כמעט בלתי אפשרי לבטא את כל המגוון של עולם החי במונחים כמותיים. מסיבה זו, טקסונומים קיבצו אותם לקבוצות על סמך תכונות מסוימות. במאמר שלנו, נשקול את המאפיינים העיקריים, את יסודות הסיווג ואת רמות הארגון של אורגניזמים חיים.
גיוון של העולם החי: בקצרה
כל מין שקיים על הפלנטה הוא אינדיבידואלי וייחודי. עם זאת, לרבים מהם יש מספר תכונות מבניות דומות. בטענה זו ניתן לשלב את כל היצורים החיים לטקסים. בתקופה המודרנית, החוקרים מבחינים בחמש ממלכות. המגוון של עולם החי (בתמונה מראה כמה מנציגיו) כולל צמחים, בעלי חיים, פטריות, חיידקים ווירוסים. לאחרונים שבהם אין מבנה סלולרי ועל בסיס זה הם שייכים לממלכה נפרדת. מולקולת וירוס מורכבת מחומצת גרעין, שיכולה להיות DNA או RNA. סביבם מעטפת חלבון. עם מבנה כזה, אורגניזמים אלה מסוגלים לבצע רק את סימן החיים היחידיצורים - להתרבות על ידי הרכבה עצמית בתוך האורגניזם המארח. כל החיידקים הם פרוקריוטים. המשמעות היא שלתאים שלהם אין גרעין שנוצר. החומר הגנטי שלהם מיוצג על ידי נוקלואיד - מולקולות DNA מעגליות, שצביריהן ממוקמים ישירות בציטופלזמה.
צמחים ובעלי חיים שונים בדרך האכילה שלהם. הראשונים מסוגלים לסנתז חומרים אורגניים בעצמם במהלך הפוטוסינתזה. סוג זה של תזונה נקרא אוטוטרופית. בעלי חיים סופגים חומרים מוכנים. אורגניזמים כאלה נקראים הטרוטרופים. לפטריות יש מאפיינים של צמחים ובעלי חיים כאחד. לדוגמה, הם מנהלים אורח חיים צמוד וצמיחה בלתי מוגבלת, אך אינם מסוגלים לבצע פוטוסינתזה.
מאפיינים של חומר חי
ועל סמך מה, באופן כללי, נקראים אורגניזמים חיים? מדענים מזהים מספר קריטריונים. קודם כל, זה האחדות של ההרכב הכימי. כל החומר החי נוצר על ידי חומרים אורגניים. אלה כוללים חלבונים, שומנים, פחמימות וחומצות גרעין. כולם ביו-פולימרים טבעיים, המורכבים ממספר מסוים של אלמנטים חוזרים. הסימנים של יצורים חיים כוללים גם תזונה, נשימה, גדילה, התפתחות, שונות תורשתית, חילוף חומרים, רבייה ויכולת הסתגלות.
כל טקסון מאופיין במאפיינים משלו. לדוגמה, צמחים גדלים ללא הגבלת זמן, לאורך כל חייהם. אבל בעלי חיים גדלים רק עד לזמן מסוים. אותו דבר לגבי נשימה. מאמינים שתהליך זה מתרחשרק בנוכחות חמצן. נשימה כזו נקראת אירובית. אבל כמה חיידקים יכולים לחמצן חומר אורגני גם ללא חמצן - אנאירובית.
גיוון של עולם החי: רמות ארגון ומאפיינים בסיסיים
גם לתא חיידקי מיקרוסקופי וגם ללווייתן כחול ענק יש את סימני החיים האלה. בנוסף, כל האורגניזמים בטבע קשורים זה בזה על ידי חילוף חומרים ואנרגיה מתמשכים, והם גם חוליות הכרחיות בשרשרות המזון. למרות המגוון של עולם החיים, רמות הארגון מרמזות על נוכחותם של תהליכים פיזיולוגיים מסוימים בלבד. הם מוגבלים על ידי תכונות מבניות ומגוון המינים. הבה נשקול כל אחד מהם ביתר פירוט.
רמה מולקולרית
המגוון של עולם החי, יחד עם הייחודיות שלו, נקבע בדיוק לפי רמה זו. הבסיס של כל האורגניזמים הם חלבונים, שהמרכיבים המבניים שלהם הם חומצות אמינו. מספרם קטן - כ-170. אך רק 20 נכללים בהרכב מולקולת החלבון. שילובם גורם למגוון אינסופי של מולקולות חלבון - החל מאלבומין הרזרבה של ביצי ציפורים ועד לקולגן של סיבי השריר. ברמה זו מתרחשים צמיחה והתפתחות של אורגניזמים בכללותם, אחסון והעברת חומר תורשתי, חילוף חומרים והמרת אנרגיה.
רמת סלולר ורקמות
מולקולותחומר אורגני יוצר תאים. המגוון של עולם החיים, התכונות הבסיסיות של אורגניזמים חיים ברמה זו כבר באים לידי ביטוי במלואו. אורגניזמים חד-תאיים מופצים באופן נרחב בטבע. זה יכול להיות גם חיידקים וגם צמחים ובעלי חיים. ביצורים כאלה, רמת התא מתאימה לאורגניזם.
