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
 
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:
829 руб

Л. М. Пустовалова Теория лабораторных биохимических исследований. Учебное пособие
Теория лабораторных биохимических исследований. Учебное пособие
В процессе изучения профессионального модуля "Проведение лабораторных биохимических исследований" (ПМ.О3) студенты должны получить конкретные представления об отдельных компонентах живой клетки, их химическом строении, физических свойствах, функциях в организме, особенностях и многообразии обмена веществ, тесной взаимосвязи этих обменов и многом другом.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 31.02.03 "Лабораторная диагностика", и преподавателей медицинских колледжей....

Цена:
309 руб

М. Ю. Тиходеева, В. Х. Лебедева Практическая геоботаника. Анализ состава растительных сообществ. Учебное пособие
Практическая геоботаника. Анализ состава растительных сообществ. Учебное пособие
В пособии даны общие сведения о проведении геоботанических описаний, анализе видового и популяционного состава растительных сообществ, а также их состава по географическим элементам, жизненным формам, экологическим и ценотическим группам видов. Представлены основные методы статистической обработки геоботанических описаний, разобранные на конкретных примерах. Приводится список наиболее распространенных на северо-западе и в средней полосе европейской части России видов сосудистых растений, мхов и лишайников с указанием их жизненной формы, отношения к экологическим факторам (увлажнению, освещению, богатству почвы и засолению), эколого-ценотической группы и особенностей их местообитания. Завершает пособие словарь основных понятий, наиболее часто используемых в геоботанической и экологической литературе.

Пособие предназначено для студентов биологических, географических и экологических специальностей университетов, педагогических и лесотехнических вузов, преподавателей школ, лицеев и колледжей....

Цена:
709 руб

Е. И. Барабанов, С. Г. Зайчикова Ботаника. Учебник
Ботаника. Учебник
Учебник написан в соответствии с действующей программой по курсу ботаники для студентов фармацевтических академий и фармацевтических факультетов медицинских вузов. При отборе учебного материала авторы опирались на свой многолетний опыт преподавания ботаники на фармацевтическом факультете Первого МГМУ им. И.М.Сеченова и стремились изложить программный материал в краткой форме. С учетом современных данных составлены разделы, посвященные анатомии, морфологии и систематике растений. В разделе Систематика" в новой трактовке рассматриваются два царства: протоктисты и грибы.

При создании учебника авторы стремились повысить качество иллюстративного материала. Данное издание отличается от всех других учебников по ботанике своей наглядностью. Впервые учебник для студентов учреждений высшего профессионального образования имеет цветные иллюстрации по всем разделам анатомии и систематики растений. Отвечая современным требованиям, он, помимо изложения теоретического материала, содержит вопросы для самоподготовки студентов и тестовые задания по всем разделам ботаники.

Предназначен студентам высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Фармация", будет полезен будущим фармацевтам и специалистам-провизорам в их дальнейшей профессиональной деятельности....

Цена:
1289 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:
699 руб

Н. Н. Мушкамбаров, С. Л. Кузнецов Молекулярная биология
Молекулярная биология
В книге в максимально доступной форме рассматривается целый ряд фундаментальных вопросов молекулярной биологии. При этом в каждой главе сочетается изложение, во-первых, уже устоявшихся фактов, а во-вторых, связанной с ними новейшей научной проблемы. Таким образом, книга объединяет в себе свойства информативного учебного руководства и аналитической научной монографии. Тем самым она дает необходимый базис для последующего изучения патологии.

Для студентов и преподавателей медицинских и биологических специальностей вузов, научных работников, а также для врачей, интересующихся излагаемыми здесь вопросами....

Цена:
729 руб

Под редакцией В. В. Маркиной Биология. Руководство к практическим занятиям
Биология. Руководство к практическим занятиям
Руководство к практическим занятиям подготовлено в соответствии с учебной программой и действующим государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования.
Освещены все основные разделы биологии; биология клетки, основы общей и медицинской генетики, биология развития, гомеостаз, эволюционное учение, экология. Теоретический материал разбит на темы и иллюстрирован таблицами и рисунками.

Предназначено для студентов, обучающихся на стоматологических факультетах медицинских вузов....

Цена:
1149 руб

Л. А. Лутова Биотехнология высших растений
Биотехнология высших растений
В учебнике изложены основные принципы и методы генной и клеточной инженерии высших растений, ее достижения и перспективы. Эта молодая ветвь биологии за короткий срок прошла путь от первых модельных лабораторных опытов до конструирования новых форм растений и получения трансгенных растений. Описаны особенности растительных клеток in vitro, явление сомакло-нальной изменчивости, гаплоидия в системах in vitro, клеточная селекция, соматическая гибридизация, микроклональное размножение. Подробно рассмотрены современные векторные системы и способы клонирования генов.

Книга предназначена для студентов и аспирантов вузов, обучающихся по специальности «Биотехнология, генетика и физиология растений»....

Цена:
375 руб

Ю. К. Василенко Биологическая химия
Биологическая химия
В учебном пособии на современном уровне науки рассмотрены основные разделы биохимии - вопросы статической, динамической, функциональной и фармацевтической биохимии. Материал изложен в соответствии с программой по биологической химии и с учетом междисциплинарных связей этого предмета с другими дисциплинами. Особое внимание уделено медико-биологической и фармацевтической направленности материала, необходимой для изучения некоторых разделов практической фармации и медицины.

Учебное пособие предназначено для студентов медицинских и фармацевтических вузов....

Цена:
1379 руб

Е. Н. Темерева Программа лекционных и практических занятий по зоологии беспозвоночных
Программа лекционных и практических занятий по зоологии беспозвоночных
Программа представляет собой краткое изложение курса лекций по "Зоологии беспозвоночных". Этот курс читается на нескольких факультетах МГУ им. М.В.Ломоносова и является одним из важных общих курсов. Последние два десятка лет ознаменовались революционными открытиями, которые полностью перевернули наши представления о системе живых существ. К сожалению, в настоящее время по зоологии беспозвоночных нет настоящих учебников, которые, во-первых, отражали бы эти современные взгляды, а во-вторых, имели бы приемлемый для учебников объем. Настоящая программа содержит новейшие данные по системе животного царства, новые взгляды на строение и функционирование систем органов и т.д. Программа так же содержит описание практических занятий по зоологии беспозвоночных с перечнем объектов. В программу включено краткое описание практических занятий на Беломорской биологической станции (ББС МГУ), а так же список типичных экзаменационных вопросов.

Программа может быть рекомендована студентам биологических специальностей, аспирантам, преподавателям биологии и всем интересующимся биологией....

Цена:
58 руб

2010 Copyright © GrinGorod.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика