Eucarioti. Superregno nucleare, organismi prenucleari Vengono chiamati organismi nucleari

Che hanno un nucleo. Quasi tutti gli organismi sono eucarioti, ad eccezione dei batteri (i virus appartengono ad una categoria separata, che non tutti i biologi distinguono come categoria degli esseri viventi). Gli eucarioti includono piante, animali, funghi e tali organismi viventi come muffa melmosa. Gli eucarioti si dividono in organismi unicellulari E multicellulare, ma il principio della struttura cellulare è lo stesso per tutti.

Si ritiene che i primi eucarioti siano comparsi circa 2 miliardi di anni fa e si siano evoluti in gran parte a causa simbiogenesi- l'interazione delle cellule eucariotiche e dei batteri, di cui queste cellule hanno assorbito, essendo capaci fagocitosi.

Cellule eucariotiche Sono di dimensioni molto grandi, soprattutto se paragonate a quelle procariotiche. Una cellula eucariotica ha circa dieci organelli, la maggior parte dei quali sono separati da membrane dal citoplasma, cosa che non avviene nei procarioti. Anche gli eucarioti hanno un nucleo, di cui abbiamo già parlato. Questa è la parte della cellula separata dal citoplasma da una doppia membrana. È in questa parte della cellula che si trova il DNA contenuto nei cromosomi. Le cellule sono generalmente mononucleate, ma talvolta si trovano cellule multinucleate.

Regni degli eucarioti.

Esistono diverse opzioni per dividere gli eucarioti. Inizialmente, tutti gli organismi viventi erano divisi solo in piante e animali. Successivamente è stato individuato il regno dei funghi, che differiscono sensibilmente sia dal primo che dal secondo. Anche più tardi si cominciò a isolare le muffe melmose.

Muffa di melmaè un gruppo polifiletico di organismi che alcuni classificano come il più semplice, ma la classificazione finale di questi organismi non è stata completamente classificata. Ad un certo stadio di sviluppo, questi organismi hanno una forma plasmodica: questa è una sostanza mucosa che non ha coperture rigide chiare. In generale, le muffe melmose sembrano tali cellula multinucleata, che è visibile ad occhio nudo.

Le muffe melmose sono imparentate con i funghi per sporulazione, che germinano come zoospore, da cui successivamente si sviluppa il plasmodio.

Le muffe melmose lo sono eterotrofi capace di nutrirsi in modo ispettivo, cioè, assorbono i nutrienti direttamente attraverso la membrana, o per endocitosi - prendono vescicole con i nutrienti all'interno. Le muffe melmose includono Acrasiaceae, Myxomycetes, Labyrinthulae e Plasmodiophorae.

Differenze tra procarioti ed eucarioti.

La differenza principale procariote e negli eucarioti è che i procarioti non hanno un nucleo formato, separato da una membrana dal citoplasma. Nei procarioti, il DNA circolare si trova nel citoplasma e il luogo in cui si trova il DNA è chiamato nucleoide.

Ulteriori differenze tra gli eucarioti.

1. Degli organelli, i procarioti hanno solo ribosomi 70S (piccolo) e gli eucarioti non hanno solo ribosomi 80S grandi, ma anche molti altri organelli.
2. Poiché i procarioti non hanno un nucleo, si dividono in due per fissione, senza aiuto meiosi/mitosi.
3. Gli eucarioti hanno istoni che i batteri non hanno. La cromantina negli eucarioti contiene 1/3 di DNA e 2/3 di proteine; nei procarioti è vero il contrario;
4. Una cellula eucariotica ha un volume 1000 volte più grande e un diametro 10 volte maggiore di una cellula procariotica.

1. La diversità degli organismi sulla Terra, la somiglianza della loro struttura e attività vitale:

struttura cellulare, struttura cellulare simile, somiglianza nella composizione chimica,

metabolismo, riproduzione.

2. Le differenze nella struttura cellulare sono la base per dividere tutti gli organismi in due grandi gruppi: prenucleari (procarioti) e nucleari (eucarioti). Esempi di organismi prenucleari: batteri e alghe blu-verdi.

Esempi di organismi nucleari: uomo, animali, piante, funghi.

3. Caratteristiche strutturali degli organismi prenucleari: 1)

assenza di un nucleo formato, involucro nucleare, si trova la materia nucleare

nel citoplasma; 2) Il DNA è concentrato in un cromosoma, che ha la forma di un anello e

situato nel citoplasma; 3) assenza di numerosi organelli: mitocondri,

reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi; 4) tutti gli organismi di questo gruppo

unicellulare.

4. Cellula di organismi non nucleari, come batteri,

ha un guscio denso di carboidrati, una membrana plasmatica, sostanza nucleare

(cromosoma), citoplasma, ribosomi molto piccoli.

5. Caratteristiche della struttura degli organismi nucleari: 1) presenza

in una cellula con un nucleo formato, delimitato dal citoplasma da una membrana con pori; 2)

la presenza dell'intero complesso di organelli citoplasmatici: mitocondri, apparato del Golgi,

lisosomi, ribosomi, reticolo endoplasmatico, centro cellulare, nonché

membrana plasmatica e membrana esterna di cellule vegetali e funghi; 3)

la presenza di diversi cromosomi situati nel nucleo.

6. Diversità degli organismi nucleari per struttura

(unicellulari e pluricellulari), secondo il metodo di nutrizione (autotrofi, eterotrofi,

vegetativo).

2. Diversità biologica, il suo ruolo nel mantenimento della stabilità della biosfera.

IO. Diversità biologica: la varietà delle specie che abitano la Terra, la diversità

ecosistemi naturali del globo.

2. La diversità delle specie in natura è la ragione della varietà delle connessioni alimentari e territoriali tra loro, dell'uso più completo delle risorse naturali e della circolazione chiusa delle sostanze nell'ecosistema naturale. La foresta tropicale è un ecosistema stabile grazie all'ampia varietà di specie al suo interno, all'adattabilità degli organismi alla convivenza e all'uso ottimale delle risorse naturali. Un ecosistema costituito da un piccolo numero di specie, ad esempio un piccolo stagno o un prato, è un esempio di comunità naturale instabile.

3. Riduzione della diversità delle specie a seguito delle attività

umano: costruzione di città, ferrovie e autostrade, abbattimento di grandi dimensioni

foreste, costruzione di imprese industriali, aratura di terreni per

terreno agricolo. Attualmente circa il 10% delle specie sono estinte

piante superiori della Terra. Deforestazione delle foreste tropicali, che sono concentrate

una parte significativa delle specie vegetali e animali è un problema che richiede l'uso di

misure speciali per la protezione delle foreste. Estinzione di oltre 60 specie negli ultimi 400 anni

mammiferi e più di 100 specie di uccelli.

4. Impatto dell'inquinamento ambiente sulla diversità delle specie e le ragioni della sua riduzione. Pertanto, l'inquinamento delle acque nei fiumi con rifiuti industriali è la ragione della riduzione del numero di gamberi, cozze d'acqua dolce (molluschi) e di alcune specie di pesci. Trattare campi e giardini con pesticidi provoca la morte di uccelli che si nutrono di insetti infetti da veleni. Ecosistema-natura oscura della riduzione della diversità delle specie: ogni specie vegetale estinta porta con sé cinque specie di invertebrati

animali la cui esistenza è indissolubilmente legata a questa pianta.

5. Il ruolo della biodiversità nel mantenimento della sostenibilità della biosfera. La dipendenza dell'esistenza umana dallo stato della biosfera, dalla sua diversità biologica. Conservazione della diversità delle specie, degli habitat di piante e animali. Aree protette: riserve naturali, riserve della biosfera, parchi nazionali, monumenti naturali, il loro ruolo nella conservazione

diversità della vita sulla Terra.

BIGLIETTO N.13

All’interno di questo superregno delle piante si distinguono il regno dei funghi e il regno delle piante.

I funghi possono formare relazioni simbiotiche con altri organismi, come alghe o cianobatteri, per formare licheni. Possono anche entrare in simbiosi con piante superiori, avvolgendo e penetrando nelle radici delle piante con le loro ife e formando strutture (radice+fungo) dette micorrize. Questa simbiosi con le piante garantisce il fabbisogno di fosfati di queste ultime. Ad esempio, l’80% delle piante terrestri, tra cui molte piante agricole, formano una simbiosi con il fungo Glornus versiforme, che vive sulle loro radici e facilita l’assorbimento dei fosfati e dei nutrienti minerali dal terreno.

Tra gli organismi di questo regno ci sono sia funghi unicellulari (microscopici), o inferiori, sia multicellulari (superiori).

I funghi sono classificati in sezioni: Funghi veri, Oomiceti e Licheni.

Tra i funghi Veri si distinguono le classi dei funghi Chitridi, degli Zigomiceti, degli Ascomiceti (funghi Marsupiali), dei Basidiomiceti e dei funghi Imperfetti (Deuteromiceti).

Gli ascomiceti sono il gruppo più numeroso di funghi (più di 30.000 specie), che differiscono principalmente per le dimensioni. Esistono sia forme unicellulari che pluricellulari. Il loro corpo è rappresentato dal micelio aploide. Formano asci (sacchetti) contenenti ascospore, cioè tratto caratteristico questi funghi. Tra i funghi di questo gruppo, i più famosi sono i lieviti (di birra, di vino, di kefir e altri). Ad esempio, il lievito Saccharomices cerevisiae influenza la fermentazione del glucosio (CgH^Og). Una molecola di glucosio produce due molecole di alcol etilico durante questo processo enzimatico.

I basidiomiceti sono funghi superiori. Sono caratterizzati grandi dimensioni, che può raggiungere anche il mezzo metro. Il loro corpo è costituito anche da micelio (micelio), ma multicellulare, che forma funghi. Il protoplasto delle cellule fungine contiene non solo nuclei, ma anche mitocondri, ribosomi, l'apparato di Golgi e persino glicogeno come sostanza di riserva. Le ife si intrecciano per formare corpi fruttiferi, che nella vita di tutti i giorni vengono chiamati funghi, costituiti da un gambo e da un cappello.

Questi funghi si riproducono sia vegetativamente che asessualmente, oltre che sessualmente. I basidiomiceti più famosi sono i funghi champignon, tra i quali ce ne sono sia commestibili che velenosi.

Gli oomiceti sono principalmente funghi acquatici e del suolo. Tra questi funghi sono molto famose le specie del genere Phytophtora, che causano malattie delle patate, dei pomodori e di altre belladonna.

I funghi svolgono un ruolo significativo in natura. In particolare, sono organismi distruttivi. Facendo parte di numerosi sistemi ecologici, sono responsabili della distruzione del materiale organico di origine vegetale, perché producono enzimi che agiscono su cellulosa, lignina e altre sostanze cellule vegetali. Sono ampiamente utilizzati nell'industria casearia per produrre molte varietà popolari di formaggio. Va notato che la Neurospora crassa svolge un ruolo eccezionale come oggetto sperimentale nella conoscenza di molte vie metaboliche.

Licheni sono organismi complessi formatisi a seguito della simbiosi tra funghi, alghe verdi o cianobatteri e Azotobacter (Fig. 4). Di conseguenza un lichene è un organismo combinato, cioè fungo + alghe + Azotobacter, la cui esistenza è assicurata dal fatto che le ife del fungo sono responsabili dell'assorbimento di acqua e minerali, le alghe della fotosintesi e l'Azotobacter di fissare l'azoto atmosferico. I licheni abitano tutte le zone botaniche e geografiche. Si riproducono vegetativamente, asessualmente e sessualmente.

L'importanza dei licheni in natura è grande. A causa della loro elevata sensibilità agli inquinanti ambientali, i licheni vengono utilizzati come indicatori della pulizia dell'atmosfera. Nel nord sono l'alimento principale per i cervi. Sono utilizzati anche in farmacia e profumeria.

I funghi hanno origine antica. I loro resti fossili sono registrati nel Siluriano e nel Devoniano. Alcuni botanici suggeriscono che abbiano avuto origine da alghe verdi che hanno perso la clorofilla. L'opinione più comune è che i funghi si siano evoluti dai flagellati (protozoi).

Fossili di licheni si trovano anche nel Devoniano, la cui età è di circa 400 milioni di anni. Si ritiene che la formazione dei licheni sia stata il primo caso di instaurazione di relazioni simbiotiche tra organismi. Ciò ha fornito la possibilità di una loro ampia distribuzione in diverse nicchie ecologiche.

Regno vegetale (Plantae o Vegetabilia). Questo regno è rappresentato da organismi le cui cellule hanno pareti cellulari dense e sono capaci di fotosintesi. Le piante di questo regno sono classificate in tre sottoregni e cioè: alghe viola (Phycobionta), alghe vere (Phycobionta) e piante superiori (Embryophyta).

Il corpo delle alghe viola e delle alghe vere non è diviso in tessuti e organi. Per questo motivo vengono spesso chiamate piante inferiori o a strati. Le restanti piante, invece, sono dette piante superiori, poiché caratterizzate dalla presenza di tessuti diversi e dalla divisione del corpo in organi. Queste piante sono adattate alla vita in condizioni terrestri.

Sottoregno della Viola (Rhodophyta). Le piante di questo sottoregno sono organismi multicellulari (Fig. 5). Il corpo dei fiori viola è rappresentato da un tallo. Esistono circa 4.000 specie di scarlatto, tra le quali le più famose sono porphyra, ne-malyon, coralline e altre. Il loro colore cremisi dipende dal contenuto di clorofilla, carotenoidi, ficoeritrine rosse, ficocianine blu e altri pigmenti. Sono abitanti di grandi profondità di mari e oceani. Sono spesso chiamate alghe rosse. Il Mar Rosso ne è particolarmente ricco.

Si riproducono sia asessualmente che sessualmente con alternanza di generazioni sessuali e asessuate.

Avere importanza economica. Alcune specie servono come materia prima da cui viene estratto l'agar-agar. In diversi paesi vengono utilizzati come mangime per il bestiame.

Gli scarlatti sono organismi antichi, ma la loro origine e le relazioni filogenetiche tra le singole specie rimangono poco chiare.

Sottoregno Alghe vere (Phycobionta). Le vere alghe sono piante il cui corpo è rappresentato da un tallo. Si conoscono circa 30.000 specie di questi organismi. Esistono sia unicellulari che alghe multicellulari. Sono abitanti principalmente di bacini d'acqua dolce e mari, ma si trovano alghe del suolo e persino alghe di neve e ghiaccio. Le alghe unicellulari si riproducono per fissione; le forme multicellulari si riproducono sia asessualmente che sessualmente. Virgilio una volta scrisse: "nigilvilor algo" (non c'è niente di peggio delle alghe). Ai nostri giorni le alghe hanno acquisito altre valutazioni.

Gli algologi classificano le alghe in diverse divisioni.

Dipartimento Alghe verdi (Chlorophyta). Questa sezione è rappresentata da organismi unicellulari e pluricellulari mobili e immobili, che hanno una parete cellulare piuttosto spessa e hanno la forma di fili e tubi (Fig. 6). Alcune specie formano colonie mobili e immobili. Esistono oltre 13.000 specie di queste alghe, la maggior parte delle quali abitano i corpi d'acqua dolce. Ma sono note anche forme marine.

Le alghe verdi unicellulari e multicellulari sono capaci di fotosintesi, perché contengono cloroplasti, in cui è concentrata la clorofilla e dalla presenza dei quali assumono un colore verde. Contengono anche xantofilla e carotene.

Tipici rappresentanti delle alghe verdi unicellulari sono la chlamydomonas (del genere Chlamidomonas), che vive nelle pozzanghere e in altri piccoli corpi d'acqua dolce, e la clorella del genere omonimo (Chlorella), che vive in acque dolci e salate, in superficie di terra umida, sulla corteccia degli alberi. La clorella ha un'attività fotosintetica eccezionale, essendo in grado di catturare e utilizzare il 10-12% dell'energia luminosa. Contiene una serie di preziose proteine, vitamine B, C e K.

Un esempio di alga verde multicellulare è la Volvox, abitante dello stagno. Formando una colonia, questo organismo è costituito da 500-60.000 cellule, ciascuna delle quali è dotata di due flagelli, e contiene anche un ocello, un nucleo differenziato e un cloroplasto. Una spessa membrana polposa circonda ciascuna cellula e la separa dalle cellule vicine. Se una cellula di una colonia muore, le altre continuano a vivere. La disposizione delle cellule in una colonia garantisce il movimento di questo organismo.

Si riproducono per fissione o formazione di zoospore mobili, che vengono separate dal corpo della madre, attaccate a un substrato e quindi si sviluppano in un nuovo organismo. In Spirogyra il processo sessuale avviene sotto forma di coniugazione.

L'importanza economica di queste alghe è piccola, tranne che, a causa del ricco contenuto di proteine ​​e vitamine, la clorella viene utilizzata come mangime per animali. Essendo un componente del fitoplancton, serve come cibo per i pesci.

Si ritiene che le alghe verdi siano nate a seguito di aromorfosi, che si è rivelata la formazione di un nucleo, l'apparizione della multicellularità e il processo sessuale. Si ritiene inoltre che abbiano dato origine a piante terrestri primitive, che divennero le forme ancestrali delle briofite.

Dipartimento Diatomee alghe, o diatomee (Chrysophyta) è rappresentato principalmente da organismi multicellulari, e talvolta anche da forme coloniali (Fig. 7). Si trovano anche forme unicellulari. Ci sono 5.700 specie conosciute. Sono caratterizzati da una chiara differenziazione del corpo in citoplasma e nucleo. La parete cellulare è “impregnata” di silice, per questo viene chiamata guscio. Sono abitanti di corpi d'acqua dolce, mari e oceani e fanno parte del fitoplancton.

Le cellule di queste alghe contengono cloroplasti sotto forma di granelli o placche, che sono colorati in diversi colori a causa del contenuto di diversi pigmenti (carotene, xantofilla e la sua variante diatomina). Per questo motivo le diatomee sono spesso chiamate marrone dorato.

La riproduzione avviene dividendo le cellule a metà. In alcune specie c'è riproduzione sessuale. Le diatomee sono organismi diploidi.

Strati di diatomee morte hanno dato origine alla diatomite, che consiste per il 50-80% dei loro gusci e viene utilizzata come assorbente in chimica e nell'industria alimentare.

L'importanza delle diatomee in natura è molto grande. Occupano un posto estremamente importante nel ciclo delle sostanze, essendo l'alimento principale per i pesci. Il loro valore nutrizionale è molto alto.

Dal punto di vista evolutivo, le diatomee sono le più vicine alghe verdi, ma la loro origine non è chiara.

Dipartimento Alghe brune (Phaeophyta). Queste alghe sono organismi multicellulari. Ogni cellula contiene un solo nucleo. Per dimensioni sono le alghe più grandi (più lunghe), raggiungendo una lunghezza di diverse decine di metri (Fig. 8). Si conoscono circa 900 specie. Sono abitanti dei mari e degli oceani, compresi quelli settentrionali. La loro pigmentazione è determinata dal fatto che contengono cloroplasti, colorati di marrone a causa del contenuto di clorofilla, nonché pigmenti marroni (carotene, xantofilla e fucoxantina).

Le più famose sono le alghe dei generi Laminaria e Fucus.

Si riproducono vegetativamente, asessualmente e sessualmente. La riproduzione vegetativa avviene in parti del tallo, asessuata (basata su spore) - con l'aiuto di spore aploidi che si sviluppano in un gametofito, sessuale - attraverso isogamia, eterogamia o oogashi. Caratteristico è l'alternanza di generazioni aploidi e diploidi. Le cellule sessuali sono dotate di flagelli.

L'importanza economica di queste alghe, in particolare delle alghe, è molto grande. Da essi vengono estratti iodio, sali di potassio e sostanze simili all'agar utilizzate nell'industria alimentare. Il fuco, noto come alga marina, viene utilizzato per l'alimentazione umana. Alcune alghe vengono utilizzate come fertilizzante.

Le alghe brune sono le piante acquatiche più antiche. Si ritiene che abbiano dato origine a piante simili a felci.

Finitura riepilogo dati sulle alghe, va notato che, in generale, le alghe sono importanti in molti sistemi ecologici. Infatti, sono la principale fonte di materia organica nei corpi idrici. Si stima che le alghe siano responsabili della sintesi annuale di 550 miliardi di tonnellate di materia organica nell'Oceano Mondiale, che costituisce una parte significativa della produttività dell'intera biosfera. Inoltre, svolgono un ruolo molto significativo nell'arricchire l'atmosfera con l'ossigeno. Infine, le alghe partecipano all'autodepurazione dei corpi idrici e alla formazione del suolo.

Sottoregno Piante superiori (Embryophyta o Embryobionta). Le piante che compongono questo sottoregno vengono spesso chiamate decidue, poiché il loro corpo è diviso in fusto, foglia e radice. Inoltre, sono chiamati anche germinali, perché contengono un embrione. Infine sono dette piante vascolari (eccetto le briofite), poiché gli organi dei loro sporofiti contengono vasi e tracheidi.

Piante superiori in lavorazione sviluppo storico adattato alla vita sulla terraferma. Queste piante hanno un'alternanza di generazioni sessuali (gametofito) e asessuali (sporofito). Il gametofito produce gameti e protegge l'embrione, mentre lo sporofito produce spore che supportano la successiva generazione di gametofito. Nelle piante superiori domina lo sporofito diploide, che determina aspetto piante.

Nel sottoregno Piante superiori si distingue tra piante con spore superiori e piante con semi superiori. Le spore superiori sono caratterizzate dalla divisione della riproduzione sessuale e asessuata. Nel primo caso, la riproduzione avviene mediante spore unicellulari formate negli sporangi degli sporofiti, nel secondo - mediante gameti formati negli organi genitali dei gametofiti. Le piante da seme superiori sono caratterizzate dalla presenza di una formazione multicellulare - un seme, che si forma durante il processo di riproduzione e conferisce alle piante da seme il vantaggio evolutivo più importante rispetto alle piante con spore.

Sottoregno Le piante superiori sono classificate in diverse divisioni. In particolare, le piante sporali superiori sono classificate nelle divisioni Rhyniophyta e Zosterophyllophyta, i cui organismi sono completamente estinti, nonché nelle divisioni esistenti Bryophyta, Lycopodiophyta, Psilotophyta, Eguisetophyta), Felci (Polypodiophyta). Le piante a seme superiore sono classificate nelle divisioni Gimnosperme e Angiosperme, o Magnoliophyta. Le Gimnosperme e le Angiosperme sono piante da seme, mentre tutte le altre sono piante con spore superiori. In alcune spore superiori, tutte le spore sono uguali (piante unispore) e in alcune le spore hanno dimensioni diverse (piante eterospore).

Delle piante delle divisioni moderne, di seguito ne verranno prese in considerazione solo alcune.

Dipartimento Briofite(Briofita). Questo dipartimento è rappresentato da piante perenni a crescita bassa. In alcuni di essi il corpo è rappresentato da un tallo, ma nella maggior parte è diviso in fusti e foglie (Fig. 9). Esistono circa 25.000 specie di briofite. Sono abitanti di luoghi umidi in tutto aree geografiche. Sono attaccati al terreno mediante proiezioni simili a capelli chiamate rizoidi. Attraverso queste strutture forniscono nutrimento al suolo. Maggior parte rappresentanti famosi Questo tipo comprende il lino del cuculo, diversi Marchantia e muschi di sfagno (300 specie).

Lo sviluppo dei muschi è caratterizzato dall'alternanza di generazioni sessuali (gametofito) e asessuali (sporofito). Sulle piante della generazione sessuale si formano spore di diverse dimensioni. Dopo la fecondazione delle cellule germinali femminili da parte di quelle maschili, si sviluppa uno sporofito (sporangio con spore), le cui cellule hanno un corredo diploide di cromosomi. Le spore formate a seguito della meiosi negli sporangi hanno un insieme aploide di cromosomi. Versate sul terreno, le spore germinano dando origine a una pianta, un gametofito, che possiede un corredo aploide di cromosomi in cellule che si riproducono per mitosi. Il gametofito aploide domina il ciclo di sviluppo. Le cellule sessuali si formano nuovamente sul gametofito e il processo si ripete. Una caratteristica specifica di queste piante non è solo la predominanza del gametofito aploide, ma anche il fatto che il gametofito (generazione sessuale) e lo sporofito (generazione asessuale) sono una pianta.

L'importanza delle briofite in natura sta nel fatto che, essendo negli ecosistemi, influenzano l'habitat di molte specie di altre piante, oltre che di animali. La riproduzione intensiva dei muschi contribuisce al deterioramento del suolo. Quando i muschi di sfagno muoiono, diventano torba e formano depositi di torba. Alcuni tipi sono utilizzati nell'industria medica.

Si ritiene che le piante di questo gruppo siano state tra le prime piante terrestri e crescessero ampiamente 450-500 milioni di anni fa, e che la loro evoluzione sia consistita in uno sviluppo regressivo dello sporofito. Si ritiene che le briofite siano un ramo evolutivo cieco.

Dipartimento Felci(Palypodiophyta). All'interno di questa divisione vengono classificate le piante erbacee che vivono anche in luoghi umidi (Fig. 10). Alcune Felci che vivono ai tropici sono rappresentate da forme arboree, alcune delle quali raggiungono i 25 metri di altezza. Esistono più di 10.000 specie di queste piante. Rappresentanti tipici delle pteridofite sono le felci.

Anche le felci sono caratterizzate da un'alternanza di generazioni sessuate e asessuate, tuttavia, a differenza delle briofite, negli organismi appartenenti a questo reparto predomina lo sporofito, caratterizzato da diploidità. Lo sporofito ha gli organi principali: gambo, foglie, radice. Il gametofito, al contrario, è caratterizzato da dimensioni molto ridotte, rappresentando una piccola placca attaccata al terreno con l'aiuto di rizoidi.

Le felci sono caratterizzate da un ciclo di sviluppo complesso. Il ciclo inizia con lo sviluppo delle isospore gametofite (protallo), sulle quali si formano organi riproduttivi sotto forma di anteridi e archegonia. In quest'ultimo si sviluppano le cellule germinali. Dopo la loro fecondazione, dallo zigote si forma uno sporofito, sul quale si formano le spore, che danno origine al gametofito. La maggior parte delle felci sono rappresentate da piante eterospore.

L'importanza delle felci in natura è grande, poiché fanno parte di numerosi ecosistemi. L'importanza economica delle moderne piante simili a felci è piccola, ad eccezione del fatto che le piante di alcune specie servono come materie prime medicinali.

Le felci sono classificate in 7 divisioni, la maggior parte delle quali sono rappresentate da specie estinte.

Le felci sono le piante sporali più antiche. Erano già presenti nel Devoniano, e nel Carbonifero formavano foreste di piante, la cui altezza arrivava fino a 30 m. I resti di queste piante partecipavano alla formazione del carbone.

Dipartimento Gimnosperme(Gimnosperme). Le piante di questo dipartimento producono semi, che sono essenzialmente embrioni già pronti di piante future. Gli organi principali del seme sono la radice embrionale, il gambo embrionale e gli strati germinali. Tuttavia, nelle gimnosperme il seme non è ricoperto di carpelli. Per questo motivo vengono chiamate gimnosperme.

Le gimnosperme sono rappresentate da alberi, arbusti e viti. Il numero delle specie è di circa 700. Distribuite ovunque al globo. Nell'emisfero settentrionale occupano vaste aree, formando foreste di conifere.

Le gimnosperme sono caratterizzate dall'alternanza di generazioni associate al cambiamento degli stati aploidi e diploidi, ma hanno una diminuzione del gametofito. Ginepro, cicadea, tuia, abete rosso, pino, larice sono sporofiti. Come tutte le piante da seme, le gimnosperme sono eterospore. Gli organi riproduttivi sono coni femminili e maschili, che si formano sullo stesso albero e contengono il gametofito.

La formazione dei semi è la prima fase dello sviluppo degli sporofiti. I coni femminili sono costituiti da grandi scaglie chiamate megasporofille, ciascuna delle quali porta due megasporangi sulla superficie interna, e ciascun megasporangio a sua volta contiene una megaspore, che si sviluppa in un gametofito multicellulare contenente due o tre archegoni. Ogni archegonia è costituita da una singola grande cellula uovo e da diverse piccole cellule allungate. Il megasporangio è ricoperto dal cosiddetto tegumento. Il megasporangio con tegumento è chiamato ovulo.

I coni maschili portano sulla superficie interna delle scaglie (sulle microsporofille) due microsporangi contenenti microspore, ciascuna delle quali si sviluppa in polline aploide. I granuli di polline (grani) costituiscono il gametofito maschile.

Megasporofille e microsporofille vengono raccolte in mega e microstrobili (rispettivamente) su un germoglio spore accorciato, che è uno stelo con foglie portatrici di spore.

Quando il polline si deposita sui coni femminili, passa nell'ovulo, dove ogni granulo pollinico si sviluppa in un tubo stame e due nuclei spermatici, e quando il tubo stame penetra nell'uovo, il nucleo spermatico si fonde con il nucleo dell'ovulo. Questa è la fecondazione. Lo zigote diploide diventa un embrione diploide. Nel tempo, il tegumento esterno dell'ovulo si trasforma nel tegumento del seme e l'endosperma si forma dai resti del megasporangio. Di conseguenza l'ovulo si trasforma in seme. Dopo la maturazione, i semi cadono dai coni.

Le gimnosperme sono un gruppo molto antico di piante superiori. Apparse nel Devoniano (circa 350 milioni di anni fa), le gimnosperme alla fine del Paleozoico - inizio del Mesozoico presero il posto delle pteridofite, poiché risultarono più adattate alla vita in condizioni terrestri. Una delle loro ipotesi è che le gimnosperme si siano evolute dalle più antiche pteridofite.

Dipartimento Angiosperme, O Fioritura(Angiosperme o Magnoliophyta). Le piante di questo dipartimento si trovano quasi ovunque. Costituiscono 250.000-300.000 specie, ovvero quasi i due terzi delle specie del regno vegetale. Attualmente sono il gruppo di piante più prospero.

All'interno di questo reparto si distinguono le piante monocotiledoni e dicotiledoni, che sono sia specie erbacee che arbustive, oltre che arboree. Rappresentanti tipici di questo dipartimento sono segale, grano, rosa, betulla, pioppo tremulo e altri. Esistono angiosperme monocotiledoni e dicotiledoni.

Anche queste piante sono caratterizzate dall'alternanza di generazioni, ma hanno avuto una notevole diminuzione del gametofito.

Una caratteristica notevole di queste piante è la presenza di un fiore, che è un germoglio modificato ed è un derivato di uno sporofito (Fig. 11). È per questo motivo che le piante che producono fiori sono chiamate piante da fiore. Di norma, i fiori sono bisessuali, ma a volte dioici. Un fiore ha un pistillo e stami, che sono le sue parti principali. I semi si sviluppano nella parte inferiore del pistillo (ovaio). Per questo motivo queste piante vengono chiamate angiosperme. La parte inferiore del pistillo è rappresentata dall'ovaio, dallo stilo stretto e dallo stigma. Per quanto riguarda gli stami, ciascuno di essi è costituito da un filamento e da un'antera.

