Підручник з Біології і екології. 10 клас. Остапченко - Нова програма

§ 15. ОГЛЯД ЦАРСТВ ЕУКАРІОТИЧНИХ ОРГАНІЗМІВ

Пригадайте особливості будови еукаріотичної клітини. Яка організація спадкового матеріалу в прокаріотів та еукаріотів? Хто такі міксотрофи? Які відділи рослин зараховують до вищих?

Сучасна система еукаріотів. До еукаріотів належать як одноклітинні, так і багатоклітинні організми, клітини яких хоча б на певних етапах клітинного циклу мають сформоване ядро (завдання: пригадайте будову ядра). Клітини еукаріотів містять різноманітні органели, оточені однією (різні види вакуоль, лізосоми, ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі тощо), двома (як-от, мітохондрії, пластиди у вищих рослин, зелених і червоних водоростей) чи більшою кількістю (хлоропласти евгленових, жовто-зелених, бурих, діатомових водоростей) мембран.

В еукаріотів порівняно з прокаріотами спадковий матеріал переважно зосереджений в ядрі, оболонка якого складається з двох мембран. Лінійні молекули ДНК разом з ядерними білками входять до складу хромосом. Винятком є молекули ДНК мітохондрій і пластид, які подібні до ДНК прокаріотів. Крім того, в еукаріотів гени складаються з окремих ділянок: екзонів та інтронів (пригадайте їхні функції). Серед прокаріотів таку будову генів мають лише археї.

На малюнку 15.1 наведено сучасну систему еукаріотів. Цих організмів розглядають у складі не трьох, а п’яти царств.

Мал. 15.1. Сучасна система еукаріотичних організмів

Царство Амебозої. Переважно прісноводні бентосні (придонні) одноклітинні форми, інколи мешкають в організмах інших істот (серед них трапляються коменсали, факультативні та обов’язкові паразити; завдання: пригадайте, що означають ці терміни). Органели руху та захоплення їжі — псевдоподії. У голих амеб (наприклад, амеби протея або велетенської амеби хаос; мал. 15.2, 1) клітина вкрита лише плазматичною мембраною з добре розвиненим глікокаліксом (пригадайте його склад і функції), у черепашкових (як-от, в арцели звичайної; мал. 15.2, 2) клітина розташована всередині захисної черепашки. Клітини найчастіше одноядерні, якщо ядер кілька або багато — усі вони подібні за будовою та функціями.

Мал. 15.2. Царство Амебозої: 1 — велетенська амеба хаос; 2 — черепашкова амеба арцела звичайна; 3 — дизентерійна амеба

Царство Задньоджгутикові, або Опістоконти (від грец. opisthios — задній та kontos — полюс). Клітини цих еукаріотів хоча б на одній стадії життєвого циклу (як-от, сперматозоїди ссавців) мають єдиний джгутик, розташований на задньому полюсі клітини (звідки й походить назва цього царства), або ж джгутик втрачено в процесі еволюції. До цього царства, зокрема, належать справжні гриби (до складу їхніх клітинних оболонок входить хітин) (мал. 15.3), усі багатоклітинні та деякі одноклітинні (наприклад, комірцеві джгутикові) гетеротрофні організми. Представників комірцевих джгутикових нині вважають предками багатоклітинних тварин. Їхні клітини за будовою та особливостями спадкового матеріалу нагадують комірцеві клітини примітивних багатоклітинних тварин — губок.

Мал. 15.3. Пеніцил — багатоклітинний представник справжніх грибів

Царство Архепластиди включає фотосинтезуючі організми, такі як вищі рослини, зелені, червоні та глаукофітові водорості (мал. 15.5). Лише в деяких представників хлоропласти вторинно редуковані або взагалі відсутні (пригадайте паразитичну рослину Петрів хрест). Оболонки клітин зазвичай містять целюлозу.

