Единицы живого

1. Реально существующие единицы живого (основные единицы живого).

1. организм = особь – индивид.

Главным критерием любой особи, организма, индивида является наличие специальных структур, отделяющих данный организм от окружающей среды и от других организмов.

Индивид – «неразделимый» на части, способные существовать так же как целый организм.

Клон – биологическая единица, где трудно зафиксировать отдельный организм. Генота - возникла путем стандартного полового размножения. Гамета – образовалась в процессе полового размножения.

ГЕНОТА + ГАМЕТА = КЛОН

2. клетка

Поверхностная мембрана должна быть водонепроницаемой, практически водонепроводящей, поэтому ее главным компонентом должны быть фосфолипиды – жиры.

Функция мембран:

• избирательная проницаемость. В основе этого свойства лежат белки.

• связь с окружающей средой.

• отделение от внешней среды.

Главной функцией цитоплазмы является то, что в ней протекает большая часть реакций клетки. В каждой клетке одновременно протекают тысячи разных химических реакций. Исключение: семена покрытосеменных, находящихся в стадии покоя. При этом для каждой реакции необходимы определенные условия.

Условия:

• рН (кислотность)

• Ферменты. Их наличие и концентрация.

• Компоненты, участвующие в реакции. Их наличие и соотношение.

• Энергия.

• Окислители или восстановители в нужном соотношение.

• Мало ингибиторов.

Для разных реакций все эти условия могут быть настолько различными, что данные реакции могут быть по сути несовместимы.

Принцип компартментализации: разделение клетки на компартменты (с помощью мембран) для проведения отдельных реакций.

Функция ядра – хранение генетической информации и ее считывание. Ядро покрыто двойной мембраной, т. е. ядро имеет симбмогенное происхождение (слияние двух организмов).

ЭПС - система проводящих канальцев.

Функции аппарата Гольджи:

• Доработка веществ, синтезируемых в цитоплазме и транспортируемых ЭПС. В разных цистернах вещества подвергаются разным химическим обработкам.

• Сортировка готовых веществ. От различных участков цистерн отшнуровываются компартменты с содержимым. Некоторые компартменты подходят к наружной мембране, сливаются с ней и выбрасывают наружу свои вещества – секреторные гранулы.

Общий биологический принцип разделения функций. На примере клетки.

Эукариоты, не имеющие ядра: эритроциты, ситовидные клетки у растений.

Прокариотические клетки – не имеют реального разделения на компартменты, поэтому у них медленный обмен веществ.

Эукариоты – имеют разделение клетки на компартменты.

Разделение квартиры, самолета и другого на функционально разные отсеки, появление термина деталь являются искусственным воплощением общего биологического принципа разделения функций. Весь мир, который человек создает вокруг себя, выстроен по общебиологическим закономерностям.

Полиэтиленовый пакет – прокариотический вариант, дамская сумочка – эукариотический.

• В колониях не очень понятно, где клетки отделяются друг от друга.

• Грибы и водоросли – неполное разделение клеток мембраной.

• Плазмодии.

• Поперечно-полосатые мышечные волокна (много ядер).

• Синцитиии – покровы ленточных червей.

• Плазмодесмы – цитоплазматический канал между клетками растений.

2. Синтетические единицы живого.

1. таксономические единицы (категории).

Идея степени сходства разных организмов.

Вид

Род

Семейство

Отряд Порядок

Класс

Тип Отдел

Царство

	Наличие внутриклеточных отсеков	Тип питания	Наличие/отсутствие клеточной стенки
Бактерии и актиномицеты	Нет	Авто, гетеро	Есть (муреин)
Растения	Есть	Авто	Есть (целлюлоза)
Животные	Есть	Гетеро	Нет
Грибы	Есть	Гетеро	Есть (хитин)
Простейшие (протисты) – клеточные эукариоты, не знают куда отнести.	Есть	Авто, гетеро	Есть/нет (касается экологической стратегии)

2. естественные группировки организмов.

Внутривидовые	Межвидовые
Семья: прайд львов пара лебедей с выводком утка с выводком страус с выводком муравейник	++ - мутуализм
Стаи: совместное пропитание совместная миграция совместное размножение	+0 – комменсализм
Популяции. Ареал любого вида внутри себя не однороден.	+- - поедание (хищничество), паразитизм
	-0 – аменсализм
	-- - конкуренция

Поедание – временный контакт (корова на лугу). Хищничество – частный вариант, при котором наступает смерть. В этом случае овцу, которая съедает растение с корнем, в отличие от коровы, можно назвать хищником. Паразитизм – долговременный контакт.

Симбиоз – совместно обитающие живые существа. Еще недавно его применяли только к ++ отношениям, но сейчас все возвращается, т. е. ++, +-, +0, -0, -- - различные варианты симбиоза.

Зло – осознанные действия людей против наших интересов. Причина зла – факт существования других людей со своими интересами (т. е. конкуренция). Главное – не причинять не вынужденного зла.

