Сучасні уявлення про різноманітність живого

Звичніше всього поділяти живі істоти на рослин і тварин. Сходять ці уявлення до Аристотеля, який запропонував в якості критеріїв для віднесення живих організмів до тієї чи іншої групи рухливість і чутливість.

Рослини нерухомі і нечутливі, тварини – навпаки.

Лінней, основоположник сучасної систематики, в повній згоді з класифікацією Аристотеля виділив два царства: Рослини і Тварини. Згодом до двом критеріям розрізнення рослинних і тваринних організмів Жан Батист Ламарк додав ще й спосіб харчування – автотрофний для рослин і гетеротрофних для тварин. Така двуцарственная система живого проіснувала практично до наших днів, хоча час від часу і піддавалася сумніву.

Ускладнення стали накопичуватися при вивченні того світу живих істот, який «нам мікроскоп відкрив». Ці істоти виявилися рухливими, тому за критеріями Аристотеля – Ліннея їх слід було віднести до тварин. Недарма винахідник мікроскопа Антоні ван Левенгук назвав їх анімалькулі (звірятами). Проте серед цих звіряток виявилися форми, як забезпечені хлоропластами, тобто рослинні за своєю природою, так і харчуються гетеротрофно, яких, отже, треба вважати тваринами, і, нарешті, відмінні від тих і інших мікроорганізми (бактерії).

У результаті одні й ті ж види живих організмів ботаніки та зоологи класифікували по-різному.

Наприклад, згідно ботанічній номенклатурі евгленові виділялися в самостійний тип, а зоологи розглядали їх лише як загін у класі жгутиконосців. Таких «двуцарственних» видів, які класифікувалися одночасно як рослини і як тварини, налічувалося близько 30 тис.

Подібна неоднозначність у класифікації живих істот на найвищому таксономічному рівні (царства) свідчить про те, що критерії, прийняті для виділення царств, або невірні, або вимагають уточнення. Це стало ще більш очевидним з розвитком електронної мікроскопії та з широким впровадженням в систематику методів молекулярної біології.

Скільки царств живих організмів варто виділити?

Точної відповіді на це питання поки що немає. Один з підходів до систематики організмів полягає в вичленуванні масштабних етапів їх еволюції, кожен з яких відображає певний рівень структурної організації живого, контрастно відрізняється від інших. Йдеться про виділення підрівнів в рамках онтогенетичного рівня організації живих систем. Одне з таких підрозділів ми вже знаємо – це:

  • прокаріоти;
  • еукаріоти.

Перехід від одноклітинного стану до багатоклітинного був одним з найважливіших кроків в еволюції живих істот, і відбувався він незалежно в різних групах еукаріот. Перший його етап полягає у формуванні багатоклітинного організму в результаті нерозходження клітин, що утворилися в ході поділу. При цьому окремі клітини, що походять від однієї материнської, утримуються один з одним механічно за допомогою слизу і т. д. Від таких нестабільних клітинних об’єднань ведуть два шляхи. Один – це формування різноманітних багатоклітинних слоевищ, а другий – вдосконалення колоніальної організації. Перший шлях обрали багато нижчі рослинні організми. Це призвело до появи того різноманіття талломов, яке характерно для багрянок, золотистих, жовто-зелених, зелених, бурих і ряду інших водоростей. При цьому бурі водорості вже впритул підійшли до тканинної організації.

У деяких їх представників таллом чітко підрозділяється на пластинку, ніжку і ризоїди, є значні відмінності між клітинами поверхневих шарів і серцевини. Колоніальні форми поширені не настільки широко. Самі спеціалізовані їх представники, такі, як колоніальні організми вольвокс, також демонструють диференціацію клітин: клітини, розташовані попереду, несуть більш розвинені джгутики і оченята, є статеві клітини, що дають чоловічі і жіночі гамети, і особливі клітини, що забезпечують безстатеве розмноження.

Запропоновано розрізняти п`ять царств живих істот.

Всі прокаріоти об’єднують в рамках царства монери, чітко відокремленого від еукаріот. Серед останніх виділяють царства:

  • Тварини;
  • Рослини;
  • Гриби;
  • Найпростіші.