Мал. 15.4. Представники царства Архепластиди: 1 — їстівна зелена водорість ульва (або морський салат); 2 — їстівна червона водорість порфіра; 3 — паразитична квіткова рослина Петрів хрест, паразитує на коренях дерев і кущів

Царство Екскавати включає багатьох представників одноклітинних і колоніальних еукаріотів (мал. 15.5). На черевному боці клітини екскават (від лат. екскаваціо — заглиблення) є харчовий рівчачок, зміцнений мікротрубочками. Він слугує для надходження та захоплення їжі, яка рухається завдяки роботі заднього джгутика в напрямку до клітинного рота. Але в багатьох представників він вторинно втрачається.

Багато екскават не містять мітохондрій або ж ці органели значно змінені порівняно з типовими. У деяких представників простежують тенденцію переходу до багатоклітинності (наприклад, в акразіомікотових слизовиків, раніше їх включали до царства Гриби). Серед екскават переважають гетеротрофи, але є і представники, здатні до фотосинтезу (наприклад, евгленові). Багато представників ведуть вільний спосіб життя, але є й такі, що оселяються в організмах інших істот (серед них є чимало паразитів людини, як-от трихомонади, лямблії, лейшманії, трипаносоми).

Мал. 15.5. Представники царства Екскавати: 1 — акразис рожевий, представник акразіомікотових слизовиків, оселяється на зволожених рослинних рештках; 2 — евглена червона; 3 — трипаносома — збудник сонної хвороби — серед еритроцитів; 4 — рід Трихонімфа: мешкають у кишечнику таких комах, як таргани та терміти, і допомагають їм перетравлювати целюлозу; 5 — неглерія, утворює тоненькі псевдоподії, але, коли пересихають прісні водойми, у яких вона мешкає, здатна утворювати й джгутики, за допомогою яких плаває; у разі потрапляння з водою в організм людини може спричинити запалення головного мозку — менінгоенцефаліт (6)

Царство САР. Назва цього царства походить від перших літер назв трьох груп еукаріотичних організмів: Страменопіли, Альвеоляти та Ризарії. Страменопіли — велика група одноклітинних і багатоклітинних еукаріотів. Зокрема, до них відносять оомікотові гриби, яких вважають грибоподібними організмами (мешкають у морях, прісних водоймах, наземно-повітряному середовищі). Їхнє вегетативне тіло — це багатоядерний розгалужений міцелій, не поділений перегородками на окремі клітини. Серед оомікотових грибів є паразити тварин (сапролегнія — паразит риб) і рослин (фітофтора та інші) (мал. 15.6, 1, 2). До страменопілів належать також бурі, золотисті, жовто-зелені та діатомові водорості (мал. 15.6, 3—5).

Мал. 15.6. Представники страменопілів. Оомікотові гриби: 1 — сапролегнія паразитична, паразитує на рибі та її ікрі; 2 — фітофтора, здатна знищувати врожаї картоплі та помідорів. Різні представники водоростей: 3 — бурі водорості (саргасові); 4 — золотисті водорості; 5 — діатомові водорості (стефанодискус)

Альвеолят об’єднують в одну групу через альвеольовані покриви клітини: наявність сплощених мембранних цистерн — альвеол, розташованих безпосередньо під плазматичною мембраною (мал. 15.7). До цієї групи зараховують динофлагелят (їх ще називають динозоями, чи динофітовими водоростями, оскільки багато представників здатні до фотосинтезу), інфузорій та апікомплексних (назва походить від того, що на верхівці їхніх клітин розташований особливий комплекс органел, які допомагають проникати у клітину хазяїна, див. мал. 14.6); до цієї групи належать деякі паразити людини і тварин: малярійний плазмодій, токсоплазма, піроплазми (бабезії).

Мал. 15.7. Представники альвеолят: 1 — рід Перидініум — представник динофлагелят; 2 — хижа інфузорія дідіній; 3 — клітини малярійного плазмодія (а) виходять з ураженого еритроцита людини (б)

Ризарії — одноклітинні організми, які утворюють численні тоненькі псевдоподії, здатні зливатись у певних місцях між собою та утворювати навколо клітини своєрідну сітку. За її допомогою ризарії вловлюють частинки їжі. До них належать форамініфери та радіолярії (мал. 15.8).

