какое строение имеют одноклеточные организмы
Общая характеристика одноклеточных животных
Урок 4. Беспозвоночные животные [биология 7 класс]
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Общая характеристика одноклеточных животных»
В 1675 году голландский натуралист Антони ван Левенгук, рассматривая с помощью микроскопа каплю воды, увидел одноклеточных животных. Размеры большинства простейших очень малы, поэтому их можно рассмотреть только с помощью микроскопа. Существуют и довольно крупные виды, длиной до нескольких сантиметров.
Одноклеточных животных иначе называют простейшими. К одноклеточным, или простейшим, относятся животные, тело которых состоит только из одной клетки. Эта клетка представляет собой целый организм, который способен самостоятельно существовать, т.е. передвигаться, дышать, питаться, размножаться.
Рассмотрим общее строение одноклеточных организмов.
Снаружи клетка покрыта цитоплазматической мембраной. Основные компоненты клетки одноклеточных – ядро и цитоплазма. В цитоплазме содержатся все органоиды, характерные для животной клетки – это митохондрии, рибосомы, лизосомы, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть. Кроме этого, у простейших имеются органоиды специального назначения. Функцию пищеварения выполняет пищеварительная вакуоль, функцию выделения – сократительные вакуоли. Органоидами движения у простейших могут быть ложноножки (они представляют собой выросты цитоплазмы), жгутики (движение тела происходит благодаря вращению жгутика), реснички (движение происходит благодаря гребным движениям ресничек).
Большинство простейших имеет гетеротрофный тип питания – они используют готовые органические вещества, но некоторые способны к фотосинтезу и являются автотрофами.
Рассмотрим способы питания простейших. Простейшие, не имеющие постоянной формы тела, способны захватывать пищу всей его поверхностью с помощью фагоцитоза и пиноцитоза. Фагоцитоз – захват пищевых частичек, а пиноцитоз – захват капелек жидкости с помощью ложноножек.
Одноклеточные с постоянной формой тела имеют клеточный рот, клеточную глотку, а также орган выделения – порошицу. Питаются одноклеточные другими простейшими, бактериями и водорослями.
Дыхание осуществляется всей поверхностью тела. В организм простейшего постоянно поступает вода, содержащая кислород, и она удаляется вместе с углекислым газом через сократительную вакуоль.
Простейшие способны к раздражимости – они воспринимают изменения окружающей среды и реагируют на температурные, световые и химические раздражители. Например, они отплывают от кристаллов поваренной соли или приближаются к группе бактерий, которыми питаются. Кристаллы поваренной соли и бактерии – это раздражители. Такие передвижения называются таксисами. Движение к источнику раздражения называется положительным таксисом, движение от раздражителя – отрицательным таксисом. Например, эвглены зелёные всегда плывут к освещённой части водоёма, т.е. они обладают положительным фототаксисом.
Размножение простейших происходит преимущественно бесполым способом. Сначала надвое делится ядро, затем делится цитоплазма. Однако часто встречается и половой процесс.
Внешне они весьма разнообразны. Обитают одноклеточные животные преимущественно в морской и пресной воде, влажной почве. Известно много паразитических форм, обитающих в телах других животных или растений и питающихся за их счет.
При наступлении неблагоприятных условий, например, при высыхании водоемов, повышении или понижении температуры, простейшие превращаются в цисту. Клетка теряет органоиды движения, из цитоплазмы удаляется вода и клетка покрывается толстой защитной оболочкой и переходит в состояние покоя. В цистах процессы жизнедеятельности клетки практически прекращаются, они могут оставаться жизнеспособными в течении десятков и даже сотен лет. В состоянии цисты они могут перемещаться на большие расстояния и при наступлении благоприятных условий оболочка цисты растворяется, и клетка переходит в активное состояние.
В систематике Одноклеточные составляют подцарство в царстве животных. В подцарстве выделяют следующие типы: Саркожгутиконосцы, Инфузории и Споровики.
Открытие одноклеточных
Около 3 тысяч лет назад великий древнегреческий целитель Гиппократ предположил, что инфекционные заболевания вызываются живыми микроорганизмами. Но человеческим глазом их обнаружить было невозможно до конца XVII века. Первым, кто открыл одноклеточные организмы, стал Антонио Левенгук, владелец магазина оптики, имевший большой навык в обработке линз. Почти полтысячелетия назад наука сделала огромный шаг вперёд с изобретением им микроскопа.
Левенгук увлёкся изучением образцов через шарообразную линзу при ярком дневном свете, и в один день 1674 года, рассматривая каплю воды из пруда, он заметил подвижные частицы. Это было первое документальное свидетельство наблюдения микромира, недоступного для обнаружения невооружённым глазом. Несмотря на то что Левенгук никогда официально не публиковал свои выводы в монографиях или книгах, он сообщил об открытиях в многочисленных письмах на голландском языке, адресованных Королевскому обществу в Англии. Переписка сохранилась в архиве Лондона. Некоторые факты об открытии Левенгука:
С открытием живой клетки связывают ещё одно имя — Роберта Гука, автора знаменитого закона, известного изобретателя и эрудита. В 1664 году 29-летний учёный получил заказ от научного сообщества на публикацию труда «Микрография, или Некоторые описания тел, сделанные с помощью наблюдений через лупу, и исследования, с этим связанные». Вооружившись сложным многолинзовым микроскопом, Гук изучил кусочек пробки и определил, что её ткань построена из отдельных элементов, которые он назвал клетками.
Спустя некоторое время после обнаружения крошечных существ оказалось, что накопленный список одноклеточных организмов неожиданно велик, требует глубокого изучения и систематики. Так родилась наука, посвящённая исследованию и описанию одноклеточных. Благодаря дальнейшему прогрессу микробиологии человечеству удалось решить две важные загадки:
Определение и описание
К концу 1830-х годов ботаник Маттиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн предложили единую клеточную теорию, В её основе было утверждение, что все живые существа состоят из одной или нескольких единиц жизни — клеток. Согласно теории, новые организмы возникают только из уже существующих путём клеточного деления. Загадка возникновения самой жизни до сих пор не решена, но известно, что первыми существами на планете были одноклеточные, обладающие рядом характерных для всех представителей флоры и фауны признаками. Это:
Несмотря на то что одноклеточные обладают всеми признаками живых существ, их нельзя поставить в один ряд с вирусами. Последние не считаются организмами. Они являются носителями генетического материала и имеют некоторые другие биологические характеристики, но есть целый ряд причин, по которым их не относят к одноклеточным и даже, согласно многим авторитетным оценкам, к формам жизни вообще, поскольку вирусы:
До 1969 г. биологи классифицировали жизнь на царства (от двух до шести). С 1990 г. учёные договорились о трёхдоменной систематизации из бактерий, архей и эукариотов, в которой лишь последние включают в себя как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Большинство специалистов сейчас используют эту таксономию.
Доядерные формы
Прокариоты — самые простые свободноживущие клетки. Они обладают собственным метаболизмом, способностью к росту и размножению, но их драгоценный генетический материал плавает свободно в жидкости и не заключён в ядро с защитной оболочкой. Кроме того, для них характерно размножение бесполым путём удвоения и разделения клеточного материала.
Обладают возможностью использовать широкий спектр органики и неорганики в обмене веществ, в том числе серы, целлюлозы, аммиака и нитритов. Одно из различий между примитивными и ядерными элементарными организмами — это в каких средах обитают одноклеточные. Прокариоты распространены повсеместно и способны существовать в самых экстремальных условиях. Все их клетки имеют такие общие четыре элемента:
Многие из прокариотов заключены в полисахаридную капсулу. Такая оболочка служит дополнительным слоем защиты, помогая сохранять форму и предотвращая обезвоживание. Капсула также позволяет прикрепиться к какой-либо поверхности в окружающей среде.
Некоторые прокариоты наделены жгутиками, используемыми для передвижения. Паразитические формы наделены фимбриями (бахромой) для прикрепления к клетке-хозяину.
Царство бактерий
Бактерии — одни из самых распространённых одноклеточных организмов на Земле. По некоторым оценкам, человеческое тело является домом для 100 триллионов таких существ. Типичные размеры бактерий — несколько тысячных долей миллиметра в поперечнике. Несмотря на то что большая их часть относится к паразитам, многие виды крайне полезны и важны для сельского хозяйства и пищевой промышленности.
