На каком пути эволюционного развития находятся бактерии в настоящее время – Происхождение и эволюция бактерий | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Содержание

Из опыта работы. Проверка знаний по теме «Прокариоты. Бактерии» в 10-м профильном классе

Разделы: Биология

Двадцатипятилетний опыт работы учителем биологии привел меня к следующим выводам, которыми я руководствуюсь в своей повседневной работе.

Только тщательно продуманный и спланированный урок, начиная с приветствия учителя и заканчивая тем, какое домашнее задание будет задано учащимся, позволит учителю достигнуть поставленных целей.
Не давать ученикам все в готовом виде: прослушай, прочитай, запомни и отвечай. При таком учении мышление не развивается.
Мало дать хорошую информацию, надо научить детей пользоваться полученными знаниями.
Сколько времени учитель тратит на объяснение нового материала, столько же времени он должен потратить на освоение, закрепление и контроль знаний.
Процесс накопления и закрепления знаний должен быть непрерывным. Закрепление нового материала должно проходить интенсивно, в сжатые сроки.

Только творчество учителя порождает творчество учеников.
Создавать на уроке положительную эмоциональную атмосферу. В такой атмосфере дети меньше устают.

Хочу поделиться опытом изучения темы “ Прокариоты. Бактерии.” в 10-м профильном классе.

Мои учащиеся обучаются в сельской школе, многие будут сдавать ЕГЭ по биологии. Поэтому свою работу я планирую с учетом этих особенностей.

Изучение темы “Прокариоты. Бактерии.” (да и других тем), я выстраиваю следующим образом:

– это урок теоретический. Лекция учителя, самостоятельная работа с учебником.

Второй урок
– это урок освоения, закрепления и контроля знаний.
Третий урок
– это урок – практикум. Работа с КИМ по теме “ Прокариоты. Бактерии.” из методических пособий по подготовке к ЕГЭ издательств “Интеллект-Центр”, “Просвещение”, “Экзамен” за 2201-2008г.

Второй урок начинается с проверки знаний в игровой форме.

Игра называется “Гонка за лидером”. Вызываются 2 ученика. Учитель зачитывает подготовленные им короткие фразы, определения. Учащиеся должны их закончить сразу через 2 секунды, не тратя время на раздумья.

Самые древнейшие на земле организмы являются___________(доядерными).
Доядерные организмы объединяются в царство____(Дробянки).
Прокариоты не имеют оформленного____(ядра).
Вместо ядра у прокариот в центре располагается___(кольцевая хромосома).
Клеточная мембрана бактерий образует впячивания внутри клетки_____(мезосомы).
Поверх плазматической мембраны у бактерий располагается оболочка из углевода____(муреина).
В клетках прокариот встречаются следующие органоиды_____(только рибосомы).
Бактерии, не использующие в энергетическом кислород называются____ (анаэробы).
При неблагоприятных условиях бактерии образуют____(споры).
Как переводится словосочетание “патогенные бактерии”_____(болезнетворные).

Учащиеся всегда с удовольствием играют в эту игру. И хотя в ней участвуют только 2 уч-ся, остальные на местах проговаривают про себя ответы.

Учитель предлагает ученикам перейти к листам самоконтроля. Листы самоконтроля они получили от учителя на первом уроке после ознакомления с теоретическим материалом по прокариотам. Это было домашним заданием подготовиться отвечать по листам самоконтроля. Одно из главных требований к листам самоконтроля: ответы должны быть четкими, продуманными, аргументированными.

Назначаются два “консультанта” (из наиболее сильных учащихся, они помогут учителю “оценить” ответы одноклассников.

Лист самоконтроля.

Какие организмы называют автотрофными, гетеротрофными, симбиотическими?
В чем различие фототрофных и хемотрофных организмов по способу питания?
Чем отличается питание сапротрофных организмов от паразитических?
Какие организмы не имеют сформированного ядра в клетке?
Как и насколько интенсивно размножаются бактерии?
В чем заключается пастеризация и стерилизация как меря борьбы с бактериями? Что такое антибиотики?

Чем отличается процесс аэробного дыхания от анаэробного?
Какова роль гнилостных бактерий в природе и хозяйстве человека?
При каких условиях бактерии гниения не наносят вреда?
Для чего квасят и маринуют фрукты, овощи, готовят силос?
Что такое симбиоз?
Каким образом клубеньковые бактерии переводят азот воздуха в доступные для растений соединения?

Учитель предлагает учащимся перейти к работе с обучающей картой. Учащиеся работают самостоятельно.

Обучающая карта.

Каково строение тела бактерии?
а) Многоклеточное; б) одноклеточное; в) колониальное.
Какую форму клетки имеет холерный вибрион?
а) шаровидную, б) палочковидную, в) извитую
Какие органеллы содержатся в клетках бактерий?
а) рибосомы; б) митохондрии; в) пластиды.
Какими по способу питания являются гнилостные бактерии?
а) автотрофными; б) симбиотическими; в) гетеротрофными.
Какие бактерии являются автотрофными?
а) паразитические; б) серобактерии; в) клубеньковые.
К какому типу размножения относится конъюгация у бактерий?
а) половое; б) бесполое; в) вегетативное.

Что образуют бактерии для перенесения неблагоприятных условий среды?
а) цисты; б) споры; в) клубеньки.
Чем по типу организации является бактериальная клетка?
а) прокариотической; б) зукариотической.
Что проводится для уничтожения патогенных бактерий?
а) консервирование; б) охлаждение; в) дезинфекция.
Какие бактерии используют кислород для дыхания?
а) анаэробные; б) аэробные.

Ответы к обучающей карте: 1- б, в; 2 – в; 3 – а; 4 – в; 5 – б; 6 – а; 7 – б; 8 – а; 9 – в; 10 – б.

“Консультанты” озвучивают правильные ответы к обучающей карте, ученики красными маркерами отмечают количество правильных ответов в своей обучающей карте.

Последнее испытание для учащихся. Учитель предлагает им поработать с контрольными картами (тестовые задания более сложные).

Контрольная карта.

Какое дыхание характерно для бактерий брожения?
а) кислородное; б) бескислородное.
Какие бактерии выполняют роль санитаров?
а) железобактерии; б) бактерии гниения; в) уксуснокислого брожения; г) серобактерии.
Какие бактерии являются гетеротрофными?
а) нитрифицирующие; б) серобактерии; в) бактерии брожения; г) железобактерии.

