^Наверх

через какое время муж возвращается в семью

Происходит так, что после развода, бывшие мужья пытаются вернуться в семью. Нагуляются со своим друзьями, попробуют, какого это быть одному, и вот когда уже этим насытился, когда уже надоедят разброс

Вас заинтересует:

какие древнейшие прокариоты живущие в настоящее время

Какие организмы относятся к прокариотам? Прокариоты

Прокариоты: общая информация

Какие организмы относятся к прокариотам? Это самые многочисленные организмы, населяющие планету Земля. Текущая классификация видов прокариотов основана на комбинации геномных и фенотипичных свойств. Число известных видов прокариотов в настоящее время превышает 6200. Эти организмы появились на Земле раньше всех и продолжают благополучно существовать в настоящее время.

Интересные факты и краткая характеристика прокариотов

1) Прокариоты живут везде, где есть жизнь, и, казалось бы, жизни быть не может, так как выжить эти организмы могут в холодной, горячей, кислой и щелочной среде.

3) Большинство прокариотов – это разнообразные одноклеточные организмы с прекрасной адаптивной способностью.

4) Многие особи являются подвижными, приблизительно половина всех прокариотов способна к направленному движению.

5) Клетки прокариотов более простые, чем у эукариотов, как по внутренней структуре, так и в геномной организации.

7) В благоприятных условиях одна-единственная клетка способна произвести огромную колонию потомков за достаточно короткое время.

8) Исследователи регулярно замораживают образцы колоний с тем, чтобы после размораживания проводить дополнительные эксперименты и продолжать изучать особенности этих живучих существ.

Пищевая адаптация

При детальном рассмотрении вопроса о том, какие организмы относятся к прокариотам, важное место занимает способ получения пищи. Так, организмы, получающие энергию из света, являются фототрофами, в результате химических реакций – хемотрофами. Организмы, которым нужен только углекислый газ как источник углерода, являются автотрофами. Живые организмы, которым требуется по крайней мере один источник органического питательного вещества , являются гетеротрофами.

Фотоавтотрофы - фотосинтетические организмы, которые используют энергию света, чтобы стимулировать синтез органических соединений из углекислого газа (растения и морские водоросли). Хемотрофы нуждаются только в углекислом газе как в углеродном источнике, но могут также получить энергию, окисляя неорганические вещества

Среда обитания

Что касается среды обитания прокариотов, она может быть самая разнообразная. Многие особенности прокариот связаны с тем, что эти микроорганизмы способны выживать в самых экстремальных условиях: повышенная соленость, чрезвычайно высокие температуры, места, лишенные кислорода. Прокариоты могут жить в теле животных и людей, помогая хозяину через симбиоз выполнить функции его организма .

Питание прокариоты получают из самых разных источников. Это может быть поиск мертвых клеток или охота на живые (крайне редко). Наиболее распространенный метод получения необходимых питательных веществ – это создание энергии посредством фотосинтеза или использования других полезных ископаемых, например, серы.

Виды и структура прокариотов

Какие организмы относятся к прокариотам? Есть два главных вида: бактерии Прокариотические клеткиклеточная стенка,

Плазменная мембрана

Прокариотические клетки могут иметь многослойные плазменные мембраны. У прокариотов, известных как грамотрицательные бактерии,

Через мембрану происходит коммуникация, включающая отправку и получение химических сигналов от других бактерий и взаимодействие с клетками эукариотических

Цитоплазма

Цитоплазма в прокариотических клетках, напоминающая гель или желе, является жидким веществом, в котором располагаются все другие клеточные компоненты. Недавно биологами было обнаружено, что у прокариотических клеток есть сложный и функциональный цитоскелет, подобный тому, что имеют эукариотические клетки. Таким образом, клетка может поддерживать свою форму.

Прокариотические рибосомы меньше и имеют немного отличающуюся форму и состав, чем найденные в эукариотических клетках. Идентичны также и функции этого клеточного компонента - построение белков и передача сигналов, которые посылает ДНК.