Царство бактерий очень разнообразно, классифицируются они множеством признаков. Обобщённо их можно свести в две крупные категории по питанию:
В соответствии с требованиями к газообразной среде бактерий делят на аэробные и анаэробные. Первые могут жить и размножаться только в присутствии кислорода, в отличие от анаэробов, которые в нём не нуждаются.
Прокариоты археи
Археи, как правило, похожи по внешнему виду на бактерий. По этой причине их классифицировали раньше в один таксон. Последние исследования показали, что они эволюционировали отдельно от бактерий и филогенетически похожи больше на эукариот. Некоторые археи комфортно себя чувствуют в самых биологически негостеприимных для обитания средах на Земле, имитирующих жёсткие условия, которые были на планете в первое время её существования.
Глубоководные гидротермальные источники, Мёртвое море, соляные и кислотные озёра — до открытия экстремофильных архей такие среды считались неприемлемыми для любых форм жизни. Эти организмы обнаружены также на коже и в пищеварительном тракте человека. Есть несколько признаков, отделяющих архей от остальных одноклеточных организмов:
Надцарство эукариот
По определению, эукариотические клетки содержат истинное ядро, окружённое оболочкой. Эта структурная особенность не присутствует у бактерий и архей. В дополнение к этому признаку эукариоты характеризуются многочисленными органеллами, такими как аппарат Гольджи, митохондрии, вакуоли для питания и выделения, другими сложными образованиями. Все эти структуры стабилизированы в цитоскелете, участвующем в отправке сигналов из одной части клетки в другую. Мир эукариот очень разнообразен, главная классификация основана на царствах, к которым они принадлежат, и выглядит так:
Эукариоты представляют собой сложные структуры с множеством органелл. Такое внутреннее устройство нуждается в пространстве, поэтому эукариотические одноклеточные на порядок больше в размерах, чем прокариоты. Одна из главных характерных черт в строении — наличие митохондрий (органелл с набором важнейших метаболических функций). Каждая эукариотическая клетка вмещает от одной до нескольких тысяч митохондрий, в зависимости от уровня потребления энергии.
Эволюционная роль
Хотя происхождение жизни до сих пор загадка, но факт состоит в том, что примитивные протоклетки были предшественниками современных организмов. Ранняя Земля существовала на протяжении многих миллионов лет без атмосферного кислорода. К древнейшим существам относят анаэробных бактерий и архей, не нуждающихся в O2. Вместо него эти организмы использовали в своём метаболизме водород, серу и другие вещества. Осуществляемые ими реакции стали ключевыми элементами многих химических циклов на планете, в том числе азотных и углеводных.
Бо́льшая часть энергии, аккумулируемая биосферой, — солнечная. Её преобразование в органические материалы происходит за счёт фотосинтеза.
Первые фотосинтезирующие бактерии появились около 3,5 млрд лет назад, совершив революцию в атмосфере. Производство ими кислорода вызвало появление эукариотических клеток, которые через некоторое время заняли доминирующее положение в биосфере Земли. Дальнейший эволюционный скачок подобных масштабов связан с ещё одной загадкой для учёных — происхождением многоклеточности у микроскопических животных.
Строение и классификация простейших одноклеточных организмов
Наука о клетке называется цитологией. Предмет цитологии — клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли. Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в организме животных и растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды.
Открытие одноклеточных
Еще 3 тысячи лет назад великий древнегреческий целитель Гиппократ выдвинул гипотезу, что инфекционные заболевания вызываются живыми микроорганизмами. Но изучение простейших началось значительно позже, чем изучение большинства других групп животного мира. Оно стало возможным лишь после изобретения микроскопа, что произошло в начале XVII века. Голландец Антони Левенгук, владелец магазина оптики, увлёкся изучением образцов через микроскоп при ярком дневном свете, и в 1675 г., рассматривая каплю воды, впервые открыл в ней множество микроскопических, ранее неведомых организмов, среди которых были и простейшие. Это было первое документальное свидетельство наблюдения микромира, недоступного для обнаружения невооружённым глазом.