Какие бактерии используются для жизнедеятельности энергию химических связей неорганических веществ?
а) клубеньковые бактерии; б) паразитические; в) сапротрофные; г) хемотрофные; д) фототрофные.
Какие бактерии вызывают заболевания?
а) паразитические; б) бактерии гниения; в) бактерии молочнокислого брожения; г) патогенные.
Какие бактерии имеют шаровидную форму?
а) бациллы; б) кокки; в) вибрионы; г) спирохеты.
Какие органеллы присутствуют в клетках бактерии?
а) митохондрии; б) центросомы; в) рибосомы; г) пластиды.
Отсутствие чего характерно для прокариотической клетки?
а) клеточной мембраны; б) обособленного ядра; в) комплекса Гольджи; г) клеточной стенки.
Что используют почвенные бактерии для передвижения?
а) реснички; б) жгутики; в) выделение слизи; г) газовые вакуоли.
На каком пути эволюционного развития находятся бактерии в настоящее время?
а) биологического прогресса; б) биологического регресса; в) дегенерации.

Ответы к контрольной карте: 1) б; 2) б; 3) в; 4) г; 5) а, г; 6) б; 7) в; 8) б, в; 9) г; 10) а.

Учащиеся сами подсчитывают количество правильных ответов, выясняют не совсем понятные для них вопросы.

Подведение итогов.

Выставление оценок.

Цель, поставленная учителем достигнута, весь класс активно работает, закрепляет полученные знания, умело использует их работе с тестами.

На следующем уроке учитель предложит познакомиться с контрольно-измерительными материалами ЕГЭ по изученной теме. Хорошее теоретическое усвоение темы позволит им успешно выполнить тестовые задания из методических пособий по ЕГЭ.

Учащиеся получают домашнее задание: выполнить тесты с выбором нескольких правильных ответов.

Генетический аппарат бактерий представлен:
а) белковыми молекулами;
б) кольцевой молекулой ДНК;
в) РНК;
г) липидными молекулами;
д) полисахаридами.
Нуклеоид – это:
а) мономер нуклеиновой кислоты;
б) генетический аппарат бактерий;
в) кольцевая молекула ДНК;
г) ДНК, связанная с белками-гистонами;
д) ДНК, не связанная с белками-гистонами.
Клетка бактерий имеет органоиды:
а) митохондрии;
б) комплекс Гольджи;
в) эндоплазматическая сеть;
г) рибосомы;
д) центросому.
Мезосомы бактерий выполняют функции:
а) органоидов движения;
б) митохондрий;
в) эндоплазматическая сеть;
г) комплекса Гольджи;
д) размножения.
Коньюгация бактерий – это:
а) половое размножение;
б) половой процесс;
в) обмен участками ДНК;
г) бесполое размножение;
д) множественное деление.
Болезнетворными являются бактерии:
а) холерные;
б) молочнокислые;
в) дифтерийные;
г) туберкулезные;
д) клубеньковые.
Способы борьбы с болезнетворными бактериями:
а) стерилизация хирургических инструментов;
б) дезинфекция помещений и одежды больных;
в) соблюдение гигиенических правил;
г) чистота продуктов питания;
д) контроль за качеством питьевой воды.

Правильные ответы: 1 – б; 2 – б, в, д; 3 – г; 4 – б, в, г; 5 – б, в; 6 – а, в, г; 7 – а, б, в, г, д.

Литература:

Биология. Учебное пособие для учащихся средних школ, поступающие в высшие учебные заведения. 1995 г. Ижевск.
Биология для абитуриентов. Р.Г. Заяц. И.В. Рачковская. Минск 2002 г.
Биология. Пособие для поступающих в вузы. Москва. 1991 г.
Общая биология. Готовимся к ЕГЭ. Дрофа. 2004 г.

Поделиться страницей:

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Этапы эволюции микроорганизмов — реферат

РЕФЕРАТ

ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ

ЭТАПЫ ЭВОЛЮЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ

На Земле существует огромное разнообразие организмов. Различаясь между собой рядом существенных признаков, они имеют общие свойства. Бактерии, микроскопические грибы и простейшие являются микроорганизмами.

Первые организмы появились в водной среде. В настоящее время считается твердо установленным, что большую часть своего существования (несомненные признаки существования биосферы известны с периода 3,8 — 4 млрд. лет назад, то есть уже через 500 млн. лет после формирования самой планеты), вплоть до так называемой неопротерозойской революции (около 1 млрд. лет назад), биосфера была преимущественно прокариотной. Прокариоты — это бактерии, архебактерии, цианобактерии, то есть организмы не имеющие клеточного ядра. Вместо ядра у них просто одна большая кольцевая молекула ДНК. У них нет митохондрий и других органелл. По типу питания первые организмы были в основном гетеротрофами, т.е. питались готовыми органическими веществами. Однако есть данные, что уже на самых ранних этапах существования живых существ среди них появились и автотрофы. Автотрофы – это организмы, которые самостоятельно образуют органическое вещество из неорганических соединений. Различают фототрофов, создающих органические соединения за счет энергии Солнца, и хемотрофов, живущих за счет энергии, высвобождающейся при химических реакциях окисления неорганических соединений (молекулярный водород, окись углерода, соединения серы или азота и др.). Поэтому можно сказать, что бактерии были и продуцентами (т. е. создателями органического вещества за счет процесса фотосинтеза или хемосинтеза) и редуцентами (т. е. потребителями готового органического вещества). В науке есть прямые свидетельства бактериальной деятельности в архее и протерозое — это строматолиты, фоссилизация тел хемоавтотрофных бактерий в рудных телах и др.

Появление автотрофов – это крупное событие в эволюции живого мира.

В это время, которое занимало около 75% всего времени существования жизни на Земле, бактерии-фотосинтетики (формы, напоминающие современных синезеленых водорослей-цианобактерий, прохлорофиты и др.) создали огромную массу органического вещества. Это органическое вещество очень медленно разлагалось за счет химических и физических факторов и захоранивалось. Так возникли громадные залежи газа и нефти (или по крайней мере, часть таких залежей). Хемоавтотрофные бактерии (т.е. такие, которые используют для получения энергии реакции окисления или восстановления металлов, серы и проч.) осадили из морской воды огромные запасы железа, марганца, кобальта, меди, цинка и т. д. вплоть до золота, создав запасы тех руд, которыми до сих пользуется человечество. О масштабах этой деятельности можно судить, например, на примере гигантской Курской магнитной аномалии, которая вся имеет бактериальное происхождение.