Мал. 15.8. Представники ризарій: 1 — черепашка форамініфери роду Дискорбіс; 2 — черепашки викопних форамініфер роду Нумулітес сягали в діаметрі до 12 см; 3 — радіолярії, на відміну від форамініфер, не утворюють черепашки, але мають внутрішньоклітинний мінеральний скелет

Ключові терміни та поняття

еукаріоти, амебозої, задньоджгутикові, архепластиди, екскавати, САР

Перевірте здобуті знання

1 Чому біохімічні та молекулярно-генетичні дослідження часто відіграють вирішальну роль у сучасній систематиці організмів? 2. Чим характеризуються представники царства Амебозої? 3. Чому царство Задньоджгутикові має таку назву? Які групи еукаріотів належать до цього царства? 4. Які ознаки характеризують царство Архепластиди? 5. Чому царство Екскавати дістало таку назву? Які групи еукаріотів зараховують до цього царства? 6. Розшифруйте назву царства САР.

Поміркуйте

Чим сучасна система царств еукаріотичних організмів відрізняється від тієї, що існувала раніше (поділ на царства Рослини, Тварини та Гриби)?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 1

Визначення таксономічного положення виду в системі органічного світу (вид на вибір учителя або вчительки)

Обладнання і матеріали: колекція комах (хрущів, колорадських жуків, метеликів білана капустяного), черепашок молюсків (беззубки, перлівниці), гербарний матеріал квіткових рослин, визначники, таблиці, лупи (або стереомікроскопи).

1. Визначте належність обраних об’єктів дослідження до відповідного царства еукаріотів. Запишіть у зошит ознаки, на підставі яких ви зробили свій вибір.

2. Визначте належність обраних об’єктів до певних класів. Запишіть у зошит ознаки, на підставі яких ви зробили свій вибір.

3. Використовуючи визначники (визначальні картки), визначте належність обраних об’єктів до певних рядів (порядків), родин, родів і видів. Запишіть у зошит ознаки, характерні для визначених систематичних одиниць.

4. Зробіть висновки, які з ознак, притаманних дослідженим видам, є діагностичними, тобто відрізняють їх від близьких видів.

Головне в темі «Біорізноманіття»

Нинішнє біорізноманіття — наслідок тривалого процесу еволюції живої матерії. Систематика — важливий розділ біології, без якого не могли б розвиватись інші біологічні науки. Дані про будову, хімічний склад, життєві функції, особливості онтогенезу мають наукову цінність лише тоді, коли відомо, з яким саме видом працюють учені. Хоча близькі види й мають багато спільних ознак, усе-таки їм притаманні унікальні властивості, набуті у процесі історичного розвитку внаслідок пристосування до певних умов середовища мешкання.

Для створення природних, або філогенетичних, систем потрібні дані всіх наук, насамперед тих, які вивчають спадковий матеріал організмів і неклітинних форм життя, особливості будови їхніх клітин (молекулярної біології, генетики, цитології тощо).

Сучасна систематика базується на виділенні монофілетичних систематичних груп, які включають усіх нащадків спільного предка: і тих, що існують тепер, і тих, які існували колись. Нині виділяють два домени прокаріотичних організмів — Археї та Бактерії. У домені Еукаріоти виділяють п’ять царств: Амебозої, Опістоконти (Задньоджгутикові), Архепластиди, Екскавати, САР (Страменопіли, Альвеоляти, Ризарії). Хоча нова система еукаріотів і видається складнішою за попередню, але вона дає змогу розв’язати проблему класифікації одноклітинних еукаріотів. Інвентаризацію біорізноманіття нашої планети ще не завершено: щорічно з’являються описи сотень нових для науки видів.