24 апреля 1676 года Антони ван Левенгук впервые рассмотрел свою слюну под микроскопом и обнаружил, что «там живых существ больше, чем людей в Соединенном Королевстве». Когда он отослал в Лондонское королевское общество копию своих наблюдений одноклеточных организмов, о существовании которых до этого времени ничего не было известно, достоверность его исследований была поставлена под сомнение. Для того, чтобы проверить достоверность наблюдений Левенгука, в Делфт отправилась группа учёных во главе с Неемией Грю, который подтвердил подлинность всех исследований. 8 февраля 1680 года Левенгук был избран действительным членом Лондонского Королевского общества.
Наблюдения Левенгука вызвали большой интерес к изучению этого нового мира живых существ. В конце XVII и первой половине XVIII в. появляется большое число работ, посвященных изучению микроскопических организмов. Однако исследований, соответствующих современному представлению о простейших как одноклеточных организмах тогда не существовало, так как само определение клетки было сформулировано позднее.
Открытие живой клетки связано еще с одним исследователем — Робертом Гуком, автором знаменитого закона, известным изобретателем и эрудитом. С помощью усовершенствованного им микроскопа Гук изучал структуру растений и сделал точные зарисовки, впервые показавшие клеточное строение обычной пробки. Ученый обнаружил, что пробка состоит из множества очень маленьких ячеек, напоминавших ему монашеские кельи в монастырях. Эти ячейки он в своей работе «Микрография» назвал клетками. Гук подробно зарисовал и описал клетки моркови, бузины, укропа, привел изображения весьма мелких объектов, таких как глаз мухи, комара и его личинки, детально описал клеточное строение пробки, крыла пчелы, плесени, мха.
Определение и описание
К подцарству Одноклеточных, или Простейших, относят животных, тело которых состоит из одной клетки. Размеры простейших в среднем 0,1—0,5 мм. Бывают особи ещё меньшей величины — около 0,01 мм. Встречаются и довольно крупные организмы, длиной в несколько миллиметров и даже сантиметров. Форма тела простейших разнообразна. Оно может быть постоянным, иметь лучевую, двустороннюю симметрию (жгутиковые, инфузории) или вообще не иметь постоянной формы (амеба).
Одноклеточные организмы выполняют те же функции, что многоклеточные: питаются, двигаются и размножаются. Их клетки должны быть невероятно многофункциональны, чтобы делать все то, за что у других животных отвечают особые органы. Одноклеточные животные настолько непохожи на остальных, что их выделяют в отдельные подцарство простейших.
Строение эвглены зеленой
Тело простейших состоит из цитоплазмы и ядра. Снаружи клетка защищена особой мембраной, или пелликулой — обычно эластичной, более или менее толстой оболочкой, включающую в себя помимо клеточной мембраны ряд опорных структур. Цитоплазма ограничена наружной цитоплазматической мембраной, в ней находятся органоиды — митохондрии, рибосомы, эндо-плазматическая сеть, аппарат Гольджи. Помимо типичных органоидов, характерных для животной клетки, в клеточном теле простейших имеются специализированные органоиды, характерные только для одноклеточных:
Простейшие способны передвигаться с помощью ложноножек, жгутиков или ресничек, они также реагируют на различные раздражения: свет — фототаксис, химические вещества — хемотаксис, температуру — термотаксис и др. Питаются простейшие самыми разнообразными мельчайшими животными, растительными организмами и гниющими органическими веществами. Паразитические формы обитают как на поверхности тела своих хозяев, так и в полостях их тела или тканях организмов хозяев.
До 1969 г. биологи классифицировали жизнь на царства (от двух до шести). С 1990 г. учёные договорились о трёхдоменной систематизации из бактерий, архей и эукариотов, в которой лишь последние включают в себя как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Большинство специалистов сейчас используют эту таксономию.
Особенность одноклеточных организмов переносить неблагоприятные условия окружающей среды заключается в способности инцистироваться, т.е. образовывать цисту. При образовании цисты органоиды движения исчезают, объем животного уменьшается, оно приобретает округлую форму, клетка покрывается плотной оболочкой. Животное переходит в состояние покоя и при наступлении благоприятных условий возвращается к активной жизни.