Почему накапливались залежи органического вещества? Почему оно не возвращалось в биологический круговорот или возвращалось слабо? Это происходило потому, что бактерии в принципе не способны к заглатыванию кого-то или чего-то, то есть к фагоцитозу. По этой же причине среди прокариотных организмов почти нет хищников. А если есть, то хищничество носит весьма необычный характер, и хищник всегда сильно меньше жертвы. Так, например, бактерия Bdellovibrio — это маленький вибрион, который проникает через клеточную стенку жертвы (значительно более крупной, чем напавший на нее хищник) и размножается в промежутке между ее клеточной стенкой и мембраной. Как своеобразное хищничество можно рассматривать и нападение фагов на бактерий. Но ведь и в этом случае фаг только впрыскивает в цитоплазму жертвы свою нуклеиновую кислоту, а белковая оболочка фага остается снаружи. Прокариоты не способны даже к поглощению пузырьков жидкости, то есть к пиноцитозу. Не обладая способностью заглатывать своих жертв целиком или по кусочкам, гетеротрофные прокариоты могли использовать только экзоферментацию субстрата (т.е. выделение ферментов наружу и переваривание пищи во внешней среде) с последующим поглощением низкомолекулярных органических веществ. Все это, как можно предполагать, обусловливало низкую скорость разложения биомассы, созданной автотрофными прокариотами. Огромные массы органического углерода захоранивались в осадке и на долгое время выводилось из биотического круговорота.

Ученые полагают, что процесс появления хемосинтезирующих и фотосинтезирующих автотрофов начался еще на этапе коацерватных капель, когда их содержание все более усложнялось. Происходившие при этом случайные мутации нуклеиновых кислот могли дать некоторые более активные молекулы, близкие к хлорофиллу и способные использовать энергию света.

Пока питательные вещества в окружающей водной среде были в избытке, это свойство не давало преимуществ в существовании организмов, имевших активные пигменты. Однако по мере увеличения численности организмов и сокращения питательных веществ в окружающей среде способность усваивать СО₂ при участии энергии света оказалась полезной для автотрофов и потомства, значимой для выживания в конкурентной борьбе за существование.

Возникновение хлорофилла – зеленого пигмента, способного улавливать энергию солнечного света и осуществлять фотосинтез – явилось следующим важным событием для развития живой природы. Фотосинтез – это образование в клетках растений и цианобактерий органических веществ из углекислоты и воды при участии света, которое сопровождается выделением молекулярного кислорода. Появление фотосинтеза произошло примерно 3900 млн. лет назад. Оно стало крупнейшим прогрессивным событием в эволюции живого мира – ароморфозом.

Итак, совместное существование автотрофов и гетеротрофов уже на самых ранних этапах развития жизни давало возможность одним организмам питаться органикой, создаваемой другими организмами. При этом сформировались способы добывания пищи: хищничество, паразитизм, симбиотрофизм и сапрофагия (греч. sapros – гнилой, hhagos – пожирающий).

Почему прокариоты не обладают способностью к фагоцитозу и пиноцитозу? Дело в том, что у прокариот отсутствует так называемая актиново-миозиновая система. Актин и миозин — универсальные сократительные белки клеток эукариот, то есть клеток, имеющих ядро и другие органеллы. Эти белки обеспечивают амебоидную активность, движение органелл внутри клетки, мышечные сокращения и другие формы клеточной подвижности эукариот. Актиново-миозиновая система обеспечивает способность образовывать псевдоподии, захватывать ими жертву и формировать пищеварительные вакуоли. Таким образом, можно утверждать, что появление эукариот было связано с появлением актиново-миозиновой системы, которая позволила питаться путем фагоцитоза, активно захватывая крупные пищевые частицы.

Появление таких эукариотных организмов необычайно ускорило биотический круговорот, поскольку они стали потребителями бактериальной биомассы. Это явилось следующим крупным событием в эволюции живого мира.

Появление эукариот произошло 2000 млн. лет назад. Переваривая клетки бактерий, фаготрофные эукариоты быстро возвращали в биотический круговорот элементы, которые до этого могли вернуться в него только путем медленного разложения. Можно предполагать, что появление эукариот означало резкое уменьшение части «бактериальных ископаемых», то есть отложений органических и неорганических веществ, возникших за счет деятельности бактерий. То, что раньше захоранивалось и превращалось в нефти и газ, теперь стало возвращаться в биологический круговорот и включалось в тела организмов снова и снова. Способ питания эукариот путем захвата пищевых частиц означал, что хищник был крупнее жертвы. Действительно, линейные размеры мелких почвенных амеб или жгутиконосцов, питающихся бактериями, приблизительно в 10 раз больше размеров бактерий.

Примерно 2000 млн. лет назад в биосфере началось накопление свободного кислорода в результате деятельности фотосинтезирующих бактерий, и сформировалась атмосфера. Первичная атмосфера была бескислородной, и накопление свободного кислорода в результате — это страшная катастрофа, ведь кислород необычайно активен, он быстро окисляет органическое вещество и необратимо повреждает живые тела. На самом деле кислород накапливался и раньше внутри строматолитов и там возникли оксифильные бактерии. Но когда его концентрация возросла до 1–2 % в атмосфере планеты, все организмы ожидала мучительная гибель. Эту кислородную катастрофу пережили те организмы, которые включили оксифильных бактерий внутрь своих клеток как симбионтов. Так возникли митохондрии — несоменнные родственники альфа-протеобактерий. Митохондрии — это энергетические станции клетки, первичная функция которых — инактивация кислорода путем окисления ненужных продуктов обмена.

Появление фотосинтезирующих организмов эукариот-водорослей ускорило накопление свободного кислорода в атмосфере.

Бактерии и цианобактерии первыми сделали выход на сушу. Ученые предполагают, что это произошло около 3500 млн. лет назад, еще до появления эукариот. Выход на сушу бактерий и цианобактерий явилось важнейшим событием в эволюции органического мира. Спустя много времени на сушу вышли и эукариоты. Это произошло около 600 млн. лет назад. С тех пор эволюция живого мира, в том числе и эволюция микроорганизмов шла не только в водной среде, но и в наземно-воздушной.

В настоящее время бактерии встречаются повсеместно в самых разнообразных условиях среды: в воздухе, воде, почве, глубинах земной коры, в организмах растений и животных.

Бактерии были открыты голландцем А.Левенгуком еще в 1675 году, но только великий французский ученый Луи Пастер (1822-1895) впервые показал их роль в процессе брожения и других превращений веществ в природе.

Микроорганизмам свойственна наследственная изменчивость – мутации. С помощью отбора мутаций создаются активные штампы микроорганизмов, ценных для человека.

ЛИТЕРАТУРА

Еськов К.Ю. История Земли и жизни на ней. М., 2000.
Заварзин Г.А. Бактерии и состав атмосферы. М., 1984.
Мирабдуллаев И.М. Эволюция пластид и происхождение цианобактерий // Журнал общей биол. 1985. Т.46
Мирабдуллаев И.М. Проблема происхождения эукариот // Успехи современной биологии. 1989а. Т.107.
Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир, 1987.

myunivercity.ru

Происхождение, эволюция, место в развитии жизни на Земле

Биология — Бактерии — Происхождение, эволюция, место в развитии жизни на Земле

09 февраля 2011

Оглавление:
1. Бактерии
2. Термин
3. Строение
4. Способы передвижения и раздражимость
5. Метаболизм
6. Размножение и устройство генетического аппарата
7. Клеточная дифференциация
8. Классификация
9. Происхождение, эволюция, место в развитии жизни на Земле
10. Экология

Докембрийский строматолит

Бактерии наряду с археями были одними из первых живых организмов на Земле, появившись около 3,9—3,5 млрд лет назад. Эволюционные взаимоотношения между этими группами ещё до конца не изучены, есть как минимум три основные гипотезы: Н. Пэйс предполагает наличие у них общего предка протобактерии, Заварзин считает архей тупиковой ветвью эволюции эубактерий, освоившей экстремальные местообитания; наконец, по третьей гипотезе археи первые живые организмы, от которых произошли бактерии.

Эукариоты возникли в результате симбиогенеза из бактериальных клеток намного позже: около 1,9—1,3 млрд лет назад. Для эволюции бактерий характерен ярко выраженный физиолого-биохимический уклон: при относительной бедности жизненных форм и примитивном строении, они освоили практически все известные сейчас биохимические процессы. Прокариотная биосфера имела уже все существующие сейчас пути трансформации вещества. Эукариоты, внедрившись в неё, изменили лишь количественные аспекты их функционирования, но не качественные, на многих этапах циклов элементов бактерии по-прежнему сохраняют монопольное положение.

Одними из древнейших бактерий являются цианобактерии. В породах, образованных 3,5 млрд лет назад, обнаружены продукты их жизнедеятельности строматолиты, бесспорные свидетельства существования цианобактерий относятся ко времени 2,2—2,0 млрд лет назад. Благодаря им в атмосфере начал накапливаться кислород, который 2 млрд лет назад достиг концентраций, достаточных для начала аэробного дыхания. К этому времени относятся образования, свойственные облигатно аэробной Metallogenium.

Появление кислорода в атмосфере нанесло серьёзный удар по анаэробным бактериям. Они либо вымирают, либо уходят в локально сохранившиеся бескислородные зоны. Общее видовое разнообразие бактерий в это время сокращается.

Предполагается, что из-за отсутствия полового процесса, эволюция бактерий идёт по совершенно иному механизму, нежели у эукариот. Постоянный горизонтальный перенос генов приводит к неоднозначностям в картине эволюционных связей, эволюция протекает крайне медленно, зато в изменяющихся условиях происходит быстрое перераспределение генов между клетками при неизменном общем генетическом пуле.

www.muldyr.ru

Мир дикой природы на wwlife.ru

7. Классификация бактерий

Наибольшую известность получила фенотипическая классификация бактерий, основанная на строении их клеточной стенки, включённая, в частности, в IX издание Определителя бактерий Берги (1984—1987). Крупнейшими таксономическими группами в ней стали 4 отдела: Gracilicutes (грамотрицательные), Firmicutes (грамположительные), Tenericutes (микоплазмы; отдел с единственным классом Mollicutes) и Mendosicutes (археи).

В последнее время всё большее развитие получает филогенетическая классификация бактерий, основанная на данных молекулярной биологии. Одним из первых методов оценки родства по сходству генома был предложенный ещё в 1960-х годах метод сравнения содержания гуанина и цитозина в ДНК. Хотя одинаковые значения их содержания и не могут дать никакой информации об эволюционной близости организмов, их различия на 10 % означают, что бактерии не принадлежат к одному роду. Другим методом, произведшим в 1970-е настоящую революцию в микробиологии, стал анализ последовательности генов в 16s рРНК, который позволил выделить несколько филогенетических ветвей эубактерий и оценить связи между ними. Для классификации на уровне вида применяется метод ДНК-ДНК гибридизации. Анализ выборки хорошо изученных видов позволяет считать что 70 % уровень гибридизации характеризует один вид, 10—60 % — один род, менее 10 % — разные рода.

Филогенетическая классификация отчасти повторяет фенотипическую, так, группа Gracilicutes присутствует и в той и в другой. В то же время систематика грамотрицательных бактерий была полностью пересмотрена, архебактерии и вовсе выделены в самостоятельный таксон высшего ранга, часть таксономических групп разбита на части и перегруппирована, в одни группы объединены организмы с совершенно разными экологическими функциями, что вызывает ряд неудобств и недовольство части научного сообщества. Объектом нареканий становится и то, что проводится фактически классификация молекул, а не организмов.

8. Происхождение, эволюция, место в развитии жизни на Земле

Рис. 8.1. Докембрийский строматолитБактерии наряду с археями были одними из первых живых организмов на Земле, появившись около 3,9—3,5 млрд лет назад. Эволюционные взаимоотношения между этими группами ещё до конца не изучены, есть как минимум три основные гипотезы: Н. Пэйс предполагает наличие у них общего предка протобактерии, Заварзин считает архей тупиковой ветвью эволюции эубактерий, освоившей экстремальные местообитания; наконец, по третьей гипотезе археи — первые живые организмы, от которых произошли бактерии.

Одними из древнейших бактерий являются цианобактерии. В породах, образованных 3,5 млрд лет назад, обнаружены продукты их жизнедеятельности — строматолиты (рис.8.1), бесспорные свидетельства существования цианобактерий относятся ко времени 2,2—2,0 млрд лет назад. Благодаря ним в атмосфере начал накапливаться кислород, который 2 млрд лет назад достиг концентраций, достаточных для начала аэробного дыхания. К этому времени относятся образования, свойственные облигатно аэробной Metallogenium.

Предполагается что из-за отсутствия полового процесса, эволюция бактерий идёт по совершенно иному механизму, нежели у эукариот. Постоянный горизонтальный перенос генов приводит к неоднозначностям в картине эволюционных связей, эволюция протекает крайне медленно (а, возможно, с появлением эукариот и вовсе прекратилась), зато в изменяющихся условиях происходит быстрое перераспределение генов между клетками при неизменном общем генетическом пуле.

9. Роль бактерий в природе

Многие бактерии вызывают болезни человека, животных и растений, другие играют исключительно важную роль в функционировании биосферы, например, лишь бактерии способны ассимилировать азот атмосферы. Бактерии являются одними из наиболее просто устроенных живых организмов (кроме вирусов). Полагают, что они — первые организмы, появившиеся на Земле.

Экологические и биосферные функции

Количество клеток прокариот оценивается в 4—6 х 10³⁰, их суммарная биомасса составляет 350—550 млрд т., в ней запасено 60—100 % от углерода всех растений, а запас азота и фосфора в виду их большего относительного содержания в бактериях существенно превосходит запас этих элементов в фитомассе Земли. В то же время бактерии характеризуются коротким жизненным циклом и высокой скоростью обновления биомассы. Уже на основании этого можно оценить их вклад в функционирование основных биогеохимических циклов.

Бактерии способны расти как в присутствии атмосферного кислорода (аэробы), так и при отсутствии (анаэробы). Участвуют в формировании структуры и плодородия почв, в образовании полезных ископаемых и разрушении растительной и животной мортмассы; поддерживают запасы углекислого газа и кислорода в атмосфере.

Патогенные бактерии

Рис. 9.1. Микрофотография бацилл сибирской язвы. Окраска по ГрамуПатогенными называются бактерии, паразитирующие на других организмах. Бактерии вызывают большое количество заболеваний человека, таких как чума (Yersinia pestis), сибирская язва (Bacillus anthracis, рис.9.1), лепра (проказа, возбудитель: Mycobacterium leprae), дифтерия (Corynebacterium diphtheriae), сифилис (Treponema pallidum), холера (Vibrio cholerae), туберкулёз (Mycobacterium tuberculosis), листериоз (Listeria monocytogenes) и др. Открытие патогенных свойств у бактерий продолжается: в 1976 обнаружена болезнь легионеров, вызываемая Legionella pneumophila, в 1980-е—1990-е было показано, что Helicobacter pylori вызывает язвенную болезнь и даже рак желудка, а также хронический гастрит. Бактериальным инфекциям подвержены также растения и животные. Многие бактерии, являющиеся в норме безопасными для человека или даже обычными обитателями его кожи или кишечника, в случае нарушения иммунитета или общего ослабления организма могут выступать в качестве патогенов.

Опасность бактериальных заболеваний была сильно снижена в конце XIX века с изобретением метода вакцинации, а в середине XX века с открытием антибиотиков.

Бактерии в мутуалистических отношениях с другими организмами

Многие бактерии находятся в симбиотических, в том числе в мутуалистических отношениях с другими организмами. Растения, например, выделяют значительную долю созданной в процессе фотосинтеза органики поверхностью корней. Преобразованная таким образом часть почвы (ризосфера) благоприятна для развития бактерий, в том числе азотфиксирующих. Увеличение интенсивности азотфиксации (называемой в таком случае ассоциативной) улучшает условия минерального питания растений. Бактерии-азотфиксаторы обитают также в клубеньках бобовых и других групп растений. В симбиозе со многими морскими животными (прежде всего, губками и асцидиями, а также с некоторыми растениями (например, водным папортником азолоой) и грибами (в составе лишайников) живут и цианобактерии. Хемоавтотрофные бактерии живут в симбиозе с рифтиями и многими другими видами беспозвоночных и протистов, населяющих сообщества гидротерм и сообщества тиобиоса. Есть и много других примеров симбиоза бактерий с самыми разными группами организмов.

Бактерии населяют желудочно-кишечный тракт животных и человека и необходимы для нормального пищеварения. Особенно они важны для травоядных, которые питаются не столько растительной пищей, сколько продуктами её бактериального преобразования, а частично переваривают и самих бактерий.

Бактерии и человек

Тысячелетиями человек использовал молочнокислые бактерии для производства сыра, йогурта, кефира, уксуса, а также квашения.

В настоящее время разработаны методики по использованию фитопатогенных бактерий в качестве безопасных гербицидов, энтомопатогенных — вместо инсектицидов. Наиболее широкое применение получила Bacillus thuringiensis, выделяющая токсины (Cry-токсины), действующие на насекомых. Помимо бактериальных инсектицидов, в сельском хозяйстве нашли применение бактериальные удобрения.

Бактерии, вызывающие болезни человека, используются как биологическое оружие.

Благодаря быстрому росту и размножению, а также простоте строения, бактерии активно применяются в научных исследованиях по молекулярной биологии, генетике, генной инженерии и биохимии. Самой хорошо изученной бактерией стала Escherichia coli. Информация о процессах метаболизма бактерий позволила производить бактериальный синтез витаминов, гормонов, ферментов, антибиотиков и др.

Перспективным направлением является обогащение руд с помощью сероокисляющих бактерий, очистка бактериями загрязнённых нефтепродуктами или ксенобиотиками почв и водоёмов.

В кишечнике человека в норме обитает от 300 до 1000 видов бактерий общей массой до 1 кг, численность их клеток на порядок превосходит численность клеток человеческого организма. Они играют важную роль в переваривании углеводов, синтезируют витамины, вытесняют патогенные бактерии. Можно образно сказать, что микрофлора человека является дополнительным «органом», который отвечает за защиту организма от инфекций и пищеварение.

1, 2, 3

А.С.Антоненко

wwlife.ru

Эволюция микроорганизмов — Микроорганизмы и окружающая среда — Введение в микробиологию — Статьи

Биохимическое единство, мысль о котором еще несколько десятилетий назад казалась столь невероятной, в настоящее время-твердо установленный факт. Клетки всех живых существ, от самых примитивных форм до наиболее высокоразвитых животных и растений, состоят из од них и тех же структурных элементов и используют одни и те же механизмы для получения энергии и для роста. По сравнению с этим фунда ментальным единством существующие различия и отклонения кажутся незначительными. Можно считать, что все ныне живущие организмы проделали вместе длинный путь развития. Из простейших форм посте пенно развились формы более сложные и специализированные, а потом, наконец, и те, которые населяют нашу планету сегодня. Этот процесс эволюционного развития организмов — одна из центральных проблем биологии.

Первичная атмосфера Земли. Наша Земля кардинальным образом отличается от других планет Солнечной системы. По сравнению с Юпитером и Солнцем она содержит лишь незначительные количества инертных газов. По-видимому, она образовалась в результате объединения множества метеоритов; вследствие нагрева и расплавления внутреннего ядра Земли вода и газы были вытеснены к ее поверхности. Первичная атмосфера, вероятно, содержала много водорода, метана, азота и С0₂, но в ней не было кислорода. При фотолизе водяных паров, разумеется, освобождался кислород, но он вновь переходил в связанное состояние. Химическая эволюция могла происходить только в бескислородной атмосфере.

Химическая эволюция. Гипотеза, согласно которой жизнь была зане сена на нашу планету извне, вряд ли заслуживает в настоящее время серьезного обсуждения. Самовоспроизводящиеся биологические единицы должны были возникнуть на самой Земле в ранний период ее существования. Согласно представлению, выдвинутому Холдейном и Опариным, в то время на Земле накопились большие количества органических веществ, но еще не было организмов, способных их использовать и минерализовать. Когда после первых попыток Миллера уда лось неоднократно подтвердить в эксперименте, что из неорганических веществ (Н₂, С0₂, NH₃, Н₂0) и метана при подходящих условиях могут синтезироваться простые органические молекулы, сомнения в реальности химической эволюции полностью отпали. Как полагают, в восстановительной первичной атмосфере (в которой не было кислорода) под действием солнечной радиации и в результате электрических разрядов образовывались органические вещества, которые затем попадали в воду и в ней накапливались. Когда они накопились в большом количестве, видимо, возникли условия, при которых мог совершиться переход от химической эволюции к возникновению первых самовоспроизводящихся живых существ.

Биологическая эволюция. Переход от неживой органической материи к живой клетке потребовал длительного времени (от 3,1 до 4,5 млрд. лет). Появившиеся клеточные организмы получили, очевидно, столь большое селективное преимущество, что все предшествующие формы организации оказались вытесненными. Поскольку доклеточные формы жизни (если они существовали) не сохранились даже в ископаемом виде, переход от неживого к живому представляется нам чрезвычайно быстрым.

Эволюция прокариот. Согласно распространенному, хотя и весьма гипотетическому представлению, в восстановительной первичной атмосфере происходило развитие прокариотических организмов (рис. 17.5). Первыми прокариотами, которые могли появиться в водоемах, богатых органическими веществами, были организмы, существовавшие за счет брожения и обладавшие основными функциями анаэробного обмена (фруктозобисфосфатный и пентозофосфатный пути). Если предположить, что в водоемах имелись тогда и сульфаты, то следующим достижением органической эволюции мог быть эффективный транспорт электронов с созданием протонного потенциала как источника энергии для регенерации АТР. На этом этапе эволюции, вероятно, возникли производные тетрапиррола, содержащие железо или никель, а также автотрофный способ ассимиляции углерода (путь ацетил-СоА). Как реликты тех времен могут рассматриваться метанобразующие и ацетогенные бактерии, а также бактерии, восстанавливающие сульфаты до сульфида, которые, за рядом исключений, могут использовать Н₂, СО₂ и некоторые продукты брожения.

После «изобретения» фосфорилирования, сопряженного с переносом электронов, могла возникнуть также фотосистема I — «протонный насос, приводимый в действие светом», что позволило использовать свет в качестве источника энергии. Реакционными центрами служили магнийпорфирины (хлорофиллы). Первые фототрофные организмы, вероятно, ассимилировали углерод на свету подобно Rhodospirillaceae. С приобретением способности фиксировать СО₂ в рибулозобисфосфатном цикле и использовать неорганические доноры электронов (Н₂, H₂S, S) выработался тип метаболизма, характерный для пурпурных серных бактерий (Chromatiaceae). К еще большей независимости от растворенных в воде веществ привело затем появление фотосистемы II: стал возможен нециклический перенос электронов с использованием воды в качестве их донора. Этот процесс был неизбежно связан с выделением кислорода. Оксигенный фотосинтез привел к тому, что земная атмосфера приобрела окислительный характер. Представителями первых микроорганизмов, осуществлявших фотосинтез с выделением О₂, являются цианобактерии.

Переход от первичной восстановительной атмосфры к атмосфере, содержащей кислород, несомненно, был величайшим событием как в эволюции живых существ, так и в преобразовании минералов. В результате превращения цитохромов в терминальные оксидазы и использования молекулярного кислорода в качестве акцептора электронов у бактерий стал возможным новый тип метаболизма — аэробное дыхание.

Как полагают, 2,1 млрд. лет назад уже существовали все фототрофные дышащие прокариоты, известные в настоящее время. Согласно геологическим данным, уже 2,7 млрд. лет назад имелся в небольшом количестве кислород. На протяжении последних 1,2 млрд. лет вся жизнь на Земле зависит от биологического фотосинтеза и от кислорода, выделяемого растениями. Вызвав накопление кислорода в атмосфере, развитие жизни тем самым — через окисление металлов и минералов повлияло и на неживую природу.

В период до 0,6 млрд. лет назад содержание кислорода в атмосфере увеличилось, вероятно, всего лишь до 2%. И только после того, как растения завоевали сушу и покрыли ее густым зеленым ковром, концентрация кислорода в воздухе резко повысилась и достигла современного уровня (21%). Накопление О₂ сопровождалось образованием отложений углерода в форме каменного угля, нефти, природного газа и углеродсодержащих осадочных пород.

Ископаемые остатки, относящиеся к раннему докембрию, чрезвычайно редки. Из-за малой величины примитивных организмов и отсутствия у них каких-либо твердых компонентов остатки их могли сохраниться лишь при исключительных обстоятельствах. В штате Миннесота (США) в отложениях, возраст которых оценивают в 2,7 млрд. лет, были обнаружены структуры, интерпретируемые как остатки бактерий (в том числе цианобактерий). Возраст южноафриканских отложений, в которых тоже были найдены структуры, напоминающие бактерии, достигает 3,1 млрд. лет. Это самые древние из всех известных следов жизни.

Бактерии — это сохранившиеся до наших дней живые свидетели ран ней эволюции жизни. Многие в прошлом широко распространенные и господствовавшие бактерии в настоящее время ведут весьма скромное существование. В экологических нишах, обеспечивающих им подходящие условия жизни, сохранились также и анаэробные бактерии.

Эволюция эукариот. Эукариотические клетки, видимо, возникли лишь тогда, когда в атмосфере появился кислород. Все эукариоты, за очень малым исключением, -аэробные организмы. Прокариоты занимали много различных экологических ниш. Выработка разнообразных типов метаболизма у прокариот была, по-видимому, обусловлена простой структурой клетки, высокоразвитыми системами регуляции, быстрым ростом и наличием нескольких механизмов переноса генов. На пути дальнейшей эволюции прокариот стояли непреодолимые трудности, связанные прежде всего с малыми размерами генома, его гаплоидным состоянием и малой величиной клеток. Новая окружающая среда с аэробными условиями позволяла получать больше энергии, но для ее использования нужны были более крупные клетки, широкие возможности структурной дифференцировки и соответственно во много раз больший геном, который обеспечивал бы хранение большого объема информации. Величина генома 5-10⁹ Да была, вероятно, верхним пределом молекулярной массы бактериальной хромосомы, состоящей из одной-единственной двойной цепи. Для дальнейшей эволюции требовалось создание новой модели.

Различия между прокариотической и эукариотической клетками (эуцитом и протоцитом) огромны. Еще раз перечислим важнейшие особенности клеток эукариот:

1. Носитель наследственной информации (ДНК) отделен от «метаболических пространств» ядерной оболочкой.

2. Вследствие этого транскрипция (в ядре) отделена от трансляции (в цитоплазме).

3. Геном разделен на части, имеется несколько (часто много) линейных хромосом вместо одной кольцевой.

