночных животных. Материал книги излагается в сравнительно-эволюционном аспекте. Основная особенность учебника --- экологический подход к изложению фактического материала. Всюду организация животных рассматривается в связи с условиями их существования. Дается анализ адаптаций к условиям природы, к биосфере. Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов биологических специальностей университетов. Издание предназначается для студентов-биологов университетов; оно также может быть полезно преподавателям биологии и ученым, занимающимся исследованиями в области зоологии беспозвоночных и экологии....

Цена:
1292 руб

А. А. Добровольский, А. В. Гришанков, А. И. Гранович Малый практикум по зоологии беспозвоночных. Часть 2
Малый практикум по зоологии беспозвоночных. Часть 2

Вторая часть Малого практикума включает характеристику двух крупных таксонов беспозвоночных животных: Annelida, или кольчатые черви, и Arthropoda, или членистоногие. Хотя эти две группы относятся к разным филогенетическим ветвям (Lophotrochozoa и Ecdisozoa), нам представилось удобным объединить их в одном томе, ибо это дало возможность обратить внимание читателей не только на их внешнее сходство, но и на глубокие морфологические различия в организации представителей этих двух групп животных. Книга содержит несколько расширенный круг изучаемых видов, что позволит преподавателям в зависимости от особенностей учебного плана и реальных возможностей вуза, варьировать объекты, предлагаемые на учебных и дополнительных занятиях. Книга снабжена большим количеством специально выполненных для этого издания иллюстраций, которые позволят читателям не только разобраться со строением того или иного организма, но также самостоятельно выполнить достаточно сложные вскрытия. Как и предыдущая часть Практикума, нынешнее издание снабжено микрофотографиями и сканограммами. Они позволяют лучше разобраться в особенностях строения тех или иных объектов.

Книга в основном предназначена для студентов младших курсов биологических факультетов университетов и педагогических вузов, но может быть использована и более широким кругом читателей: от студентов и старших курсов и аспирантов, не являющихся зоологами, но так или иначе связанных с зоологическими объектами, до школьников из биологических кружков и специализированных биологических классов.

...

Цена:
1022 руб

 Учебно-полевая практика по ботанике
Учебно-полевая практика по ботанике
Пособие отражает многолетний опыт проведения полевых практик по ботанике в Московском педагогическом государственном университете и Московском государственном гуманитарном университете им. М.А.Шолохова. Пособие содержит разработки методов изучения жизни растений, приемов флористической работы, методики анализа разнообразных жизненных форм и экологических групп растений, их побеговых и корневых систем, онтогенетических и сезонных изменений. Рассмотрены строение, морфогенез и функции репродуктивных органов (цветков, плодов, семян). Даны методические указания к организации и проведению экскурсий в природу, выполнению самостоятельных наблюдений и исследовательских работ студентами.

Предназначено студентам педагогических и гуманитарных вузов для специализации в областях биологии, экологии, географии и фитодизайна. Пособие полезно для работы преподавателям вузов, колледжей, лицеев и школ, ведущим курсы ботаники, биологии, растениеводства, экологии и охраны биоразнообразия, а также всем любителям живой природы....

Цена:
400 руб

И. К. Проскурина Биохимия. Учебник
Биохимия. Учебник
Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки "Педагогическое образование", профиль "Физическая культура" (квалификация "бакалавр .
Изложены основы статистической и динамической биохимии и биохимии мышечной деятельности организма человека. Описано строение и метаболизм белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, минеральных веществ и других биологически активных соединений. Показана их роль в обеспечении мышечной деятельности. Рассмотрены молекулярные механизмы процессов мышечного сокращения, энергообразования в мышцах, утомления, восстановления, адаптации, а также рационального питания спортсменов.

Для студентов учреждений высшего образования....

Цена:
1549 руб

Структура и функции клетки. Учебник Cell Structure and Function
Структура и функции клетки. Учебник
Учебник по молекулярной биологии клетки, написанный двумя известными американскими цитологами. В доступной для студентов форме, но на основе новейших данных систематически изложены современные представления об анатомии, физиологии, биохимии и биофизике клетки. Описаны наиболее важные современные методы изучения клетки. Книга очень хорошо иллюстрирована многочисленными электронно-микроскопическими фотографиями, графиками и схемами.

Предназначена для студентов биологических факультетов университетов, медицинских и педагогических институтов, для преподавателей, биологов и медиков различных специальностей, для физиков, химиков, математиков, интересующихся проблемами молекулярной биологии....

Цена:
519 руб

Практическая генетика
Практическая генетика
Основное назначение обоих разделов руководства - «Генетика дрозофилы» и «Генетика мыши» - служить пособием для прохождения практических занятий по курсу общей генетики для студентов биологических факультетов университетов и медицинских, сельскохо­зяйственных и ветеринарных институтов по соответст­вующим разделам курса.
Раздел II руководства «Генетика мыши», кроме того, преследует цель привлечь внимание читателей к тем вопросам биологии и медицины, в успешной разработ­ке которых принципы и методы генетики начинают играть все большую роль.
Как дополнительное пособие к курсу генетики, оно вполне может быть использовано также для самосто­ятельного углубленного прохождения основ общей ге­нетики....

Цена:
379 руб

2010 Copyright © GrinGorod.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания Экологический портал. Защита окружающей среды. Информация о редких животных. Вопросы по зоологии и биологии. Учебники. Монографии. Справочники. Определители. Интересно о животных. Статьи по уходу, содержанию, воспитанию домашних питомцев. | Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. | SkimLinks международная реклама магазинов. | Скрипты Nevius. | Раскрутка сайтов 1ПС. | Хостинг Valuehost.
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика