виникнення многоклеточности
Предком багатоклітинних були колоніальні форми гетеротрофних найпростіших.
1 етап: біля кожного джгутика був виріст цитоплазми - комірець або кишеньку, в який заганялись харчові частинки (фагоцитоз).
2 етап: спеціалізація клітин - фагоцити (фагоцитарна-травна ф-ція) і кіноціти (ф-ція - рух; залишилися на периферії). Внутр. шар - фагоцитобласта + нар. - кіноцітобласта = фагоцителли або паренхімелла (Мечников).
3 етап: на одному полюсі утворюється ротовий отвір => дала початок губкам, кишечнополостним і ін.
За Геккелю: шар.колонія морі шляхом наповнення рідини утворюється пузирькообразние організм (бластея) інвагінація двошарове істота (гастрея); (Геккель вважав, що першим було порожнинне травлення).
Багатоклітинні тварини утворюють найчисленнішу групу живих організмів планети, яка нараховує понад 1,5 млн. Видів.
Однією з найважливіших рис організації багатоклітинних є морфологічний і функціональний відмінність клітин їх тіла. В ході еволюції подібні клітини в тілі багатоклітинних тварин спеціалізувалися на виконанні певних функцій, що призвело до формування тканин.
Різні тканини об'єдналися в органи, а органи - в системи органів. Для здійснення взаємозв'язку між ними і координації їх роботи утворилися регуляторні системи - нервова і ендокринна. Завдяки нервової і гуморальної регуляції діяльності всіх систем, багатоклітинний організм функціонує як цілісна біологічна система.
Процвітання групи багатоклітинних тварин пов'язано з ускладненням анатомічної будови і фізіологічних функцій. Так, збільшення розмірів тіла призвело до розвитку травного каналу, що дозволило їм харчуватися великим харчовим матеріалом, який поставляє велику кількість енергії для здійснення всіх процесів життєдіяльності. Розвинені м'язова і скелетна системи забезпечили пересування організмів, підтримка певної форми тіла, захист і опору для органів. Здатність до активного пересування дозволила тваринам здійснювати пошук їжі, шукати притулку і розселятися.
Зі збільшенням розмірів тіла тварин виникла необхідність в появі внутрітранспортних циркуляторних систем. доставляють віддаленим від поверхні тіла тканинам і органам засоби життєзабезпечення - поживні речовини, кисень, а також видаляють кінцеві продукти обміну речовин.
Такий циркуляторной транспортною системою стала рідка тканина - кров.
Інтенсифікація дихальної активності йшла паралельно з прогресивним розвитком нервової системи та органів чуття. Сталося переміщення центральних відділів нервової системи в передній кінець тіла тварини, в результаті чого відокремився головний відділ. Така будова передньої частини тіла тварини дозволило йому отримувати інформацію про зміни в навколишньому середовищі і адекватно реагувати на них.
Багатоклітинні тварини надзвичайно різноманітні за будовою, особливостям життєдіяльності, різні за розмірами, масі тіла і т. Д.
11. Ієрархічні рівні організа-ції життя. Елементарні одиниці, елементарні явища і прояви головних властивостей життя на різних рівнях її організації
Ієрархічні рівні організації життя
Жива природа є цілісною, але не однорідний системою, що складається з безлічі елементів, пов'язаних один з одним. У живій природі виділяють такі рівні організації:
Елементарною одиницею на молекулярно-генетичному рівні служить ген - фрагмент молекули нуклеїнової кислоти, в якому записаний певний в якісному і кількісному відношенні обсяг біологічної (генетичної) інформації.
На клітинному рівні сполучаються механізми передачі біологічної інформації і перетворення речовин і енергії. Елементарне явище на цьому рівні служить енергетичної та речовинної основою життя на всіх інших рівнях її організації.
Елементарною одиницею організму того рівня є особина в її розвитку від моменту зародження до припинення існування в якості живої системи, що дозволяє також назвати цей рівень онтогенетическим. Закономірні зміни організму в індивідуальному розвитку складають елементарне явище даного рівня. Ці зміни забезпечують зростання організму, диференціацію його частин і одночасно інтеграцію розвитку в єдине ціле, спеціалізацію клітин, органів і тканин.
Елементарною одиницею популяції видового рівня служить популяція - сукупність особин одного виду. Об'єднання особин в популяцію відбувається завдяки спільності генофонду, використовуваного в процесі статевого розмноження для створення генотипів особин наступного покоління. Популяція в силу можливості міжпопуляційних схрещувань є відкритою генетичну систему. Дія на генофонд популяції елементарних еволюційних факторів, таких, як мутаційний процес, коливання чисельності особин, природний відбір, призводить до еволюційно значних змін генофонду, які представляють елементарні явища на даному рівні.
Біоценози, в свою чергу, являють собою не випадкові асоціації організмів різних видів, а історично сформовані спільноти взаімопріспособленіе організмів.
У процесі спільного історичного розвитку на певній території організмів різних систематичних груп утворюються динамічні, стійкі в часі спільноти - біогеоценози. які служать елементарною одиницею биогеоценотического (екосистемного) рівня. Елементарне явище на даному рівні представлено потоками енергії і круговоротами речовин.
Серед перерахованих вище властивостей дискретність, структурованість, матеріально-енергетична відкритість, протівоентропійная спрямованість характеризують в рівній мірі гени, клітини, особини, популяції, біогеоценози, проявляючись, таким чином, на всіх рівнях.
III. КЛІТИННИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ
1. Клітина - елементарна біологічна система.
12. Клітинна теорія як доказ єдності всього живого, її ос-новні положення, сучасний стан.
Клітинна теорія - це узагальнені уявлення про будову клітин як одиниць живого, про їх розмноженні і ролі в формуванні багатоклітинних організмів. Появі і формулювання окремих положень клітинної теорії передував досить тривалий період накопичення спостережень над будовою різних одноклітинних і багатоклітинних організмів рослин і тварин. Цей період був пов'язаний з удосконаленням різних оптичних методів досліджень і розширенням їх застосування.
Незважаючи на складність будови біологічних макромолекул і їх здатність самостійно здійснювати багато функцій, елементарними живими системами, основними структурними і функціональними одиницями всіх живих організмів, здатними до самооновлення, саморегуляції і самовідтворення, не є макромолекули, а клітини.
1665 рік - англійський фізик Роберт Гук першим спостерігав за допомогою збільшувальних лінз підрозділ тканин пробки на «осередки», або «клітки» виклавши це у своїй роботі «Мікрографія». Його опису послужили поштовхом для появи систематичних досліджень анатомії рослин (Мальпігі; Грю), які підтвердили спостереження Роберта Гука і показали, що різноманітні частини рослин складаються з тісно розташованих «бульбашок», або «мішечків». Пізніше А. Левенгук (1680) відкрив світ одноклітинних організмів і вперше побачив клітини тварин (еритроцити). Пізніше клітини тварин були описані Ф. Фонтана (1781); але ці та інші численні дослідження не привели в той час до розуміння універсальності клітинної будови, до чітких уявлень про те, що ж являє собою клітина. Прогрес у вивченні мікроанатомії клітини пов'язаний з розвитком микроскопирования в XIX в. До цього часу змінилися уявлення про будову клітин: головним в організації клітини стала вважатися не клітинна стінка, а власне її вміст - протоплазма (Пуркіньє). У протоплазмі було відкрито постійний компонент клітини - ядро (Браун). Всі ці численні спостереження дозволили Т. Шванна в 1838 р зробити ряд узагальнень. Він показав, що клітини рослин і тварин принципово схожі між собою (гомологічних). «Заслуга Т. Шванна полягала не в тому, що він відкрив клітки як такі, а в тому, що він навчив дослідників розуміти їх значення» (Вальдейер). Подальший розвиток ці уявлення отримали в роботах Р. Вірхова. Створення клітинної теорії стало найважливішою подією в біології, одним з вирішальних доказів єдності всієї живої природи. Клітинна теорія мала значний вплив на розвиток біології, послужила головним фундаментом для розвитку таких дисциплін, як ембріологія, гістологія і фізіологія. Вона дала основи для розуміння життя, для пояснення спорідненої взаємозв'язку організмів, для розуміння індивідуального розвитку.
Т.Шванн зробив важливий висновок про те, що клітини утворюються лише шляхом ділення вже існуючих клітин. Їм також створена викликала критику концепція «клітинного держави». Згідно з останньою багатоклітинний організм складається з відносно самостійних одиниць (клітин), поставлених у своїй життєдіяльності в тісну залежність один від одного. Зазначена концепція принижувала значення інтеграції клітин в єдину систему організму. Вона не сприймала організм як цілісність.
Клітинна теорія в сучасному вигляді включає три головних положення.
Перше положення співвідносить клітку з живою природою планети в цілому. Воно стверджує, що життя, які б складні або прості форми вона не набувала, в її структурному, функціональному і генетичному відношенні забезпечується в кінцевому підсумку тільки кліткою. Видатна роль клітини як першоджерела життя обумовлюється тим, що вона є біологічною одиницею вилучення із зовнішнього середовища, перетворення і використання організмами енергії і речовин. У клітці зберігається і використовується біологічна інформація.
Згідно з другим положенням в справжніх умовах нові клітини виникають тільки шляхом ділення преасушествующіх клітин. В обґрунтуванні клітинної природи життя на Землі тези про однаковості шляхів виникнення клітин належить особливе місце. Він був використаний М. Шлейдсном і Т. Шванном для доказу гомології різних типів клітин.
Сучасна біологія розширила коло доказів цього положення. Незалежно від індивідуальних морфофункціональних особливостей все клітини однаковим чином:
1) зберігають біологічну інформацію;
2) редупліціруют спадковий матеріал з метою його передачі в ряду поколінь;
3) використовують інформацію для здійснення своїх функцій на основі синтезу певних білків-ферментів;
4) зберігають і переносять енергію;
5) перетворюють енергію в роботу;
6) регулюють обмін речовин.
Третє положення клітинної теорії співвідносить клітку з багатоклітинними формами, для яких характерний принцип цілісності та системної організації. Для системи властиво наявність нових якостей, завдяки взаємному впливу і взаємодії одиниць, що складають цю систему. Структурно-функціональними одиницями багатоклітинних істот є клітини. Разом з тим багатоклітинний організм характеризується низкою специфічних властивостей, які не можна звести до властивостей і якостей окремої клітини. У третьому положенні клітинної теорії ми зустрічаємося з уже знайомої проблемою співвідношення частини і цілого, редукционизма і інтегратізм. Системний підхід як науковий напрям використовується в біологічних дослідженнях з початку поточного сторіччя.
Можна вивести наступні постулати сучасної клітинної теорії:
1. Клітина - елементарна одиниця живого: поза клітиною немає життя.
2. Клітка - єдина система, що включає безліч закономірно пов'язаних один з одним елементів, що представляють собою певне цілісне утворення, що складається з пов'язаних функціональних одиниць - органел або органоїдів.
3. Клітини подібні (гомологічних) за будовою і за основними властивостями.
4. Клітини збільшуються в числі шляхом ділення вихідної клітини після подвоєння її генетичного матеріалу (ДНК): клітина від клітини.
5. Багатоклітинні організм являє собою нову систему, складний ансамбль з безлічі клітин, об'єднаних та інтегрованих в системи тканин і органів, пов'язаних один з одним за допомогою хімічних чинників, гуморальних і нервових (молекулярна регуляція).
6. Клітини багатоклітинних організмів тотипотентність, тобто мають
генетичними потенціями всіх клітин даного організму, рівнозначні по генетичної інформації, але відрізняються один від одного різною експресією (роботою) різних генів, що призводить до їх морфологічним і функціональним різноманітністю - до диференціювання.
13. Типи клітинної організа-ції. Структурно-функціональна організація про- і еукаріотів.
У сучасних і викопних організмів відомі два типи клітин: прокаріотична і еукаріотична. Вони настільки суттєво різняться за особливостями будови, що це послужило для виділення двох надцарству живого світу - прокаріотів, тобто доядерних, і еукаріот, тобто справжніх ядерних організмів.