До царства тварин відносять багатоклітинні організми з тканинною організацією та гетеротрофних харчуванням. Це всі тварини починаючи з губок. У царство рослин включають тільки вищі рослини. Вони являють собою тканинні організми, переважно наземні, автотрофні за способом харчування, що мають хлороппасти і клітинну стінку, до складу якої входить целюлоза. Гриби відрізняє наявність міцелію, з якого побудовано їх вегетативне тіло.

Ці три царства еукаріот чітко різняться і за своєю екологічної ролі в біосфері:

  • рослини – це продуценти;
  • тварини – консументи;
  • гриби – редуценти.

Складніше йде справа з царством протистів, куди потрапляють всі дотканинні організми, серед яких є:

  • і автотрофи (водорості);
  • і гетеротрофи (інфузорії, амеби та ін.),

А також істоти, спосіб харчування яких може змінюватися в залежності від умов середовища (наприклад, евглена на світлі фотосинтезує, а в темряві переходить до гетеротрофів).

Практично всі Найпростіші рухливі хоча б на одній стадії життєвого циклу (у водоростей це зооспори і гамети). Причому мають місце досить різноманітні способи руху: за допомогою джгутиків і вій, амебоідное і ковзне (діатомеї). У протистів ми стикаємося з різними варіантами будови хлоропластів, клітинних покривів та ін. Тут виявляються найрізноманітніші типи життєвих циклів, в яких химерним чином поєднуються різні покоління (стадії):

  • гаплоїдні;
  • диплоїдні;
  • поліплоїдні.

Подібне різноманіття протистов недивно. Саме на рівні дотканевих еукаріот йшла еволюція еукаріотна організації, купувалися різні клітинні системи, які закріплювалися потім у вищих еукаріотів, використовувалися всі можливості одноклітинного організму й апробовувалися різні варіанти виходу за межі цього стану, йшло становлення статевого процесу і випробовувалися різні типи життєвих циклів. Царство протистов, таким чином, об’єднує всі результати «еволюційних експериментів» дотканевого рівня організації еукаріот і тому не може бути цілісним.

Сучасні погляди на систему царств живих організмів

Накопичені до теперішнього часу дані, в першу чергу молекулярно-біологічні, свідчать, що монери не є єдиною групою, а чітко розпадаються на два царства – Бактерії та Археї. Перших переважна більшість. Архей всього близько 45 видів, і живуть вони в екстремальних умовах, наприклад в гарячих джерелах. Від бактерій їх відрізняють особливості хімічного складу і будови мембран, організація генома, яка ближче до характерної для еукаріот. Мабуть, від близьких до археям древніх прокариот і відбулися в ході еволюції еукаріоти.

Широке впровадження методів молекулярної біології призвело до справжньої революції і в систематиці еукаріот. Виявилося, що відмінності в послідовності нуклеотидів в одних і тих же генах (або ділянках генів) між деякими групами протистів незгірш від, а часом і більше, ніж між представниками, наприклад, царств рослин і грибів або рослин і тварин. Це підтверджує збірний характер царства протистів, на що ми вже звернули увагу вище.

Пропонуються різні варіанти системи еукаріот, у більшості яких число царств істотно збільшується (аж до 18).

Йде активний пошук об’єктивних підходів, які дозволили б об’єднати уявлення, вироблені в рамках класичної ботаніки та зоології, з даними, які надає використання молекулярно-біологічних методів. Процес цей ще не завершений, але вже зараз очевидно, що реальне різноманітність еукаріотичних організмів надзвичайно велика і не вкладається не тільки в рамки арістотелівської класифікації, а й навіть у ті чотирьох царства еукаріот, які ми описали.

Виділення вищих таксонів живих організмів – царств – на основі класичних критеріїв не відповідає сучасним даними. У той же час цих даних поки що недостатньо, щоб чітко визначити число і склад царств живих організмів, що населяють нашу планету.

Питання для самоперевірки

  • Які підрівні всередині онтогенетичного рівня організації живого можна виділити?
  • Які критерії використовували Аристотель, Лінней і Ламарк для виділення царств рослин і тварин?
Посилання на основну публікацію