Генетический материал

Все клетки прокариотов содержат большое количество генетического материала в виде ДНК и РНК. К прокариотам относятся организмы, клетки которых не имеют ядра, единственного большого круглого участка ДНК, содержащего большинство генов, необходимых для роста, выживания и воспроизводства клеток. ДНК в таких клетках представлена в беспорядочной последовательности.

Как правило, ДНК простирается по всей клетке с тем, чтобы быть расшифрованной в РНК и преобразованной. В микроскоп можно увидеть уплотнение в определенной части клетки, это и есть генетический материал . В дополнение к единственной большой части хромосомной ДНК много прокариотических клеток также содержат маленькие части ДНК, названные плазмидами. Эти круглые кольца ДНК копируются независимо от хромосомы и могут быть переданы от одной прокариотической клетки к другой.

Благодаря своим особенностям прокариоты могут благополучно выживать в любых условиях, они повсюду - как в обычной окружающей среде, так и в соленых озерах, горячих источниках, в кратерах вулканов и глубоко в недрах Земли. Таким образом, к прокариотам относятся самые стойкие и жизнеспособные организмы на планете.

Первые достоверные окаменелости датируются 3, 5 млрд. лет назад

Самая ранняя жизнь, которую мы знаем, была довольно разнообразной, хотя была представлена только прокариотами (их ископаемые остатки можно распознать по малым размерам клеток). Самые древние окаменелости представлены не только отдельными клетками, но и макроскопическими сообществами прокариот: бактериальные матами и строматолитами. Бактериальный мат

Автотрофные организмы синтезируют органические вещества, включая в их состав углекислый газ, используя при этом энергию, полученную из какой-нибудь окислительно-восстановительной реакции или путем фотосинтеза . Фотоавтотрофы в свою очередь делятся на аноксигенных (не выделяющих кислород) и оксигенных (выделяющих кислород).

Строматолит

Древнейшие прокариоты скорее всего были хемоавтотрофами. Они «пристраивались» к какой-нибудь химической реакции, которая шла с выделением энергии и без их участия, сама по себе, только медленно. При помощи подходящего фермента они начинали катализировать эту реакцию, многократно ускоряя ее. Например, древнейшие прокариоты восстанавливали углекислый газ до метана при помощи водорода. Выделяющуюся энергию «подхватывали» другие ферменты и использовали для синтеза АТФ. Имея запас АТФ, прокариоты получали возможность осуществлять и такие химические реакции, которые идут с затратами энергии (например, синтез органики из углекислого газа).

Первая находка, документирующая наличие фотосинтеза , 3, 4 млрд. лет

В результате деятельности аноксигенных фотосинтетиков, восстанавливающих углекислый газ и сероводород, в биосфере стали образовываться излишки метана и сульфатов. Появились симбиотические микробные сообщества, способные окислять метан при помощи сульфатов. В результате этого вновь образовывались углекислый газ и сероводород, которые тоже шли в дело. Незамкнутые биогеохимические циклы стали замыкаться, биосфера приобретала устойчивость и способность к саморегуляции.

Цианобактериикоторые обладали способностью к оксигенному фотосинтезу, появились около 2, 9 млрд. лет назад

Ископаемые строматолиты, сформированные фотосинтезирующими прокариотами, иногда содержат маленькие пузырьки, которые, судя по данным химического анализа, были заполнены кислородом, вероятно, выделявшимся в ходе оксигенного фотосинтеза. Сравнение ископаемых конических строматолитов и аналогичных структур, образованных современными цианобактериями, подтверждает эту гипотезу. «Ископаемые пузырьки» можно отыскать в строматолитах не старше 2, 7 млрд. лет, что свидетельствует о возникновении оксигенного фотосинтеза только в то время. Эта датировка совпадает с данными о накоплении кислорода в океанах и атмосфере. Находки самых древних прокариот, которые жили на суше, имеют возраст 2, 6 млрд. лет

После появления цианобактерий господство прокариот на нашей планете продолжалось полтора-два млрд. лет. Микроорганизмы становились все более многочисленными и разнообразными. Однако именно накопление кислорода, произошедшее благодаря цианобактериям, а также повышение уровня интеграции микробных сообществ привели к возникновению эукариот (слиянию нескольких видов прокариотических организмов в одну клетку).

Разумеется, эволюция прокариот не закончилась в протерозое, она продолжается и сейчас. Поскольку цианобактерии возникли никак не позже 2, 7 млрд. лет назад, основные группы бактерий должны были обособиться очень рано. Разделение на бактерий и архей произошло в самом начале эволюции прокариот (раньше 3, 5 млрд. лет назад).

У нас нет точных данных о температурах, при которых развивалась древняя жизнь. Однако можно ожидать, что строение белков живых организмов отражает ту температуру, при которой им пришлось жить. Строение белков можно реконструировать на основании современных генотипов. Получается, что сначала в ходе эволюции произошло увеличение термоустойчивости (от приспособленного к умеренным температурам до термофильных предков бактерий и архей-эукариот), а затем термоустойчивость вновь понизилась. Если эта реконструкция справедлива, то получается, что бактерии и археи приспосабливались к высоким температурам параллельно. Может, это было адаптацией к изменившимся условиям обитания на планете, а может быть, следствием смены РНК-генома на более термоустойчивый ДНК-геном.

Изучите схему субмикроскопического строения бакте-риальной клетки (рис. 3). На рисунке обозначьте: клеточнуюстенку, плазмалемму, мезосомы, фотосинтетические мембраны, цитоплазму, рибосомы, хромосому, плазмиды, скопление запас-ных веществ;

  • Какие древнейшие прокариоты, живущие в настоящее время, занимают промежуточное положение между вирусами и бак­териями?

  • Какие системы жизнеобеспечения присущи любой клетке? Чем представлена система самовоспроизведения в прокариотической клетке?

  • Рассмотрите схему строения растительной клетки (рис. 46). На рисунке обозначьте: оболочку, плазмалемму, цитоплазму, митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, ЭПС, вакуоли, ри­босомы, ядро, ядрышко, ядерную мембрану, кариоплазму.

    Какие органеллы, характерные для животных клеток, от­сутствуют в клетках высших растений? Приготовьте временный препарат листа элодеи. Зари­суйте 1-2 клетки, обозначьте: оболочку, плазмалемму, цито­плазму, ядро, хлоропласты. Обратите внимание на движение хлоропластов под воздействием света. Укажите основные структурные отличия между животными и растительными клетками.

    Рассмотритесхему субмикроскопического строенияжи­вотной клетки (рис. 4а). На рисункеобозначьте: ПМ, цито­плазму, ЭПС, КГ, митохондрии, лизосомы, рибосомы, клеточ­ный центр. Обратите вниманиена компартментацию клетки, определяемуюбольшим количеством внутриклеточныхмем­бран. Рассмотрите электронныемикрофотографии органелл эукариотическойклетки.

    Намикропрепаратах под малым и большимувеличениями микроскопа рассмотритестроение клеток слизистой полости ртачеловека или клеток печени крысы.Зарисуйте 1-2 клетки, обозначьте: ПМ, цитоплазму, ядро, включения гликогена(клетки печени).

    Вклеточной оболочке животной клеткиразличают над-мембранный комплекс , ПМ и кортикальный слой, который изнутри примыкает к ПМ.

    Изучитепо табл. 5 особенности организации ифункции компонентов поверхностногокомплекса животной клетки.

    • Какпоступают в клетку неполярные(холестерини его производные) вещества , полярныевысокомолеку­лярные соединения иионы свободнобез участия мембранных пузырьков;

    Для каких клеток крови человека важное значение име­ет транспорт веществ в мембранной упаковке (пино- и фагоцитоз)? Какие элементы цитоскелета клетки, соединяясь с ПМ, обеспечивают изменение ее конфигурации и далее – пино- и фагоцитоз?

  • Липосомы - это искусственно приготовленные из фос-фолипидов мембранные пузырьки. Почему их можно использовать для введения внутрь клеток лекарственных препаратов?

  • Сколько ядер имеют большинство клеток человека? Ка­кие клетки человека безъядерные? Имеют два и много ядер?

  • Зависит ли количество пор в ядерной мембране от фун­кционального состояния клетки? Увеличивается или уменьшается их количество с повышением синтети­ческой активности в клетке? Чем это можно объяснить?

  • Представлен периферическими белками ПМ и углеводами (2 - 10%) в составе гликолипидов и гликопро-теидов. Определяет межклеточные узнавания, антигенные, адгезивные и рецепторные свойства клетки.

    Бислой фосфолипидов (25 - 60%) в комплексе с белками (40 - 75%). Периферические белки расположены на поверхности ПМ, связаны с полярными головками ли-пидных молекул. Основная их функция - рецепторная. Полупогруженные в бислой белки связаны с липидами гидрофобными взаимодействиями. Пронизывающие бислой белки определяют рецепторную, ферментативную и транспортную функции.

    Представлен микротрубочками и микрофиламентами. Определяет форму клетки, передачу внешних сигналов глубинным структурам клетки.

    Изучите по табл. 6 особенности строения и функции компонентов ядра. На электронной микрофотографии ядра найдите оболочку, поры, хроматин, ядрышко. Обратите внимание на связь наружной мембраны ядерной оболочки с каналами ЭПС.

    Рассмотритена электронной микрофотографиисубмикро­скопическое строениемитохондрии. Найдите наружную и внутреннююмембраны, юристы, матрикс, рибосомы.Пользуясь материалом табл. 7, ответьтена вопросы:

  • Какие факты свидетельствуют о том, что митохондрии -потомки древних прокариотических клеток, вступивших на ранних этапах происхождения эукариотической клетки в эндосимбиотические отношения с другими прокарио-тическими клетками?

  • Общая масса митохондрий по отношению к массе клеток различных органов крысы составляет: в поджелудочной железе - 7, 9%, в печени - 18, 4%, в сердце - 35, 8%. Почему в клетках этих органов различное содержание митохондрий?

  • Внутренняя среда митохондрии, в которой раз-мещена ДНК, мелкие рибосомы , ферментырепликации, транскрипции, трансляции, цикла Кребса.

    К доядерным организмам - прокариотам относятся простейшие одноклеточные организмы. В обиходе их называют бактериями или микробами.

    Так же к прокариотам относятся сине зеленые водоросли. В этой работе я постараюсь описать строение прокариот, их размножение, образ жизни, основные группы прокариот.

    Прокариоты могут быть использованы в медицине. До второй половины прошлого века медицина практически не могла лечить болезни, вызываемые бактериями. Сейчас медики с большинством из них успешно справляются. Поэтому, я считаю, что эта тема актуальна и на сегодняшний день.

    Все известные одноклеточные и многоклеточные организмы вполне естественно делятся на две большие группы - прокариоты и эукариоты.

    Все прокариоты принадлежат к одному царству Дробянки, представленному бактериями и сине-зелеными водорослями.

    Клетки прокариот (от греч. pro - до, karion - ядро) не имеют оформленного ядра. Иными словами генетический материал прокариот находится прямо в цитоплазме и не окружен ядерной мембраной. Выделяют две группы бактерий: архебактерии ( от греч. архаиос - древнейший) и эубактерии.

    Прокариоты значительно крупнее вирусов (в среднем 0, 5 - 5 мкм), самые мелкие из них могут быть мельче вируса оспы. Самые крупные бактерии можно увидеть невооруженным глазом в виде точек и палочек, но это исключения. Обычно прокариотные клетки рассмативаются под оптическим микроскопом. Впервые бактерии заметил в конце XVII века голландский натуралист А. ван Левенгук в простейший микроскоп - лупу из одной крошечной каплевидной линзы.