במבט ראשון אולי נראה שהמבנה שלהם פרימיטיבי למדי. אבל זה בכלל לא המקרה. רק תארו לעצמכם: תא אחד מבצע את הפונקציות של האורגניזם כולו! לדוגמה, אינפוזורית הנעל מבצעת תנועה בעזרת דגלון, נשימה דרך כל פני השטח, עיכול וויסות הלחץ האוסמוטי באמצעות ואקוולים מיוחדים. ידוע באורגניזמים אלו ובתהליך המיני, המתרחש בצורה של צימוד. אורגניזמים רב-תאיים יוצרים רקמות. מבנה זה מורכב מתאים הדומים במבנה ובתפקוד.
רמת האורגניזם
בביולוגיה, המגוון של עולם החי נחקר בדיוק ברמה זו. כל אורגניזם הוא ישות אחת ופועל בהרמוניה. רובם מורכבים מהתאים, הרקמות והאיברים שלהם. יוצאי הדופן הם צמחים נמוכים יותר, פטריות וחזזיות. הגוף שלהם נוצר על ידי אוסף של תאים שאינם יוצרים רקמות והוא נקרא תלוס. תפקיד השורשים באורגניזמים מסוג זה מתבצע על ידי קני שורש.
רמת אוכלוסיה-מינים ומערכת אקולוגית
היחידה הקטנה ביותר בטקסונומיה היא המין. זהו אוסף של אנשים עם מספר שלמאפיינים נפוצים. קודם כל, אלו מאפיינים מורפולוגיים, ביוכימיים ויכולת להתרבות באופן חופשי, המאפשרים לאורגניזמים הללו לחיות באותו טווח ולהביא צאצאים פוריים. בטקסונומיה המודרנית יש יותר מ-1.7 מיליון מינים. אבל בטבע הם לא יכולים להתקיים בנפרד. בתוך אזור מסוים חיים כמה מינים בו זמנית. זה מה שקובע את הגיוון של עולם החי. בביולוגיה, קבוצה של פרטים מאותו מין שחיים בטווח מסוים נקראת אוכלוסייה. הם מבודדים מקבוצות כאלה על ידי מחסומים טבעיים מסוימים. זה יכול להיות מאגרי מים, הרים או יערות. כל אוכלוסייה מאופיינת במגוון שלה, כמו גם במין, גיל, מבנה אקולוגי, מרחבי וגנטי.
אבל אפילו בטווח בודד, מגוון המינים של האורגניזמים הוא די גדול. כולם מותאמים לחיים בתנאים מסוימים וקשורים קשר הדוק מבחינה טרופית. המשמעות היא שכל מין הוא מקור מזון לשני. כתוצאה מכך, נוצרת מערכת אקולוגית, או ביוקנוזה. זה כבר אוסף של פרטים ממינים שונים, המחוברים על ידי בית גידול, מחזור של חומר ואנרגיה.
ביוגאוצנוזה
אבל גורמים בעלי טבע דומם מקיימים אינטראקציה מתמדת עם כל האורגניזמים. אלה כוללים טמפרטורת אוויר, מליחות והרכב כימי של מים, כמות הלחות ואור השמש. כל היצורים החיים תלויים בהם ואינם יכולים להתקיים ללא ודאותתנאים. לדוגמה, צמחים ניזונים רק בנוכחות אנרגיה סולארית, מים ופחמן דו חמצני. אלו הם התנאים לפוטוסינתזה, שבמהלכה מסונתזים החומרים האורגניים הדרושים להם. השילוב של גורמים ביוטיים וטבע דומם נקרא ביוגאוצנוזה.
מהי הביוספירה
המגוון של עולם החי בקנה מידה הרחב ביותר מיוצג על ידי הביוספרה. זוהי המעטפת הטבעית הגלובלית של הפלנטה שלנו, המאחדת את כל היצורים החיים. לביוספרה יש גבולות. העליון, הממוקם באטמוספירה, מוגבל על ידי שכבת האוזון של כוכב הלכת. הוא ממוקם בגובה של 20 - 25 ק"מ. שכבה זו סופגת קרינה אולטרה סגולה מזיקה. מעל זה, החיים פשוט בלתי אפשריים. בעומק של עד 3 ק"מ נמצא הגבול התחתון של הביוספרה. כאן זה מוגבל על ידי נוכחות של לחות. רק חיידקים אנאירוביים יכולים לחיות כל כך עמוק. במעטפת המים של כוכב הלכת - ההידרוספירה, נמצאו חיים בעומק של 10-11 ק"מ.
לכן, לאורגניזמים חיים המאכלסים את הפלנטה שלנו בקונכיות טבעיות שונות יש מספר תכונות אופייניות. אלה כוללים את יכולתם לנשום, להאכיל, לנוע, להתרבות וכו'. המגוון של אורגניזמים חיים מיוצג על ידי רמות שונות של ארגון, שכל אחת מהן שונה ברמת המורכבות של המבנה והתהליכים הפיזיולוגיים.
