Первое высшее техническое заведение россии санктпетербургский горный университет Кафедра Геоэкологии
 Скачать 1.7 Mb.
|
|
Грибы для своего развития нуждаются в готовых органических веществах, т. е. являются гетеротрофными организмами. Они обычно поселяются на растениях, животных или их остатках. В зависимости от питательного субстрата (живого или мёртвого) Г. подразделяются на паразитов и сапрофитов, включающих съедобные и ядовитые для человека и животных Г. Насчитывается свыше 100 тыс. видов Г. Наука о Г. называется микологией. У большинства Г., за исключением некоторых форм внутриклеточных паразитов, вегетативное тело в виде мицелия (грибницы), состоит из тонких ветвящихся нитей, или гиф, растущих своими концами и распространяющихся на поверхности или внутри питательного субстрата. Развивающаяся грибница часто имеет вид нежного, пушистого или паутинистого налёта, тонких плёнок или ватообразных скоплений; может изменяться в зависимости от условий развития. Часто вступают в симбиотические отношения с высшими растениями. В симбиозе с синезелеными и одноклеточными водорослями образуют лишайники. Растения - организмы продуценты, размножающиеся спорами, семенами и вегетативными частями. Р. состоят из клеток, обладают целлюлозными стенками и не способны к активному передвижению. Р. составляют особое царство, которое разделяют на высшие и низшие растения. Связи с тем, что часто к растениям относят водоросли, сине-зеленые, иногда грибы и даже лишайники, систематику растений объяснить довольно трудно. В старой систематике, все вышеуказанное относилось к подцарству низших растений. К высшим растениям (по-нашему, просто к растениям) относятся следующие группы: риниофиты, моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные (цветковые). Существование мира животных, включая человека, было бы невозможно без Р., чем и определяется их особая роль в жизни нашей планеты. Из всех организмов только Р. способны аккумулировать энергию Солнца, создавая при её посредстве органического вещества из веществ неорганических; при этом Р. извлекают из атмосферы CO 2 и выделяют O 2 . Именно деятельностью Р. была создана атмосфера, содержащая O 2 , и их существованием она поддерживается в состоянии, пригодном для дыхания. Р. - основное, определяющее звено в сложной цепи питания всех гетеротрофных организмов, включая человека. Наземные растения образуют степи, луга, леса и др. растительные группировки, создавая ландшафтное разнообразие Земли и бесконечное разнообразие экологических ниш для жизни организмов всех царств. Наконец, при непосредственном участии Р. возникла и образуется почва. Животные. На высших ступенях различия между Ж. и растениями весьма существенны и резки. Наиболее заметны отличия в отношении способности Ж. к передвижению и реагированию на внешние явления (чувствительность); но, наблюдая низш. Ж. и растения, мы не находим ни одного признака, который резко отделял бы мир Ж. от растительного мира; переход от простейших к растениям и к животным совершенно незаметен. Линней делил Ж. на 6 классов: 1) млекопитающих, 2) птиц, 3) земноводных (пресмыкающиеся+земноводные), 4) рыб, 5) насекомых и 6) червей. Система Линнея была переработана Кювье. К паразоям относится лишь один тип – губки. У них нет настоящих тканей и органов, большая часть их клеток тотипотентны, т.е. способны изменять свои форму и функции; кроме того, многие их клетки подвижны. В прежних системах простейших (Protozoa) – группу, объединяющую очень разнообразные одноклеточные организмы, – рассматривали как еще одно подцарство животных. Однако среди простейших известны сходные с растениями (способные к фотосинтезу), промежуточные (с признаками как растений, так и животных) и подобные животным, т.е. получающие органическую пищу из внешних источников, формы. Вследствие этого в современной системе пяти царств живого простейших уже не относят к царству животных, а считают отдельным царством. Настоящие многоклеточные животные делятся на три подцарства: 1. Фагоцителлообразные (всего два типа клеток, которые легко взаимопревращаются (движение и пищеварение), внутриклеточное пищеварение). Один тип – пластинчатые. Представитель – трихоплакс. 2. Паразои (множество типов клеток, но отсутствуют органы и ткани, пищеварение внутриклеточное). Один тип – губки. (около 5000 видов, делятся на классы в зависимости от строения скелета). 