3. Синтетические единицы на основе клеток.

Ткань – совокупность клеток, сходных по строению, функции и происхождению.

Впервые понятие ткани можно употребить в отношение плоских червей. Первоначально понятие формировалось для животных. Но у растений есть ряд сложных тканей, различные клетки, которые имеют разное происхождение.

Тотипатентность – специализированные клетки растений, которые могут опять вернуться к неспециализированному состоянию (мерестемальное) и заново начать дифференцироваться в другие ткани.

Орган – разные структурные клетки совместно существуют и работают. Определения органа нет. Органы появляются у высших растений начиная в мхов, у животных начиная с кишечнополостных.

У некоторых колониальных многоклеточных один организм специализируется и начинает работать как орган, а колония как организм.

Общебиологический принцип разделения функций.

Принцип реализуется у всех живых объектах на всех уровнях организации живого.

Уровни организации:

• Молекулярный. Разные молекулы выполняют разные функции.

• Молекулярные комплексы – рибосомы, хромосомы, гликоген и т. д.

• Органоидный. Органоиды для того и созданы, чтобы выполнять разные функции.

• Клеточный – яйцеклетка и сперматозоид, ситовидная клетка и клетка спутница.

• Тканевой.

• Органный.

• Система органов: пищеварительная, половая, выделительная, дыхательная, опорно-двигательная, нейро-эндокринная, кровеносная. Очень похоже на основные свойства живого. Термин система органов употребляется в отношение многоклеточных, начиная с плоских червей.

• Организменный. Специальные особи среди общественных животных; самка и самец; индивиды среди людей – профессиональное разделение труда; иерархия.

• Надорганизменный – продуценты, консументы, редуценты, профессии людей, государственные структуры, принцип разделения власти (судебная, исполнительная, законодательная).

Уникальный случай. Глубоководный удильщик обитает на большой глубине, где нет света и токов воды, вследствие чего встреча самки и самца маловероятна. Поэтому молодой самец ищет самку, найдя ее вцепляется острыми зубами в брюхо или хвост. В самке начинают происходить различные изменения, одно из которых это обрастание клетками кожи головы самца. У самца происходит редукция зубов, челюстей и т. д. кровеносные сосуды самки прорастают в самца и сливаются с его сосудами. У самца идет обширное развитие семенников (они занимают почти все тело самца), т. е. самец начинает выполнять роль органа. Не ясно где же организм?

Принцип структурно-функционального соответствия.

Ряду живых существ необходим захват и измельчение более или менее жесткой пищи. Для этого у разных животных существуют разные приспособления:

• Челюсти и зубы (у челюстных, точнее челюстноротных) – бывшие жаберные дуги.

• Клешни и ногочелюсти, челюсти (членистоногие) – конечности.

• Клюв (птицы, головоногие моллюски, черепахи, утконосы, ехидны).

• Радуля (брюхоногие моллюски) – терка.

• Язык, мощные роговые зубы (миноги).

• Инородные тела (зоб у птиц).

• Жевательный желудок (насекомые).

• Глоточные зубы (карповые рыбы) – выросты задних костей черепа.

• «Зуб» (яичная змея) – вырост позвонка.

Общее: жесткие твердые части и мышцы, управляющие ими.

Ауксины – важные гормоны у растений. Чтобы соединение было ауксином, оно должно быть циклическим с сопряженными двойными связями + недалеко от себя иметь сильно отрицательно заряженное соединение (в своем составе). НО: выявлено одно не циклическое соединение, но выполняющие функцию ауксина. Гем – взаимодействует с кислородом (главная функция у человека). У тех существ, которые не имеют кровеносной системы, гем входит в состав цитохрома, участвующего в системе передачи электронов (электронно-транспортная цепь). Имеет сопряженные двойные связи. Фитохром – компонент специальных белков рецепторов света у растений, обеспечивающих способность определять направление света, что позволяет использовать световой поток по максимуму. Фитохром участвует в развороте цветков в стороне света. В состав фитохрома входит хромосомная группировка. Белки квант света поглощать не могут, но при добавление этой хромосомной группировки белок становится фоторецептором. Хлорофилл не рецептор, т. к. он обеспечивает физиологическую реакцию для доступа энергии к реакции фотосинтеза. Итог: все эти структуры химически устроены одинаково, т. к. выполняют одинаковые функции – обеспечивают энергией. Это пример функционально-структурного соответствия.

Функций без структур не бывает!

Сами физики говорят, что энергия – это идея, которая вроде бы есть: механическая, электро-магнитная, тепловая, ядерная и др. потом найдут психологическую энергию, приборы для ее измерения. Что изменится? Ничего.

Элементарная функция – функция, не расчленимая на какие-то более дробные. Элементарная функция=функция какого-либо белка. Не один белок сам по себе существовать не может, поэтому так или иначе элементарная функция связана с отдельным геном.