Отличие от вирусов
Несмотря на схожесть между одноклеточными организмами и вирусами, между ними существуют принципиальные отличия. Вирусы не считаются живым организмом, это внеклеточная форма жизни, обладающая собственным геномом и способностью воспроизводиться только в живых клетках. По содержанию нуклеиновых кислот вирусы отличаются от живых систем, тем, что у них одна кислота (РНК или ДНК), а у других организмов их две. По сути, вирус, это только ДНК (или РНК) в оболочке. У него нет никаких механизмов репликации, транскрипции, нет ферментов для проведения реакций. Все это за него делают механизмы клеток-хозяев, в которые он внедряется. Вне клетки хозяина вирусные частицы ведут себя как химические вещества. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (последних обычно называют бактериофагами). Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).
Доядерные формы
Прокариоты — это доядерные организмы, у которых клетки не имеют окруженного мембраной ядра (то есть они не имеют ядерной оболочки и все содержимое ядра находится просто в цитоплазме и ничем не отграничено). Помимо отсутствующей ядерной мембраны, у прокариот нет ни одной мембранной органеллы, таких как митохондрии, пластиды, аппарат Гольджи, ЭПР, лизосомы, кроме самой плазматической мембраны, окружающей клетку. Все их функции исполняют складки из плазматической мембраны — мезосомы. У прокариот нет разделения на компартменты, то есть все обменные процессы происходят в цитоплазме.
Прокариоты – одноклеточные и колониальные организмы, среди цианобактерий встречаются и многоклеточные (нитчатые) организмы. В клетках отсутствует ядро, генетическая информация прокариот представлена голой (без белков) кольцевой молекулой ДНК. Это самые древние и примитивные организмы на Земле. Распространены повсеместно: в воде, почве, воздухе, живых организмах. Они обнаруживаются как в самых глубоких океанических впадинах, так и на высочайшей горной вершине Земли – Эвересте, как во льдах Арктики и Антарктиды, так и в горячих источниках (с температурой воды более 90ºС). В почве они проникают на глубину до 4 и более км, споры бактерий в атмосфере встречаются на высоте до 20 км, гидросфера вообще не имеет границ обитания этих организмов.
Особенностью прокариот является наличие толстой клеточной стенки, содержащий пептидокликан (муреин). Клеточная стенка прокариот, в зависимости от вида (грам-отрицательные или грам-положительные) содержит либо две мембраны и тонкий слой муреина либо одну мембрану и толстый слой муреина. Сверху клеточной стенки очень часто встречается слизистая капсула. Свободное пространство между клеточной стенкой и мембраной является резервуаром протонов при аэробном дыхании и фотосинтезе.
Обладают возможностью использовать широкий спектр органики и неорганики в обмене веществ, в том числе серы, целлюлозы, аммиака и нитритов. По типу питания различают 8 типов микроорганизмов (фотоорганогетеротрофы, фотолитогетеротрофы, хемоорганогетеротрофы, хемолитогетеротрофы, фотоорганоавтотрофы, фотолитоавтотрофы, хемоорганоавтотрофы, хемолитоавтотрофы).
Прокариоты способны существовать в самых экстремальных условиях. Все их клетки имеют общие четыре элемента:
Многие из прокариотов заключены в полисахаридную капсулу. Такая оболочка служит дополнительным слоем защиты, помогая сохранять форму и предотвращая обезвоживание. Капсула также позволяет прикрепиться к какой-либо поверхности в окружающей среде. Иногда прокариоты имеют особые жгутики, используемые для передвижения. Паразитические формы наделены фимбриями (бахромой) для прикрепления к клетке-хозяину.
Царство бактерий
Бактерии — одни из самых распространённых видов одноклеточных организмов на Земле. По некоторым оценкам, человеческое тело является домом для 100 триллионов таких существ. Типичные размеры бактерий — несколько тысячных долей миллиметра в поперечнике. Бактерии можно увидеть только в микроскоп, поэтому их называют микроорганизмами. Микроорганизмы изучает наука микробиология. Раздел микробиологии, изучающий бактерии, называется бактериологией. Несмотря на то что большая их часть относится к паразитам, многие виды крайне полезны и важны для сельского хозяйства и пищевой промышленности.