3. Эуметазои. Основные типы (иногда типы, иногда надтипы, проще назвать группами) животных следующие: 1) Кишечнополостные (10000 видов, радиальная симметрия) делятся на 3 класса: гидроидные (гидра, гидроидные медузы), сцифоидные (медузы), коралловые полипы (например актиния, но очень разнообразны). 2) Гребневики (120 видов, радиальная симметрия) Отличаются от первых особыми органами движения – гребными пластинками, нет стрекательных клеток. Всего один класс с тем же названием 3) Плоские черви (15 тыс видов, разделенных на 9 классов, большая часть паразиты). Самые многочисленные классы: планарии, сосальщики, моногенеи, ленточные черви (цестоды) 4) Круглые (первичнополостные) черви (больше 100000 видов, есть паразиты, есть свободноживущие, выделяют 6-7 классов). Самые многочисленные классы: гастротрихи, нематоды, коловратки. 5) Немертины (750 видов, длиной обычно до 2 метров, морские, свободноживущие черви). Сюда входит самый крупный представитель червей – длина до 30 м. 6) Кольчатые черви (12000 видов, 6 классов). Наиболее известные классы: многощетинковые, малощетинковые (дождевые черви, трубочник), пиявки. 7) Моллюски (113000 видов, 7 классов). Примитивные классы (нет раковины, есть известковый спинной панцирь, на голове нет щупалец и глаз): панцирные и беспанцирные. Более продвинутые классы: моноплакофоры (цельная раковина, древние виды, обнаружены современные только 1952 г), брюхоногие, двустворчатые, лопатоногие (как предыдущие, но нога роющей формы), головоногие. 8) Членистоногие - на 4 подтипа Трилобитообразные (самый крупный класс – трилобиты), Жабродышащие (всего один класс – ракообразные), Хелицеровые (мечехвосты, вымершие ракоскорпионы и паукообразные) и Трахейные (многоножки и насекомые). 9) Онихофоры (всего 70 видов 1 класс)Промежуточная стадия между червями и насекомыми. 10) Иглокожие - на 5 классов: морские лилии, морские звезды, офиуры, морские ежи и голотурии (морские огурцы). 11) Щупальцевые (делятся на два класса: мшанки и плеченогие) 12) Хордовые - на 3 подтипа: оболочники, головохордовые (например, ланцетник) и позвоночные. Оболо́чники (лат. Tunicata, Urochordata) — подтип хордовых животных. Включают 5 классов - асцидий, аппендикулярий, пиросом, сальп и боченочников. Известно более 1000 видов. Они распространены по всему миру и населяют морское дно. Головохордовые включают около 30 видов. Позвоночные включают следующие классы: круглоротые (минога), хрящевые рыбы (акулы, химеры и скаты), костные рыбы, земноводные (амфибии), пресмыкающиеся (рептилии), птицы и млекопитающие. Сюда же часто добавляют два вымершие класса: панцирные и колючкозубые рыбы. ЛЕКЦИЯ 2. ПРОКАРИОТИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗМЫ БАКТЕРИИ, (др.-греч. βακτήριον — палочка) — царство (иногда подцарство а царстве Дробянки, иногда даже отдел) прокариотных (безъядерных) микроорганизмов, чаще всего одноклеточных. К настоящему времени описано около 2,5-3 (по некоторым данным около 10) тысяч видов бактерий и предполагается, что их существует свыше миллиона, однако само применение понятия вида к бактериям сопряжено с рядом трудностей. Изучением бактерий занимается раздел микробиологии — бактериология. Бактерии широко распространены в природе. Их суммарная масса превышает массу всех других организмов. В 1 г почвы содержится от 2 до6 млрд. бактерий. Царство бактерии делится на две группы (от подцарства до класса) - архебактерии и эубактерии. Архебактерии - наиболее древняя группа примитивных анаэробных прокариот (метанообразующих, серозависимых и обитателей соленых водоемов). Их клеточная оболочка не содержит муреина. Отличаются в строении генетического аппарата, в процессе синтеза белка. Являются экстремофилами. В силу серьезных отличий от настоящих бактерий их часто выделяют в отдельное царство, хотя при обычной микроскопии они практически не различимы. Эубактерии (настоящие бактерии) – микроскопические организмы, характеризующиеся примитивным строением, Размеры клеток составляют от 0,2 до 10 мкм. Клетки окружены плотной оболочкой, благодаря которой сохраняют постоянную форму. Основой клеточной стенки является муреин. (пептидогликан). Под оболочкой находится цитоплазматическая мембрана, выступы которой выполняют роль митохондрий и называются мезосомы. В цитоплазме располагается от 5000 до 50000 рибосом и включения, содержащие крахмал, жиры и др. Чем старше бактерия, тем более гранулирована её цитоплазма. Нуклеотид содержит одну замкнутую в кольцо двухцепочечную молекулу ДНК (не организована в хромосомы и не окружена