    Прокариотная клетка обычно покрыта оболочкой (клеточной стенкой), как клетка растений. Но состоит эта упругая, как автомобильная шина, оболочка не из целлюлозы, а из близкого к ней вещества муреина (от лат. «мура» - стенка). Некоторые бактерии (те же микоплазмы) потеряли оболочки вторично.

    Многие бактерии имеют жгутики. Жгутики состоят из одинаковых сферических субъединиц белка флагеллина (похожего на мышечный актин), которые расположены по спирали и образуют полый цилиндр диаметром около 10 - 20 нм. Несмотря на волнистую форму жгутиков, они довольно жестки.

    Жгутики приводятся в движение посредством уникального механизма. Основание жгутика вращается, по-видимому, так, что жгутик как бы ввинчивается в среду, не совершая беспорядочных биений и, таким образом, продвигает клетку вперед. Это, очевидно, единственная известная в природе структура, где используется принцип колеса.

    Другая интересная особенность жгутиков - это способность отдельных субъединиц флагеллина спонтанно собираться в растворе в спиральные нити. Спонтанная самосборка - очень важное свойство многих сложных биологических структур. В данном случае самосборка обусловлена аминокислотной последовательностью (первичной структурой) флагеллина. Подвижные бактерии могут передвигаться в ответ на определенные раздражители, то есть они способны к таксису.

    Жгутики легче всего рассмотреть электронный микроскоп, применив технику напыления металлом. Жгутиков может быть до нескольких десятков.

    На клеточной стенке некоторых грамотрицательных бактерий видны тонкие выросты (палочковидные белковые выступы), которые называются пили или фимбрии. Они короче и тоньше жгутиков и служат для прикрепления клеток друг к другу или к какой-нибудь поверхности, придавая специфическую «липкость» тем штаммам, которые ими обладают. Пили, бывают разного типа. Наиболее интересны так называемые F-пили, которые кодируются специальной плазмидой и связаны с половым размножением бактерий.

    Как у всех клеток, протоплазма бактерий окружена полунепроницаемой мембраной. У некоторых бактерий плазматическая мембрана втягивается внутрь клетки и образует мезосомы или фотосинтетические мембраны.

    - складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. Следовательно, мезосомы можно назвать примитивными органеллами. Во время клеточного деления мезосомы связываются с ДНК, что, по-видимому, облегчает разделение двух дочерних молекул ДНК после репликации и способствует образованию перегородки между дочерними клетками

    ДНК бактерий представлены одиночными кольцевыми молекулами, длиной около 1 мм. Каждая такая молекула состоит из 5-10

    Формы клеток прокариот довольно просты: шарики ( кокки ), иногда объединенный по два ( двойные коки- диплококи ); образующие цепочки ( стрептококки ) или склеенные в некое подобие виноградной грозди ( стафилококки / от греч. стафилус - виноград), склеенные по четыре ( сарцины ); палочки ( бациллы ), искривленные палочки ( вибрионы ); штопорообразные ( спириллы ). Куда реже встречаются ветвящиеся формы клеток.

    Простота формы делает невозможным точное определение прокариот по внешнему виду. Наоборот, физиология их настолько разнообразна, что в микробиологии в описании нового вида или разновидности обязательно указывают, в чем нуждается микроорганизм и какие продукты производит, то есть основные характеристики обмена с окружающей средой.

    Размножаются прокариоты чаще всего простым делением клетки. Реже встречается почкование, когда отшнуровывающаяся молодая клетка много мельче материнской. Разделившиеся клетки часто остаются вместе, образуя нити, а иногда и более сложные структуры. В благоприятных условиях прокариоты растут очень быстро, по геометрической прогрессии. Захватив все ресурсы, популяция останавливает рост. Далее численность их может снижаться из-за отравления продуктами своего же обмена. В проточной среде скорость роста постоянна и зависит от температуры и количества пищи. Поэтому, в профильтрованной через почву ключевой воде бактерий нет - они не успевают размножаться до того, как их выносит за пределы источника.