Бактерии — самая обширная группа одноклеточных микроорганизмов — прокариотов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место – зону, называемую нуклеоидом.
Бактерии, ранее считавшиеся микроскопическими растениями, сейчас выделены в самостоятельное царство Monera – одно из пяти в нынешней системе классификации наряду с растениями, животными, грибами и протистами.
Снаружи клетка бактерии покрыта плотной оболочкой, которая защищает ее от внешних факторов и придает постоянную форму. Данная оболочка имеет пористую структуру, через которую проникают различные питательные вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности самой бактерии.
Различают следующие формы бактерий:
Большинство бактерий являются гетеротрофами, но есть и автотрофы. Размножаются делением. При наступлении неблагоприятных условии некоторые бактерии образуют споры.
Обобщённо царство бактерий можно свести в две крупные категории по питанию:
Самые примитивные бактерии живут глубоко под водой. Для развития им не нужен доступ к кислороду. Более развитые колонии выбрались на сушу и живут на поверхностях. Для размножения и развития колонии этим микроорганизмам нужен кислород. Учитывая зависимость от кислорода, группы микроорганизмов носят названия аэробных и анаэробных.
Клетку бактерии относят к простым (примитивным) микроорганизмам потому, что у нее как у большинства клеток других живых организмов нет ядра. Такие безъядерные клетки ученые называют прокариотами. Вероятней всего такое строение бактерий обусловлено тем, что они являются самыми древними существами на Земном шаре. Клетки других живых существ, которые со временем появились в процессе эволюции, имеют более сложное многоклеточное строение. Наследственная информация самой бактерии содержится не в ядре, как в других клетках живых организмов, а в специальной зоне и представлена она генами. Такая специальная зона клетки, где находятся гены, называется нуклеоид.
Бактерии встречаются везде: в воде, почве, воздухе, в тканях растений, телах животных и человека. Они живут там, где находят достаточно пищи, влаги и благоприятную температуру (10-40 °С). Большинству из них необходим кислород. Есть также бактерии, которые живут в горячих источниках (с температурой 60-90 °С), экстремально соленых водоемах, в жерлах вулканов, глубоко в океанах, куда не проникает солнечный свет. Даже в самых холодных регионах (Антарктике) и на высоких горных вершинах живут бактерии.
Одноклеточные микроорганизмы бактерии размножаются путем деления клетки пополам. Скорость размножения бактерий зависит от состояния окружающей среды. При благоприятных условиях (соответствующая температура, питательная среда) бактерии способны размножаться каждые 20-30 минут. А при наступлении неблагоприятных условий, при которых жизненные функции сведены к минимуму, бактерии образуют споры. Споры бактерий характерны тем, что они практически не нуждаются ни в пище ни в воде, погибают лишь при температуре выше 120°С и могут сохранять жизнеспособность в течении сотен лет.
Прокариоты археи
Археи — одноклеточные прокариоты, на молекулярном уровне заметно отличающиеся как от бактерий, так и от эукариотов. Отличия наблюдаются в компонентах синтеза белка, структуре клеточной стенки, биохимии (например, только среди архей есть организмы, живущие в атмосфере метана) и устойчивости к факторам внешней среды (большая часть архей выживает в самых экстремальных условиях окружающей среды).
Археи считаются одной из древнейших форм жизни, если не самой древней. Остатки характерных для архей липидов датируются возрастом 2,7 миллиарда лет. Из-за отсутствия высокоэффективных методов молекулярной биологии в течение практически всего XX века, архей не выделяли в отдельную группу прокариот, а сделали это лишь в 1977 году.
Большинство видов архей автотрофы, у которых происходит хемосинтез. Среди них практически нет паразитов и возбудителей болезней. Некоторые учёные считают, что археи — самые массовые организмы, которые когда-либо существовали на Земле.
