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
 
С. В. Крускоп Звери средней полосы России. Атлас-определитель
Звери средней полосы России. Атлас-определитель
Перед вами уникальный атлас-определитель. В нем профессионально и детально описаны и проиллюстрированы все 90 видов диких млекопитающих, которых можно встретить в природе в средней полосе России. Автор книги - профессиональный ученый-зоолог, участник экспедиций, заведующий сектором млекопитающих в Московском зоологическом музее.
Простая и доступная форма изложения, содержательные сведения о внешнем облике, образе жизни и поведении помогут читателям познакомиться с зубром, росомахой, выдрой, землеройками и другими интересными животными. Читатели этой книги - натуралисты, любители природы и даже профессиональные зоологи, - смогут как найти для себя полезные сведения: расширить знания о фауне родного края или определить вид встреченного во время похода в природу зверя, так и просто полюбоваться фотопортретами различных среднерусских зверей и зверьков, по-новому взглянув на мир окружающей нас природы.

Атлас адресован широкому кругу читателей: зоологам, учителям биологии, преподавателям и студентам естественнонаучных кафедр, натуралистам-любителям, как юным, так и вполне зрелым, и всем, кто любит наблюдать и изучать природу....

Цена:
669 руб

Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут Биология. В 3 томах Biological Science 1&2
Биология. В 3 томах

Очередное издание всемирно известного учебника, одного из самых полных и авторитетных изданий по общей биологии, созданное ведущими учеными из разных стран. Содержание руководства отражает последние данные современной науки. Простота и удачное расположение материала делают его доступным для более широкого круга читателей.

В первый том вошли темы, посвященные разнообразию форм живого на Земле, основам биохимии, гистологии, питанию и использованию энергии живыми организмами, экологии.

Во втором томе рассматриваются вопросы практической экологии, механизмы внутреннего транспорта и способы координации и регуляции жизненных процессов.

Третий том посвящен вопросам экскреции и осморегуляции, размножению, росту и развитию растений и животных. Изложены проблемы классической и прикладной генетики. Рассмотрены процессы эволюции на Земле и механизмы видообразования.

Для студентов-биологов, преподавателей биологии в школе, абитуриентов и биологов всех специальностей.

...

Цена:
2019 руб

Р. Я. Фрешни Культура животных клеток Culture of Animal Cells
Культура животных клеток
Учебное издание, написанное ведущим специалистом в данной области, содержит наиболее полное описание теоретических основ и практических приемов работы с культурами животных клеток, а также необходимого оборудования, включая лабораторный дизайн. В достаточном объеме освещены вопросы техники безопасности. Подробно обсуждаются методика подготовки сред, приемы работы с первичной культурой и клеточными линиями. Описано специальное оборудование, в том числе для манипуляций с культурами животных клеток. Книга прекрасно иллюстрирована и удобна для использования как практическое руководство в лаборатории.

Для студентов-биологов, биотехнологов, медиков, а также исследователей, специалистов биофармацевтических центров и сотрудников диагностических лабораторий....

Цена:
1899 руб

Н. П. Битюцкий Необходимые микроэлементы растений
Необходимые микроэлементы растений
Основное внимание в учебнике уделено роли микроэлементов в жизни высших растений. Рассмотрены основные принципы деления питательных элементов на макро- и микроэлементы. Приведены критерии оценки подвижности микроэлементов в почве и их доступности растениям. Изложены современные представления о формах, функциях и локализации микроэлементов и их комплексов в растительном организме. Рассмотрены причины и симптомы дефицита и избытка микроэлементов у растений, а также механизмы их адаптации к условиям дефицита и избытка. Указаны основные виды и способы применения микроудобрений.

Учебник предназначен для студентов биологических факультетов университетов, научных сотрудников, специалистов сельского хозяйства....

Цена:
121 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:
669 руб

В. М. Басов, Т. В. Ефремова Практикум по анатомии, морфологии и систематике растений
Практикум по анатомии, морфологии и систематике растений
В настоящем пособии представлены методические указания по организации изучения различных разделов ботаники, даны алгоритмы деятельности при рассмотрении конкретных объектов. Каждая тема содержит небольшой справочный материал, описание хода работы, контрольные вопросы.

Пособие предназначено для преподавателей и студентов агрономических факультетов университетов и сельскохозяйственных академий, может быть использовано в сельскохозяйственных техникумах и колледжах....

Цена:
444 руб

К. В. Морозова, В. В. Вандышев Комнатные ядовитые растения
Комнатные ядовитые растения
Учебное пособие содержит информацию о 87 ядовитых растениях, используемых в комнатном цветоводстве. Для видов комнатных растений, токсические и ядовитые свойства которых обусловлены веществами определенной химической группы, приведены ботаническое описание с указанием ядовитых органов, родина происхождения, условия культивирования в жилищах, использование в озеленении интерьеров, для создания зимних садов и оранжерей, применение в научной и народной медицине. Особое внимание уделено токсическим свойствам ядовитых органов растений, признакам интоксикации и мерам по оказанию первой помощи. Для видов комнатных растений, ядовитые свойства которых обусловлены неустановленными веществами-токсикантами, описаны декоративные признаки растений с указанием районов их естественного произрастания, ядовитых органов, признаков интоксикации, использования их в озеленении интерьеров, для создания зимних садов и оранжерей, применения в научной и народной медицине. Пособие предназначено для студентов направлений подготовки специалитета «Фармация», «Лечебное дело», «Педиатрия», бакалавриата «Биология», «Экология и природопользование», «Педагогическое образование», «Агрономия», «Ландшафтная архитектура», «Лесное дело», а также будет полезным для учителей, воспитателей дошкольных учреждений, дизайнеров интерьеров, для всех любителей комнатных растений....

Цена:
990 руб

А. С. Братусь, А. С. Новожилов, А. П. Платонов Динамические системы и модели биологии
Динамические системы и модели биологии
В этой книге дается изложение теории динамических систем и рассматриваются ее приложения к биологии. Наряду с классическими математическими моделями биологии, такими как хищник-жертва Лотки-Вольтерры и Гаузе, конкуренции видов, распространения эпидемий Кермака-Маккендрика и др., в книге рассматривается большое число моделей, которые были предложены совсем недавно: модели эволюции семейств генов, распространения эпидемий в неоднородных популяциях, взаимодействия загрязнения с окружающей средой, распределенного гиперцикла. Излагаются как теоретические, так и практические методы исследования нелинейных динамических систем, возникающих при математическом моделировании биологических и иных методологически родственных процессов. Текст снабжен многочисленными иллюстрациями, большая часть которых получена в результате численных расчетов.

Книга предназначена студентам, аспирантам и специалистам в области создания математических моделей....

Цена:
1139 руб

Биология. Пособие для подготовительных отделений сельскохозяйственных вузов
Биология. Пособие для подготовительных отделений сельскохозяйственных вузов
Пособие включает все разделы биологии и написано в соответствии с программой вступительных экзаменов 1986 г. Материал изложен в эволюционном аспекте и дает целостное представление о биологии как науке. Уделено внимание вопросам, имеющим значение для сельскохозяйственного производства....

Цена:
395 руб

Каменский Алексей Александрович, Валовая Марина Александровна, Ким Александр Иннокентьевич, Великанов Лев Лукич, Лопина О. Д., Баландин С. А., Белякова Галина Алексеевна Биология
Биология

Серия предназначена для студентов высших учебных заведений, а также абитуриентов. Книги этой серии написаны ведущими специалистами МГУ им. М. В. Ломоносова.

...

Цена:
129 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