Nelle piante bisessuali, che costituiscono la maggioranza delle angiosperme, i fiori hanno sia pistilli che stami, cioè queste piante hanno fiori pistillati (femminili) e staminati (maschili). Ma in molte specie alcuni fiori hanno solo pistilli, mentre altri hanno solo stami. Tali piante sono chiamate dioiche. L'impollinazione avviene grazie al trasferimento del polline dagli stami allo stigma.

Schema generale della riproduzione delle angiosperme in Fig. 12.

Il gametofito femminile delle piante da fiore è costituito da 8 cellule embrionali, una delle quali è una cellula uovo. Questa struttura microscopica si sviluppa da una singola megaspora. Il gametofito maschile si sviluppa da una microspora, o granulo pollinico, situato nel microsporangio dell'antera. Giunto sullo stigma del pistillo, il granulo pollinico, in seguito alla divisione, dà origine ad una cellula generativa e ad una cellula che si sviluppa in un tubo pollinico. Successivamente, il tubo pollinico cresce nella cavità dell'ovaio. Il nucleo del tubo della cellula generativa migra sul fondo del tubo pollinico, dove la cellula generativa si divide per produrre due spermatozoi. Uno di questi spermatozoi si fonde con l'uovo per formare uno zigote diploide, mentre il secondo spermatozoo si fonde con il nucleo (al centro del sacco embrionale, nell'ovulo), formando un nucleo triploide, che poi si sviluppa nell'endosperma. Alla fine, entrambe le strutture finiscono nel seme e il seme finisce nell'ovaio, che si sviluppa in un frutto. Quest'ultimo può contenere da uno a più semi. Questo tipo di concimazione è detta doppia fecondazione (Fig. 13). Fu scoperto nel 1898 da S. G. Navashin (1857-1950). Il significato biologico della doppia fecondazione è che lo sviluppo dell'endosperma triploide in combinazione con un numero enorme di generazioni garantisce un risparmio nelle risorse plastiche ed energetiche delle piante.

Fu scoperto nel 1898 da S. G. Navashin (1857-1950). Il significato biologico della doppia fecondazione è che lo sviluppo dell'endosperma triploide in combinazione con un numero enorme di generazioni garantisce un risparmio nelle risorse plastiche ed energetiche delle piante.

Lo stelo è l'organo della pianta a cui sono attaccate foglie, radici e fiori. (La struttura del fusto di una pianta legnosa è mostrata in Fig. 14.)

Le foglie sono l'organo più importante delle piante. Sono caratterizzati forme diverse e sono costituiti da diversi strati di cellule contenenti un gran numero di cloroplasti. Servire come organo di scambio di gas tra le piante e l'ambiente. A causa della presenza di clorofilla nelle foglie, avviene la fotosintesi, che si basa su due reazioni: fotolisi dell'acqua e fissazione di COg.

La radice è un organo della pianta che assorbe acqua e minerali dal terreno e li trasporta al fusto. Nelle angiosperme, come le gimnosperme, l'acqua e le sostanze nutritive del terreno vengono assorbite dai peli radicali e trasportate nello xilema a causa della pressione osmotica nel sistema radicale, dell'azione dei capillari, della pressione negativa nello xilema, che talvolta raggiunge fino a 100 bar in alcune forme arboree, e la traspirazione, t e. evaporazione dell'acqua dalle foglie (Fig. 15).

È molto difficile sopravvalutare l'importanza economica delle angiosperme, poiché sono estremamente utilizzate nella vita umana (fonte di cibo, materie prime per l'industria, mangime per animali, ecc.).

Le angiosperme sono le piante dominanti del nostro pianeta. Pertanto, la spiegazione della loro origine è stata per lungo tempo uno dei compiti più importanti nella dottrina dell'evoluzione. A cominciare da C. Darwin, per la spiegazione angiosperme Sono state avanzate diverse ipotesi. Secondo uno di loro, si presume che le angiosperme discendano da alcune gimnosperme e le monocotiledoni discendano da alcune antiche dicotiledoni. Questa ed altre ipotesi non sono però esaustive. Ci sono anche disaccordi nel determinare il momento della comparsa delle angiosperme. Secondo le idee più recenti, la principale diversificazione delle piante da fiore, compresa la divisione in monocotiledoni e dicotiledoni, è avvenuta 130-90 milioni di anni fa, e ciò ha poi dato origine a cambiamenti negli ecosistemi terrestri.

Domande per la discussione

1. Come comprendi le differenze tra organismi prenucleari e nucleari?

2. Nomina i sottoregni degli organismi prenucleari.

3. Cosa sai degli archeobatteri e delle loro proprietà che altri organismi prenucleari non hanno?

4. Qual è il ruolo dei batteri nella natura e nella vita umana? Quali forme morfologiche di batteri conosci?

5. Elenca le principali proprietà dei funghi. In cosa differiscono i funghi dai licheni?

6. Quali sono le somiglianze e le differenze tra le cellule vegetali e le cellule animali?

7. In cosa differiscono le alghe verdi dai cianobatteri?

8. Le alghe hanno caratteristiche di importanza economica?

9. Quali proprietà sono caratteristiche delle piante superiori?

10. Cosa significa l'alternanza delle generazioni nelle piante e qual è il suo ruolo biologico?

11. Esistono differenze tra le briofite e le piante simili a felci? C'è qualcosa in comune nelle loro origini?

13. Perché le angiosperme hanno questo nome?

14. Qual è il significato del fiore?

16. Di cosa si tratta? doppia fecondazione nelle angiosperme?

16. Che importanza hanno le angiosperme nella vita umana?

17. Cosa sai sull'origine delle angiosperme?

Letteratura

Verde N., Stout W.. Taylor D. Biologia. M.: Mir. 1996. 368 pagg.

Nidon K., Peterman I., Scheffel P., Shayba B. Piante e animali. M.: Mir. 1991. 260 pagg.

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Yakovlev G. P., Chelombitko V. A. Botanica. M.: Scuola di specializzazione. 1990. 367 pagg.

Rosemweig M. L. Diversità delle specie nello spazio e nel tempo. Stampa dell'Università di Cambridge. 1995. 436 pagg.