Как и у бактерий, у архей отсутствуют мембранные органоиды, однако имеется клеточная мембрана, иногда одна или несколько флагелл. Практически все археи имеют одинарную плазматическую мембрану и клеточную стенку, периплазматическое пространство отсутствует. Морфологически археи сходны с бактериями: их клетки размером в среднем 1-2 мкм представляют собой палочки или кокки, в некоторых случаях спириллы, иногда собраны в агрегаты, размножаются делением клетки на две дочерние, подвижные формы снабжены одним или несколькими жгутиками, в состав которых, в отличие от бактериальных жгутиков, входит несколько видов флагеллинов. Самыми маленькими среди архей являются клетки вида Nanoarchaeum equitans, размером всего 0,4 мкм. В то же время спорообразование у архей неизвестно.
Есть несколько признаков, отделяющих архей от остальных одноклеточных организмов:
Надцарство эукариот
Главная особенность эукариот, по которой они и получили название, — наличие настоящего ядра: генетический аппарат эукариотной клетки защищен оболочкой, схожей с мембраной самой клетки. Связь ядра и цитоплазмы осуществляется через особые отверстия — поры. Наличие ядра — не единственный признак, отличающий эукариотную клетку от прокариотной. Не менее важен второй признак: превращения, которые претерпевает генетический аппарат эукариот в течение жизни.
Как правило, эукариотные организмы проходят в развитии две стадии. Их называют гаплофазой и диплофазой. В гаплофазе генетический аппарат клетки одинарный гаплоидный (от греческого «гаплос» — единичный, одинокий). При переходе в диплофазу две гаплоидные клетки сливаются, и генетический аппарат становится диплоидным («двойным»). После нескольких делений в диплофазе клетка опять становится гаплоидной.
Точное происхождение эукариот доподлинно не известно, ученые предполагают, что они произошли от прокариот. Самые древнейшие останки эукариотических клеток обнаружены в породах возрастом полтора миллиарда лет. Древние эукариоты имели одноклеточную структуру.
Классификация эукариот основана на царствах, к которым они принадлежат, и выглядит так:
Подробнее о эукариотах можно прочитать в статье «Надцарство эукариоты»
Эволюционная роль одноклеточных
Жизнь получила свое начало с появлением простейших форм жизни – одноклеточных организмов. Первыми одноклеточными организмами были прокариоты. Эти организмы появились первыми после того, как Земля стала пригодной для начала жизни, около 3,5 млрд. лет назад. Возможно, они представляли собой одноклеточные существа, сходные с современными бактериями, например клостридиями, живущими на основе брожения и использования богатых энергией органических соединений, возникающих абиогенно под действием электрических разрядов и ультрафиолетовых лучей. Этим организмам был не обязателен кислород для своего существования, но они могли вырабатывать его в процессе жизнедеятельности.
Oт этих первобытных oргaнизмов всeм eгo нынешним пoтoмкaм дoстaлись общие чeрты стрoeния (всe oни сoстoят из клeтoк, oкрyжённых oбoлoчкoй), спoсoб хрaнeния гeнeтичeскoгo кoдa (в зaкрyчeнных двoйнoй спирaлью мoлeкyлaх ДНК), спoсoб хрaнeния энeргии (в мoлeкyлaх AТФ) и т. д. Oт этoгo oбщeгo прeдкa прoизoшли три oснoвныe грyппы oднoклeтoчных oргaнизмoв, сyщeствyющих дo сих пoр. Снaчaлa рaздeлились мeждy сoбoй бaктeрии и aрхeи, a зaтeм oт aрхeй прoизoшли эyкaриoты — oргaнизмы, клeтки кoтoрых имeют ядрo.
По сравнению с архейским временем в протерозое толщина биосферы увеличилась. В растительном царстве господствовали сине-зеленые водоросли, а животное царство было менее обильным. Наиболее многочисленной группой были бактерии, которые принимали активное участие в процессах разложения, окисления и аккумуляции неорганических соединений.
Происхождение многоклеточных организмов
Появление первых многоклеточных организмов было связано с постепенным увеличением в атмосфере и гидросфере кислорода. Переход от брожения к кислородному дыханию сопровождался огромным выигрышем энергии и усилением обменных реакций.