мембраной). Почти все бактерии, помимо молекул ДНК нуклеотида имеют небольшие кольцевые молекулы ДНК – плазмиды. Из «внешних» органелл выделяют пили и флагеллы. Пили (ворсинки) (длиной 1-1,5 мкм)могут нести различную функцию, но чаще всего участвуют в прикреплении бактерии к субстрату. Флагеллы (жгутики) предназначены для движения (длина — 3—15 мкм). Их может быть от 0 до 1000. Вращение осуществляется против часовой стрелки с частотой 40—60 об/с. Возможны как варианты расположения одного жгутика у одного полюса, пучка жгутиков у одного или двух полюсов, так и многочисленные жгутики по всей поверхности клетки. Классификация бактерий затруднена их небольшими размерами и слабой изученностью. Существует классификация по форме: Классификация по способу обмена веществ: 1. Фотоавтотрофные бактерии. Содержат бактериохлорофилл. Фотосинтез без выделения кислорода, источником углерода служит углекислый газ. 2. Хемоавтотрофные бактерии. Получают энергию для синтеза органики путем окисления неорганических веществ (азот, сера, железо, сурьма, водород). 3. Фотогетеротрофные бактерии. Используют фотосинтез для преобразования органических веществ. Малочисленная группа. 4. Хемогетеротрофные. Самые распространенные. Для получения энергии и синтеза органики используют готовые органические вещества мертвой биомассы (сапротрофы) или живой биомассы (паразиты). Классификация по характеру дыхания: 1. Аэробные (не могут существовать без кислорода). 2. Анаэробные (существующие только в условиях отсутствия кислорода). Размножение бактерий осуществляется путем простого деления, с чем и связано название дробянки. Делению предшествует репликация ДНК с последующим отделением дочерней молекулы ДНК и формированию клеточной мембраны. Помимо этого у бактерии известен аналог полового размножения (коньюгация или копуляция), когда при прямом контакте двух клеток по цитоплазматическому мостику генетический материал «мужской» клетки (чаще ДНК плазмиды) передается в «женскую». При неблагоприятных условиях некоторые бактерии образуют споры, которые обладают высочайшей жизнеспособностью. Попадая в благоприятные условия споры набухают и дают начало новым бактериям. Важно: споры у бактерий служат не для размножения, а для перенесения неблагоприятных условий. Биологическое значение бактерий огромно. Они задействованы в процессах круговорота веществ, где играют ведущую роль, разлагая сложную органику до простых неорганических соединений. Играют ключевую роль в круговороте азота, серы и других элементов. В жизни человека играют двоякую роль, выступая, как помощники (симбиотические связи или использование в хозяйстве (производство пищи, очистка стоков), или как паразиты. СИНЕЗЕЛЁНЫЕ ВОДОРОСЛИ (цианобактерии, оксифото-бактерии) – царство, подцарство или отдел - значительная группа крупных прокариотических организмов, содержащих хлорофилл и способных к фотосинтезу с выделением кислорода. Диаметр клеток может достигать 100 мкм. Живут в идее отдельных клеток, нитей клеток и колоний. Насчитывается около 2 тысяч видов. Это древнейшие организмы, наиболее ранние следы которых имеют возраст более 3 млрд. лет. С водорослями их роднит сходство фотосинтеза, зато остальные черты строения схожи с бактериями. У 2/3 изученных видов есть способность к фиксации атмосферного азота. Стенки клеток содержат муреин, генетические структуры также схожи с бактериальными. Нет митохондрий, нет пластид. Жгутики отсутствуют, зато есть слизистая оболочка. Пигменты, с помощью которых осуществляется фотосинтез, находятся в фотосинтетических пластинах – ламеллах. Набор пигментов разнообразен, помимо хлорофилла присутствуют каротины, фикоцианин (синий) и фикоэритрин (красный), что позволяет цианобактериям иметь различную окраску. Деление бинарное в одной или нескольких плоскостях, множественное деление (гормогонии (отростки) у нитчатых форм). Жизненный цикл у одноклеточных форм при оптимальных условиях роста — 6—12 часов. Морские и пресноводные, почвенные виды, участники симбиозов (например, в лишайнике). Составляют значительную долю океанического фитопланктона. Некоторые виды токсичны и условно-патогенны. Главные участники «цветения» воды, которое вызывает массовые заморы рыбы и отравления животных и людей. Цианобактерии, по общепринятой версии, явились «творцами» современной кислородсодержащей атмосферы на Земле, что привело к первой глобальной экологической катастрофе. В настоящее время, являясь значительной составляющей океанического планктона, цианобактерии стоят в начале большей части пищевых цепей и производят значительную часть кислорода. Некоторые виды используются в пищу. ЛЕКЦИЯ 3 .