    В неблагоприятных условиях некоторые бактерии образуют споры - покоящиеся стадии, покрытые плотной оболочкой. В виде спор они выносят высокую температуру, порой даже выше 100

    Микробиологи часто выращивают бактерии на поверхности твердой среды в мясном отваре с желатином или агаром. Клетка, попавшая на поверхность этого питательного студня, начинает делиться и образует колонию (пятно определенной формы и цвета), в которой все клетки - потомки одной, первоначальной. Это очень распространенный прием получения чистой линии микробов.

    Многие бактерии используют свет, как источник энергии. Все они окрашены в красный, оранжевый, зеленый или сине-зеленый цвет; ведь для того, чтобы свет произвел какую-либо работу, он должен быть поглощен красителем - пигментом . У бактерий это разнообразные хлорофиллы и каротиноиды.

    Пурпурные серные бактерии получают водород из сероводорода , окисляя его до серы и сульфатов. Пурпурные несерные бактерии получают его из растворенных органических веществ.

    Особенность бактериального фотосинтеза в том, что при нем выделяется свободный кислород . Такой фотосинтез называют аноксигенным .

    Совсем по другому используют энергию солнечного излучения цианобактерии ( их неточно называли сине-зелеными водорослями). Они расщепляют воду и используют водород, а молекулярный кислород выделяется в атмосферу. Полагают, что именно цианобактерии со своим оксигенным фотосинтезом сделали атмосферу нашей планеты кислородной.

    Цианобактерии устойчивые к бытовому и промышленному загрязнению, вызывают «цветение» и порчу в водоемах, озерах, водохранилищах. Они могут жить и на прибрежных камнях и скалах, в горах и пустынях (им достаточно росы), в горячих источниках.

    Но неприятности, порой причиняемые цианобактериями, можно «простить», и не только за то, что они когда-то сделали атмосферу Земли пригодной для нашего дыхания, выделяя свободный кислород.

    Эти организмы активно связывают атмосферный азот, обеспечивая урожай рисовых полей и продуктивность всех других водоемов.

    Многие бактерии получают энергию используя неорганические вещества: аммиак, нитриты, соединение серы, двухвалентное железо и ионы других металлов. Источником углерода для них является углекислый газ. К ним относятся бактерии, превращающие аммиак в нитриты - в нитраты. Другие бактерии получают энергию для своего роста, окисляя соединения серы:

    Так как сера и сероводород часто встречаются в горячих вулканических источниках, эти бактерии там обычны. Металлурги древности, в том числе и на Руси, высоко ценили железные болотные руды, залегавшие в болотах. Из них на древесном угле получалось высококачественное, чистейшее железо. Эти руды создают бактерии, окисляя двухвалентное железо до трехвалентного:

    Некоторые из железобактерий могут окислять и серу, перерабатывая растворимые сульфаты не только сульфиды железа, но и других металлов. Сейчас такие бактерии помогают металлургам, выщелачивая из бедных руд, цинк, сурьму, никель, марганец, молибден и уран. Проще всего через толстый слой измельченной породы пропускать воду с бактериями и собирать вытекающую воду с сульфатами соответствующих металлов. Все другие способы здесь оказываются экономически не выгодными.

    Теперь перейдем к бактериям, потребляющим органическое вещество. Еще в прошлом веке великий французский химик и микробиолог Л.Пастер понял, что без микроорганизмов гниение и брожение превращающих органику в неорганические соединения NH3, H2S, CO2, H2O жизнь на Земле стала бы невозможной. Именно они замыкают круговорот биогенных веществ на нашей планете, поставляя зеленым растениям - фитотрофам необходимое «сырье». «Не по зубам» микроорганизмам только созданные человеком пластмассы, стиральные порошки и яды. Поэтому, они накапливаются в окружающей нас среде и уже начинают угрожать существованию самого человека.

