4. Клеточная структура живых организмов
Клетка — основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Она может су ществовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы), так и в составе тканей много клеточных организмов. Лишь вирусы представляют собой не клеточные формы жизни.
Живые тела наряду с веществами, распространенными в неживой природе, содержат множество веществ, характер ных только для живых организмов.
Среди неорганических веществ, входящих в состав клет ки, первое место занимает вода. Ее роль чрезвычайно велика: большинство химических процессов протекает только в вод ных растворах, вода обеспечивает терморегуляцию, многие ве щества поступают в клетку и выводятся из нее в виде водных растворов.
Биогенные элементы — химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые им для жизнеде ятельности. В составе живого вещества более 70 элементов пе риодической системы Д. И. Менделеева, причем больше всего (около 98% по массе) в клетках кислорода, водорода и углеро да. К числу так называемых «универсальных» элементов (при сутствующих в клетках всех организмов) относятся азот, каль ций, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий. Свыше 30 металлов (Al, Fe, Си, Mn, Zn, Mo, Co, Ni, Sr, Se, As и др.) и неметаллов (I, Br, F, В), содержащихся в клетках в малых количествах (обычно тысячные доли про цента и ниже) и исключительно необходимых для жизнеде ятельности клеток (назы вают микроэлементами).
5. Классификация живых организмов по пищеварительной специализации
Физиологическая разнокачественность организмов, т. е. способность использовать для своей жизнедеятельности раз личные источники энергии и химические субстраты, является необходимым условием жизни на Земле.
В общем виде набор взаимодополняющих категорий представ лен продуцентами, консументами и редуцентами.
Продуценты — организмы, способные синтезировать орга нические вещества из неорганических с использованием внешних источников энергии. Так как продуценты сами производят орга ническое вещество, их называют автотрофами — самопитаю щимися, в отличие от всех остальных организмов, которые на зывают гетеротрофами — питаемыми другими.
В соответствии с источниками энергии, используемыми для синтеза органического вещества, автотрофы подразде ляются на фототрофов (использующих энергию Солнца) и хемотрофов (использующих энергию химических связей, высвобождающуюся в процессе окисления минеральных ве ществ). Основную массу фототрофов составляют зеленые растения, в клетках которых содержится хлорофилл и происходит про цесс фотосинтеза. К этой категории также относятся цианобак- терии и некоторые другие бактерии, проводящие фотосинтез не в хлорофилле, а в иных специализированных пигментах. К хемотрофам относятся только бактерии, окисляющие различные минеральные вещества (нитрофицирующие бакте рии, железобактерии, серобактерии и др.). В природных сообществах продуценты играют важную роль: усваивая энергию Солнца или химических реакций и со здавая органическое вещество, они как бы образуют запасы энергии, которая затем в виде пищи передается другим орга низмам. Консументы (от лат. konsumo — потребляю) — организмы, не способные строить свои организмы из неорганических веществ и нуждающиеся в готовой органической пище. Это органическое вещество создается автотрофами. Пища используется консу ментами и как источник энергии, и как материал для постро ения их тела. К консументам относятся все животные от мель чайших примитивных до самых совершенных, включая чело века. Есть консументы и среди растений: это паразитирующие на других растениях. Существуют также растения со смешан ным типом питания, например, росянки. Среди консументов-животных выделяют растительнояд ных животных (консументы первого порядка), мелких и круп ных хищников (консументов второго, третьего порядка и др.). Роль консументов-животных в сообществах определяется с их подвижностью и относительно быстрой адаптацией, что способствует распространению жизни на планете. Кроме того, жи вотные активно регулируют биомассу и рост растений. Консументы также подразделяют на сапрофагов (питаю щихся мертвыми растительными остатками), фитофагов (по требителей живых растений), зоофагов (нуждающихся в жи вой пище) и некрофагов (трупоядных животных). Кроме того, организмы, питающиеся мертвыми остатками растений и жи вотных — детритом, дополнительно выделяют в группу детритофагов.
Редуценты (от лат. reducere — возвращать) — организмы, использующие в качестве пищи органическое вещество и подвер гающие его минерализации. Поэтому данная категория организ мов также называется деструкторами, ибо они окончательно разрушают органические вещества до относительно простых неорганических соединений, используемых консументами в качестве пищи. Тем самым осуществляется возврат вещества в начало природной цепи питания. К редуцентам относятся многие виды бактерий и грибов, разлагающих в процессе метаболизма мертвое органическое вещество (трупы животных, гниющие растения, фекалии) до минеральных составляющих. Именно они (редуценты) завер шают биологические циклы вещества в биосфере, возвращая в почву, воду и воздух биогены (С0 2 , минеральные соли, воду, сероводород, азот и др.), которые вновь могут быть использова ны растениями. Таким образом поддерживается непрерывное течение жизни при ограниченном количестве, но многократ ном использовании биогенных элементов.