4. Репликация ДНК происходит только в интерфазе; каждая хромосома имеет по нескольку репликонов; дочерние хромосомы распределяются путем митоза.

5. Существуют внутриклеточные механизмы с использованием актина и тубулина для перемещения хромосом во время митоза и мейоза, а также структуры типа пузырьков (лизосомы, пероксисомы и другие «микро тельца»).

6. В генах имеются некодирующие вставки — интроны.

7. ДНК образует комплекс с гистонами, по структуре напоминающий нитку жемчуга (цепь из нуклеосом).

8. Жизненный цикл включает мейоз, при котором из диплоидных клеток образуются гаплоидные. Это позволяет осуществить половой процесс с перекомбинированием генов и смену гаплофазы и диплофазы.

9. Экзоцитоз: внеклеточные ферменты синтезируются не прямо на плазматической мембране (с одновременным выведением их из клетки), а на внутренних мембранах, после чего в цистернах доставляются на поверхность.

10. Эндоцитоз (в форме фагоцитоза и пиноцитоза), позволяющий приобретать внутриклеточных симбионтов.

11. Наличие митохондрий и хлоропластов, которые служат для получения энергии (ресинтеза АТР).

12. Жгутики (или реснички) типа 9 + 2.

Итак, эуцит отличается от протоцита многими функциями и структурами. Хотя и известны отдельные эукариоты, у которых тот или иной признак отсутствует, нет таких примитивных форм, по которым можно было бы определить, в какой последовательности появлялись новые признаки. По-видимому, каждый этап эволюции приносил с собой лишь очень небольшое селективное преимущество, по крайней мере по сравнению с ближайшей предшествующей ступенью. Таким образом, промежуточные формы не сохранялись и, вероятно, были такими нестойкими, что сейчас нет даже ископаемых остатков, которые позволяли бы судить об их функциональных особенностях. В настоящее время имеется лишь небольшое число организмов, которые можно считать развившимися из промежуточных форм. Возможность когда-либо установить последовательность появления перечисленных выше новых признаков следует оценить пессимистически. Но все же можно предположить, что на ранних этапах эволюции эукариотической клетки возникали различные модели ее организации, прежде чем появились многоклеточные организмы.

Следует отметить, что эукариоты специализировались в основном на фотосинтезе и существовании в аэробных условиях, а целый ряд других важных экологических функций остался за прокариотами. К ним относятся фиксация азота, нитрификация, денитрификация, сульфатное и серное дыхание, окисление серы и металлов, образование и использование метана. Круговорот азота и серы полностью или преимуществен но находится «в ведении» прокариот. Таким образом, прокариоты могли бы поддерживать круговороты веществ и сохранять биосферу, тогда как эукариоты одни не справились бы с этой задачей.

Если прокариоты в течение миллиардов лет развивались сами по себе, то эукариоты никогда не оставались одни. Им приходилось все время противостоять прокариотам. Они предоставляли последним новые экологические ниши, защиту и были их жертвами. Многоклеточные организмы своими высокоразвитыми защитными и иными приспособлениями отчасти обязаны агрессивности прокариот. С другой стороны, эукариоты научились извлекать пользу из тесной ассоциации с прокариотами и поставили их себе на службу в качестве эктосимбионтов (в кишечном тракте, на коже, у жвачных в рубце) и эндосимбионтов (для фиксации азота, продукции биомассы путем фотосинтеза, использова ния H₂S, удаления Н₂).

Эволюция живых организмов предлагает для решения массу увлекательных проблем. Их исследование только начинается.

micro.moy.su

Главные пути эволюции

Существуют три основных пути биологического прогресса: ароморфозы, идиоадаптации и общая дегенерация.

Ароморфозы (орогенез) — крупные эволюционные изменения, ведущие к подъему уровня биологической организации, увеличению интенсивности процессов жизнедеятельности. Ароморфоз не является узким приспособлением к конкретным условиям среды. Это развитие у группы организмов принципиально новых признаков и свойств, позволяющих ей перейти в другую адаптивную зону. Примеры ароморфозов: появление автотрофного питания, аэробного дыхания, эукариотических клеток, полового размножения и т.д.

Идиоадаптации (аллогенез) — мелкие эволюционные изменения, приспособления к определенным условиям среды обитания без подъема уровня биологической организации. Например, возникновение цветка — ароморфоз, количество лепестков и их окраска — идиоадаптации. Идиоадаптации к узким, ограниченным условиям среды приводят к специализации группы (термофильные бактерии, живущие в горячих источниках; специализация некоторых растений к определенным опылителям и др.). Специализация при быстром изменении условий среды может привести к вымиранию (мезозойские ящеры),

Общая дегенерация (катагенез) — эволюционные изменения, ведущие к упрощению организации, образа жизни в результате приспособления к более простым условиям существования. Дегенерации, как правило, происходят при переходе к сидячему или паразитическому образу жизни, когда органы, потерявшие биологическое значение, исчезают (у ленточных червей утрачены некоторые органы чувств, пищеварительная система; у повилики — атрофия корней и листьев).

В процессе филогенеза происходит смена одного пути эволюции на другой. Новые, более высокоорганизованные группы живых организмов возникают путем ароморфоза и при этом часто переходят в новую среду обитания (например, выход животных на сушу). Далее эволюция продолжается путем идиоадаптации, иногда дегенерации. Ароморфозы происходят значительно реже, чем идиоадаптации.

jbio.ru

Эволюция микроорганизмов

Реферат на тему

«Эволюция микроорганизмов»

Выполнил: Никоненко Е.В.10б

Проверил: Кулик Н.И.

Челябинск 2003 г

Геологическая летопись нашей планеты – останки вымерших существ — неопровержимо доказывает, что жизнь на планете менялась: одни виды животных и растений исчезали, другие возникали, видоизменялись, порождая новые формы. То же, но в меньших масштабах можно наблюдать на изолированных островах или других замкнутых территориях: через несколько тысяч или даже сотен лет такой изоляции животные и растения уже заметно отличаются от живущих по другую сторону водной или иной преграды.

Исторические изменения наследственных признаков организмов называются эволюцией ( от лат. evolutio– «развертывание»). Этот процесс имеет три очень важных следствия. Во-первых, в ходе эволюции возникают новые виды, т.е. увеличивается разнообразие форм организмов. Во-вторых, организмы адаптируются к изменениям условий внешней среды; поэтому говорят, что эволюция имеет приспособительный характер. И наконец, в-третьих, в результате эволюции постепенно повышается общий уровень организации живых существ: они усложняются и совершенствуются.