    Из микроорганизмов - органотрофов, чаще всего, люди применяют в своей практике бактерии, использующие как источник энергии реакцию брожения. Эти процессы идут без участия кислорода микроорганизмы, не нуждающиеся в Н2О, называют анаэробами.

    Различают обязательных, облигатных анаэробов, для которых свободный кислород является ядом смертельным; и необязательных, факультативных, которые легко переходят от брожения к кислородному дыханию.

    Бактерии молочнокислого брожения, получают энергию, превращая углеводы в молочную кислоту. Эта реакция идет и в мышцах, при очень напряженной работе, когда кровь не успевает доставлять кислород. Но в наших организмах она не может идти долго - образующаяся при этом молочная кислота, которую физиологи выразительно называют «токсином усталости» утомляют мышцу. Молочнокислые бактерии превращают молоко в простоквашу, кефир и кумыс. Они же образуют кислое тесто, разные сорта сыра, квашение капусты и огурцов, силос.

    Другие бактерии при брожении выделяют иные органические кислоты: пропионовую, муравьиную, уксусную, янтарную, а также другие соединения. Некоторые из них используют в химической промышленности.

    Перейдем к прокариотам, которые приспособились к жизни на покровах и в кишечниках животных. Среди них есть полезные для своих хозяев. Коровы, овцы и все жвачные животные содержат в своих сложных желудках огромное количество бактерий, расщепляющих клетчатку . Другие кишечные бактерии поставляют хозяевам витамины. Есть среди них и просто «нахлебники», не приносящие прямой пользы, но для хозяев не безразличны.

    Человек не исключение, на нашей коже обретает не мало бактерий, потребляющих органические вещества пота. Мы периодически смываем их, но если эти бактерии исчезнут все, например, при злоупотреблении антибиотиками освободившееся место займут дрожжеподобные грибки, которые могут вызвать кожные болезни.

    Но несравненно больше бактерий в содержимом наших кишечников. Кал человека на 30% по массе состоит из бактерий. В основном, это строгие облигатные анаэробы из рода Bactericides. Гораздо меньше факультативных анаэробов, которые могут размножаться в кислородной атмосфере. Из них наиболее известна кишечная палочка. Кишечную палочку легко выращивать и в лаборатории. Это самая изученная бактерия, потому что многие десятки лет служит любимыми объектом молекулярных биологов и генных инженеров.

    Это бактерии, вызывающие болезни. Широко распространена опасная болезнь дизентерия. Дизентерийная палочка, размножаясь в кишечнике, вызывает его опасное расстройство («кровяной понос»). Близкими возбудителями вызывается сальмонеллез и брюшной тиф. Все они называются «болезнями грязных рук», но заразиться ими можно и через мух, загрязненную пищу и воду. Еще боле опасна холера, ее вызывает один из видов вибрионов - факультативный анаэроб, распространяющийся со сточными водами. Клетки ее выделяют опасный яд- токсин, от которого разрушаются клетки слизистой оболочки кишечника, организм теряет много воды, и от обезвоживания может наступить смерть.

    Многие бактерии поражают дыхательные пути, вследствие чего человек заболевает ангиной. Похожа на нее по симптомам, но несравненно более опасна дифтерия, вызываемая палочкой булавовидной своеобразной формы. Она поражает полость зева и миндалины. Опасна дифтерийная палочка не сама по себе, а лишь те ее разновидности, которые содержат «прирученный» вирус - «нахлебник». Этот вирус вырабатывает токсин, блокирующий синтез белка в клетках эукариот, в том числе в сердечной мышце, нервах и почках. Особенно опасна дифтерия для детей. Широко распространены разные формы пневмонии (воспаление легких), вызываемой пневмококками.