10. Vacuolo 11. Ialoplasma 12. Lisosoma 13. Centrosoma (Centriolo)

Eucarioti, O Nucleare(lat. Eucariota dal greco εύ- - buono e κάρυον - nucleo) - un superregno di organismi viventi le cui cellule contengono nuclei. Tutti gli organismi, tranne i batteri e gli archaea, sono nucleari.

Struttura di una cellula eucariotica Le cellule eucariotiche sono in media molto più grandi delle cellule procariotiche, la differenza di volume raggiunge migliaia di volte. Le cellule eucariotiche comprendono circa una dozzina di tipi di strutture diverse conosciute come organelli (o organelli, il che però distorce un po' il significato originale di questo termine), molti dei quali sono separati dal citoplasma da una o più membrane. Le cellule procariotiche contengono sempre una membrana cellulare, ribosomi (significativamente diversi dai ribosomi eucariotici) e materiale genetico: un cromosoma batterico o genoforo, ma gli organelli interni circondati da una membrana sono rari. Il nucleo è una parte della cellula, circondata negli eucarioti da una doppia membrana (due membrane elementari) e contenente materiale genetico: molecole di DNA, “impacchettate” nei cromosomi. Di solito c'è un nucleo, ma ci sono anche cellule multinucleate. Divisione in regni Esistono diverse opzioni per dividere il superregno eucariotico in regni. I primi ad essere distinti furono il regno vegetale e quello animale. Successivamente è stato identificato il regno dei funghi che, per le loro caratteristiche biochimiche, secondo la maggior parte dei biologi, non può essere classificato come uno di questi regni. Inoltre, alcuni autori distinguono i regni dei protozoi, dei mixomiceti e dei cromisti. Alcuni sistemi hanno fino a 20 regni. Differenze tra eucarioti e procarioti La caratteristica più importante e fondamentale delle cellule eucariotiche è associata alla posizione dell'apparato genetico nella cellula. L'apparato genetico di tutti gli eucarioti si trova nel nucleo ed è protetto dall'involucro nucleare (in greco “eucariota” significa dotato di nucleo). Il DNA eucariotico è lineare (nei procarioti, il DNA è circolare e fluttua liberamente nel citoplasma). È associato alle proteine ​​istoniche e ad altre proteine ​​cromosomiche che i batteri non hanno. Nel ciclo vitale degli eucarioti ci sono solitamente due fasi nucleari (aplofase e diplofase). La prima fase è caratterizzata da un corredo cromosomico aploide (singolo), poi, fondendosi, due cellule aploidi (o due nuclei) formano una cellula diploide (nucleo) contenente un corredo cromosomico doppio (diploide). Dopo diverse divisioni la cellula ritorna aploide. Come ciclo vitale e in generale, la diploidità non è tipica dei procarioti. La terza, forse la differenza più interessante, è la presenza nelle cellule eucariotiche di speciali organelli che hanno un proprio apparato genetico, si riproducono per divisione e sono circondati da una membrana. Questi organelli sono mitocondri e plastidi. Nella loro struttura e attività vitale sono sorprendentemente simili ai batteri. Questa circostanza ha spinto gli scienziati moderni a credere che tali organismi siano discendenti di batteri entrati in una relazione simbiotica con gli eucarioti. I procarioti sono caratterizzati da un piccolo numero di organelli e nessuno di essi è circondato da una doppia membrana. Le cellule procariotiche non hanno reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi o lisosomi. È altrettanto importante, quando si descrivono le differenze tra procarioti ed eucarioti, parlare di un fenomeno nelle cellule eucariotiche come la fagocitosi. La fagocitosi (letteralmente “mangiare”) si riferisce alla capacità delle cellule eucariotiche di catturare e digerire un'ampia varietà di particelle solide. Questo processo fornisce un'importante funzione protettiva nel corpo. Fu scoperto per la prima volta da I.I. Mechnikov alle stelle marine. La comparsa della fagocitosi negli eucarioti è molto probabilmente associata alla dimensione media (ulteriori informazioni sulle differenze di dimensione sono scritte di seguito). Le dimensioni delle cellule procariotiche sono sproporzionatamente più piccole e quindi nel processo sviluppo evolutivo Gli eucarioti affrontarono il problema di fornire al corpo grandi quantità di cibo e, di conseguenza, i primi predatori apparvero nel gruppo degli eucarioti. La maggior parte dei batteri ha una parete cellulare diversa da quella eucariotica (non tutti gli eucarioti la possiedono). Nei procarioti è una struttura durevole costituita principalmente da mureina. La struttura della mureina è tale che ogni cellula è circondata da una speciale sacca a rete, che è un'enorme molecola. Tra gli eucarioti, i funghi e le piante hanno una parete cellulare. Nei funghi è costituito da chitina e glucani, nelle piante inferiori da cellulosa e glicoproteine, nelle diatomee sintetizzano una parete cellulare da acidi silicici, nelle piante superiori da cellulosa, emicellulosa e pectina. A quanto pare, per le cellule eucariotiche più grandi è diventato impossibile creare una parete cellulare ad alta resistenza da una singola molecola. Questa circostanza potrebbe costringere gli eucarioti a utilizzare materiali diversi per la parete cellulare. Anche il metabolismo dei batteri è diverso. In generale, esistono quattro tipi di nutrimento e si trovano tutti tra i batteri. Questi sono fotoautotrofi, fotoeterotrofi, chemioautotrofi, chemioeterotrofi (energia d'uso fototrofica luce solare, chemiotrofi utilizzano energia chimica). Gli eucarioti sintetizzano essi stessi l'energia dalla luce solare o utilizzano l'energia già pronta di questa origine. Ciò potrebbe essere dovuto all'emergere di predatori tra gli eucarioti, per i quali è scomparsa la necessità di sintetizzare energia. Un'altra differenza è la struttura del flagello. Nei batteri sono sottili: solo 15-20 nm di diametro. Questi sono filamenti cavi costituiti dalla proteina flagellina. La struttura dei flagelli eucariotici è molto più complessa. Sono una crescita cellulare circondata da una membrana e contengono un citoscheletro (assonema) di nove paia di microtubuli periferici e due microtubuli al centro. A differenza dei flagelli procariotici rotanti, i flagelli eucariotici si piegano o si dimenano. I due gruppi di organismi che consideriamo, come già accennato, sono molto diversi nelle dimensioni medie. Il diametro di una cellula procariotica è solitamente di 0,5-10 micron, mentre per gli eucarioti lo stesso diametro è di 10-100 micron. Il volume di tale cellula è 1000-10000 volte maggiore di quello di una cellula procariotica. I procarioti hanno ribosomi piccoli (tipo 70S). Gli eucarioti hanno ribosomi più grandi (tipo 80S). Apparentemente, anche il momento dell'emergere di questi gruppi è diverso. I primi procarioti sorsero nel processo di evoluzione circa 3,5 miliardi di anni fa, da loro circa 1,2 miliardi di anni fa si svilupparono gli organismi eucarioti.