В те времена – более четырех млрд лет назад – наша еще очень молодая планета была мало похожа на современную: температура ее поверхности была очень высокой(до 8000 градусов Цельсия), все слагающие планету породы – расплавлены. Даже диаметр Земли был меньше, чем сейчас, и полный оборот вокруг своей оси она совершала за восемнадцать часов, а не за двадцать четыре, как сейчас. Поверхность планеты непрерывно бомбардировали метеориты, в том числе и очень крупные (диаметром несколько сотен километров!). Чем крупнее они были, тем сильнее разогревалась земная кора.

Когда закончилась эпоха «великой бомбардировки», Земля начала постепенно остывать. Породы, слагавшие планету, становились твердыми и образовывали неровную поверхность. Когда температура упала ниже ста градусов Цельсия, вода, бывшая до того паром, пролилась на Землю дождями и заполнила впадины. Так возник первобытный океан. Атмосфера того времени тоже разительно отличалась от нынешней: основными ее составляющими были аммиак, метан, водород и водяные пары. Такая атмосфера почти не задерживала солнечные лучи, особенно ультрафиолетовые, губительные для живых организмов. Как в такой обстановке могла зародиться жизнь?

В 1923 г. российский ученый Александр Иванович Опарин предположил, что в условиях первобытной Земли органические вещества возникали из простейших соединений – аммиака, метана, водорода и воды. Энергия, необходимая для подобных превращений, могла быть получена или от ультрафиолетового излучения, или от частых грозовых электрических разрядов – молний. Возможно, эти органический вещества постепенно накапливались в древнем океане, образуя «первичный бульон», в котором зародилась жизнь.

По гипотезе А.И.Опарина, в «первичном бульоне» длинные нитеобразные молекулы белков могли сворачиваться в шарики, «склеиваться» друг с другом, укрупняясь. Благодаря этому они становились устойчивыми к разрушающему действию прибоя и ультрафиолетового излучения. Белковые «шарики» в «первичном бульоне» притягивали к себе, связывали молекулы воды, а также жиров. Жиры оседали на поверхности белковых тел, обволакивая их слоем, структура которого отдаленно напоминала клеточную мембрану. Этот процесс Опарин назвал коацервацией (от лат. coacervus – «сгусток»), а получившиеся тела – коацерватными каплями, или просто коацерватами. С течением времени коацерваты поглощали из окружавшего их раствора все новые порции вещества, их структура усложнялась до тех пор, пока они не превратились в очень примитивные, но уже живые клетки.

В древней атмосфере не было кислорода. Поэтому первые одноклеточные организмы, подобно современным бактериям, использовали в качестве окислителя для процессов дыхания и источника энергии ионы железа и других химических элементов. Более того, кислород оказался бы губителен для этих древнейших существ: появившись, он немедленно разрушил бы их клетки. Однако около 3,5 млрд лет назад произошла первая революция. Клетки некоторых примитивных существ приобрели способность использовать энергию солнечного света, т.е. фотосинтезировать, создавая органическое вещество из неорганического. Вероятно, они напоминали современные синезеленые водоросли. Одновременно эти необычные организмы стали выделять в атмосферу кислород. Первые живые существа, спасаясь от ядовитого для них газа, исчезли с поверхности планеты и из верхних слоев воды в озерах и морях, сохранившись лишь в глубине геологических пород, где были защищены слоем минеральных веществ.

Древние синезеленые водоросли полностью изменили Землю: насыщенная кислородом атмосфера изгнала с поверхности примитивных бактерий, но сделала возможным дальнейшее совершенствование других форм, от которых произошли все современные организмы. Однако до этого было еще далеко, ведь совершенствование живых существ шло крайне медленно. Вторая (после возникновения фотосинтеза) революция произошла около 2,5 млрд лет назад, когда наряду с прокариотическими клетками бактерий и синезеленых водорослей появились эукариотические одноклкточные организмы. Ученые полагают, что они произошли от прокариотов. Главное отличие эукариотической клетки – наличие в ней внутриклеточных мембран. Возможно, они возникли в клетках древних бактерий благодаря впячиваниям их оболочек внутрь. Такие пузырьки превратились в пищеварительные вакуоли, лизосомы и цистерны эндоплазматической сети. Это приобретение дало древним организмам явное преимущество: они меньше зависели от окружающей среды, так как создавали запасы пищи внутри клеток.

Такой организм уже мог перейти к питанию бактериями и синезелеными водорослями, захватывая их выпячиваниями клеточной оболочки и заключая в образующиеся пищеварительные вакуоли, чтобы потом переварить. Возможно, этот «хищник» был так прожорлив, что не сразу переваривал «проглоченные» жертвы и сохранял их какое-то время внутри своего одноклеточного тела. Попавшие в плен бактерии и одноклеточные синезеленые водоросли научились размножаться внутри большой клетки хищника, а со временем даже заключили с ним мир, основанный на взаимной выгоде: бактерии превратились в митохондрии, обеспечивающие клетку-хозяина энергией, а синезеленые водоросли – в пластиды (хлоропласты и хромопласты) и стали выполнять фотосинтез и некоторые другие обязанности.

Третья революция случилась около 1,2 млрд лет назад, когда появилось половое размножение. В результате резко увеличился обмен наследственным материалом между организмами и как следствие возросло их многообразие, создавшее предпосылки для дальнейшего совершенствования жизни.

Типичным представителем живого организма того времени был воротничковый жгутиконосец – существо, сочетавшее в себе черты современных жгутиконосцев и амеб. Вероятно, этот организм жил, прикрепившись ко дну океана или моря. Можно вообразить также и то, как это создание питалось. Колеблющийся жгутик направлял воду сквозь отверстия воротничка (вырост клетчатой стенки в виде кольцевой пластинки). Вода пригоняла мелкие частицы пищи, и они оседали на воротничке, как на ситечке. Эти частицы захватывало служившее для питания приспособление – ложноножка. В клетке жгутиконосца образовывалась пищеварительная вакуоль, в которой происходило переваривание частиц, — так же, как это происходит у амеб.

В дальнейшем одноклеточные организмы соединялись и жили вместе, образовывая колонию. В такой колонии при многократном делении клеток становится тесно. Организмы-соседи мешают друг другу добывать необходимую пищу. Справиться с проблемой помогает специализация: какие-то одноклеточные сохраняют только воротнички и жгутики, какие-то, напротив, теряют жгутики, но сохраняют ложноножку. Т.е. разные клетки колонии объединяются в устойчивые слои. Каждый такой слой, или ткань, имеет определенную функцию. Так начинается эволюция многоклеточных организмов.

Список литературы:

1. М.Аксенова, Г.Вильчек «Энциклопедия для детей» том 2 Биология

2. Энциклопедия Кирилла и Мефодия 2 CD

mirznanii.com

РубрикаПолезно знать