ВОДОРОСЛИ (лат. Algae) - гетерогенная экологическая группа преимущественно фототрофных (если учитывать цианобактерии) одноклеточных, а также колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов. В совокупности с грибами образуют самостоятельную группу организмов, называемую лишайниками. Наука о водорослях называется альгологией. Насчитывается около 30 тыс видов водорослей, обитающих в водной, почвенной и наземно-воздушной среде. Размеры колеблются от 1 мкм до 30-60 м. Форма тела весьма разнообразна, одноклеточные могут иметь как непостоянную амебоидную форму клетки, так и продолговато-овальную с одним или двумя жгутиками. Многоклеточные формы представлены в основном нитчатыми формами, однако в результате деления нитей в разных плоскостях образуется и пластинчатая форма. У ряда водорослей слоевища расчленены и напоминают побег с ветками и отходящими книзу ризоидами, служащими для прикрепления к грунту. Рассмотрим особенности строения водорослей. 1. Одноклеточные формы (эвглена и хламидомонада). Клетки большинства водорослей покрыты плотной оболочкой, которая содержит целлюлозу (у эвгленовых оболочка содержит, в основном, белки). У некоторых водорослей оболочка пропитывается солями железа, кальция или кремния и напоминает панцирь. Отличительная черта клеток водорослей – наличие хроматофоров – органелл, в которых происходит фотосинтез. Форма хроматофоров может быть разнообразной. Хроматофоры содержат хлорофилл, каротиноиды ,а также особые структуры пиреноиды, в которых накапливается крахмал. Кроме хлорофилла и каротиноидов, которые имеются у всех водорослей, в хроматофорах могут содержаться и другие пигменты: бурый, синий, красный и др. Набор этих пигментов зависит от глубины обитания водорослей. Связано это с поглощением водой красных лучей и пропусканием сине-зеленых. Поэтому у поверхности обитают зеленые водоросли, а на глубине – бурые и красные. Сократительная вакуоль — мембранный органоид, осуществляющий выброс излишков жидкости из цитоплазмы. Представляет собой наиболее заметную часть согласованно работающего комплекса, в котором выступает в роли периодически опорожняющегося резервуара. Глазок – орган восприятия света в виде красного пятнышка у одноклеточных подвижных водорослей и у зооспор водорослей. Базальное тельце жгутика (блефаропласт) - лежащее в цитоплазме клетки основание аксонемы, сложно организованного цитоскелетного комплекса, составляющий основу жгутиков и ресничек. Мионема – белковая фибрилла, которая способна к сокращению и входит в состав аппарата движения у эвглен и простейших. 2. Многоклеточные формы (нитчатая спирогира и пузырчатый фукус). Тонопласт – мембрана в которую заключена вакуоль. Скафидии - круглые полости, открывающиеся наружу узким каналом. В мужских скафидиях созревают сперматозоиды. На картинке видны находящиеся в них красноватые тела, от которых у зрелых клеток отходят по два жгутика. Созревшие сперматозоиды выходят из скафидия наружу. Как вам понятно из столь существенные различия в строении водорослей обусловлены различным образом жизни, особенностями размножения. Размножение может идти бесполым и половым путем. Бесполое размножение происходит путем образования спор, имеющих жгутики и способных к передвижению (зооспоры), либо вегетативным путем, осуществляющимся через деление клеток или через фрагментацию слоевищ, на частях которых вырастают новые водоросли. Половое размножение в простейшем случае представляет собой соединение двух вегетативных клеток. Формы полового размножения достаточно разнообразны – рассмотрим один пример. У спирогиры, представленной на рисунке, осенью две нити располагаются параллельно, лежащие рядом клетки образуют выросты, направленные друг к другу. Соприкоснувшись, эти выросты формируют трубку, по которой содержание (протопласт) одной клетки перетекает в другую. Ядра клеток сливаются и оплодотворение завершается образованием зиготы (диплоидной клетки) которая окружается толстой оболочкой и в таком виде переносит зиму. Весной зиготы делится мейотически и каждое из четырех образовавшихся ядер дает начало новой нити. При этом в летний период размножение осуществляется бесполым путем. К половому размножению способны также и одноклеточные формы водорослей, например хламидомонада. Разнообразие водорослей представлено |