Organismi prenucleari del Superregno (Procaryota)

Organismi unicellulari e pluricellulari senza nucleo separato. l’informazione genetica è concentrata su un singolo cromosoma. Le dimensioni dei procarioti vanno da 0,015 a 20 cm. Sono comparsi nell'intervallo 3,7-3,1 miliardi di anni. I procarioti sono divisi in due regni: batteri e cianobioti. La loro nutrizione avviene attraverso il processo di chemio e fotosintesi.

Regno dei batteri

I batteri sono organismi microscopici, che misurano circa 1-5 micron (micromicron). I batteri unicellulari possono avere forma filamentosa, bastoncellare o a spirale. Tra i batteri esistono forme autotrofe ed eterotrofe. Il primo a creare materia organica e inorganico; i secondi utilizzano sostanze organiche già pronte. La maggior parte dei batteri sono autotrofi. I loro processi metabolici avvengono senza l'uso della luce (chemiosintesi), o solo alla luce (fotosintesi). I batteri sono estremamente diversi nei loro tipi di metabolismo. Esistono batteri che formano zolfo, ferromanganese, azoto, acetato, carbonio e altri gruppi. Il ruolo dei batteri nei processi geologici è eccezionale. La loro attività è associata alla formazione di vari minerali: minerali di ferro (jaspiliti, noduli ferruginosi), pirite, zolfo, grafite, fosforiti, petrolio, gas, ecc.

Sono noti reperti attendibili di batteri nelle rocce silicee che hanno 6,5 miliardi di anni. Molto probabilmente, i batteri sono emersi indipendentemente in habitat diversi. Attualmente abitano tutti i bacini idrici dal litorale all'abisso e vivono anche nel suolo, nell'aria e all'interno di altri organismi. Vivono in sorgenti termali con temperature superiori a 100 gradi Celsius e in acque salate con concentrazioni di cloruro di sodio fino al 32%.

Regno Cianobionti

Organismi solitari e coloniali con cellule prive di nucleo separato. La dimensione delle singole forme è di circa 10 micron e la dimensione delle colonie e dei loro prodotti metabolici (stromatoliti) ha molte centinaia di anni. I carbonati si accumulano nel corpo, il che successivamente porta alla formazione di calcare. Le formazioni stratificate calcaree sono chiamate stromatoliti. Le stromatoliti differiscono per la forma degli edifici e per il tipo di struttura. Possono avere forma laminare, nodulare, colonnare. Le oncoliti, a differenza delle stromatoliti, sono rappresentate da piccole formazioni arrotondate con un diametro fino a diversi centimetri.

Le stromatoliti sono il risultato di una simbiosi di cianobionti e batteri. La formazione delle stromatoliti avviene come segue. Il calcio viene rilasciato nella mucosa. Dopo la morte dell'organismo rimane una crosta carbonatica, ricoperta di sedimenti. Cicli di crescita ripetuti di cianobionti e batteri portano alla formazione di strati carbonatici complessi fino a 1000 m di spessore. Oltre alle stromatoliti lineari, si formano oncoliti sferiche e modellate sotto forma di stelle irregolari - catagrafi. La forma di tutte le strutture delle stromatoliti dipende da fattori ambientali e quindi possono essere utilizzate per ripristinare le condizioni fisiche e geografiche dei bacini del passato: salinità, temperatura, profondità, idrodinamica. I Cianobionti hanno preso parte attiva alla costruzione del biostral e...

I cianobionti sono comparsi circa 3,5 miliardi di anni fa. A causa della presenza di clorofilla, sono i primi organismi fotosintetici a produrre ossigeno molecolare. I cianobionti moderni vivono in acque dolci e marine, principalmente a profondità fino a 20 m. Tollerano l'inquinamento e le forti fluttuazioni delle condizioni fisico-chimiche. Le temperature variano da glaciali sotto zero a quasi bollenti (85 gradi) nelle sorgenti termali. In assenza di nucleo i cianobionti sono simili ai batteri; in presenza di clorofilla e capacità di fotosintesi sono simili alle alghe.

Organismi nucleari del Superregno (Eucaryota)

Organismi uni e pluricellulari, divisi in tre sottoregni: piante, funghi, animali. A differenza dei procarioti, hanno un nucleo separato. dimensioni degli eucarioti, da 10 micron (unicellulari) a 33 m (la lunghezza di una balena) e 100 m (l'altezza di alcune conifere). Gli eucarioti discendono dai procarioti. Sono apparsi al livello di 1,7-1,5 miliardi di anni (PR1). Le piante, a differenza degli animali, sono capaci di creare composti organici da inorganico. Hanno cellule e processi di assimilazione diversi. Una forma di esistenza che è per lo più immobile (escluso il plancton fluttuante passivamente).

Regno vegetale (Phyta)

Vari, per lo più immobili, uni e pluricellulari, con crescita apicale. Tutte le piante sono caratterizzate dalla fotosintesi: utilizzando l'energia della luce assorbita dalla clorofilla, rilasciano ossigeno molecolare e creano composti organici da quelli inorganici. Una cellula vegetale è costituita da citoplasma, che contiene un nucleo, vacuoli - vuoti e organelli - formazioni intracellulari indipendenti. Il guscio duro di cellulosa della cella è permeato di vapori, spesso impregnati di sali e mineralizzati.

Il regno vegetale è diviso in due sottoregni: inferiore (Thallophyta) e superiore (Telomophyta). Piante inferiori vivere in corpi d'acqua. Queste sono le alghe. Vivono a profondità fino a 200 me tra loro ci sono sia fondali - bentonici che pelagici - planctonici. Le piante superiori vivono in condizioni terrestri a quasi tutte le latitudini. Le piante si conservano allo stato fossile sotto forma di parti separate (gambo, foglie, radici, semi), il che rende difficile ricostruirne l'aspetto.