    Еще в начале века слово «туберкулез» вселяло ужас, как сейчас СПИД. В то время эта болезнь поражающая обычно легкие, была неизлечима. Но она может поражать и другие органы (костный туберкулез). Вызывается она так называемой « палочкой Коха », по имени описавшего ее Р.Коха, великого немецкого микробиолога. Относится палочка Коха к микробактериям. К ней близок возбудитель проказы - тяжелейшей и трудноизлечимой болезни.

    Другие микробактерии обитают в почве, некоторые из них могут усваивать такие вещества, как нефть, парафин, нафталин. Сейчас туберкулез излечим, но по-прежнему считается серьезной болезнью.

    С незапамятных времен бичем человечества была чума, от которой в средние века вымирали целые города. Эта болезнь вызывается чумной палочкой. Собственно чума - болезнь грызунов. От них к человеку она переносится блохами. Даже сейчас, несмотря на прививки и лекарства, чума лечится трудно. Легче предупреждать ее вспышки.

    Штопоровидно закрученные микроорганизмы - спирохеты - также могут быть возбудителями опасных болезней; возвратного тифа, инфекционной желтухи, сифилиса.

    Особняком стоят микроорганизмы облигатные, строгие анаэробы. К ним относятся возбудители опаснейших болезней: газовой гангрены, столбняка, ботулизма. Первыми двумя люди заболевают, когда в раны попадает земля. В таких случаях срочно нужно делать прививку. Бактерия ботулизма развивается в мясных и рыбных продуктах и бобовых консервах, богатых белком. Она выделяет смертельный токсин - ботулин, вызывающий паралич дыхания. Раньше его называли колбасным ядом.

    Сине-зеленые водоросли - наиболее древние (возникли свыше 3-х млрд. лет назад) водные или реже почвенные автотрофные организмы. Клетки имеют толстые многочисленные стенки (состоят из полисахаридов, пектиновых веществ и целлюлозы), часто одеты слизистым чехлом. Их прокариотические клетки по строению сходны с бактериями. Фотосинтез осуществляется на свободно лежащих в цитоплазме мембранах, содержащих хлорофилл и другие пигменты.

    У многих видов сине-зеленых водорослей встречаются наполненные азотом вакуоли. Эти вакуоли регулируют плавучесть клетки, и позволяет ей парить в толще воды. Размножаются, обычно, сине-зеленые водоросли путем деления клетки надвое, колониальные или нитчатые - распадом колоний или нитей. При неблагоприятных условиях могут образовываться споры.

    Сине-зеленые водоросли широко распространены в биосфере, но основная масса видов населяет пресноводные водоемы, некоторые виды живут в морях и на суше. Другие живут в местах загрязнения органическими веществами, питаясь микотрофно. Они способны очищать воду, минерализуя продукты гниения.

    Кольцевая ДНК находится в цитоплазме и ничем не защищена. Нет истинного ядра или хромосом. Нет ядрышка.

    Жесткие, содержат полисахариды и аминокислоты. Основной упрочняющий компонент - муреин.

    Расцвет эукариот на Земле начался около 1 млрд лет назад, хотя первые из них появились намного раньше (возможно 2, 5 млрд лет назад). Происхождение эукариот могло быть связано с вынужденной эволюцией прокариотических организмов в атмосфере, которая стала содержать кислород.

    Симбиогенез — основная гипотеза происхождения эукариот

    Клеткой-хозяином мог быть относительно крупный анаэробный гетеротрофный прокариот, похожий на амебу. В отличие от других, он мог приобрести способность питаться путем фаго- и пиноцитоза, что позволяло ему захватывать других прокариот. Они не все переваривались, а снабжали хозяина продуктами своей жизнедеятельности). В свою очередь, получали от него питательные вещества.

    Митохондрии произошли от аэробных бактерий и позволили клетке-хозяину перейти к аэробному дыханию, которое не только намного эффективней, но и облегчает существование в атмосфере, содержащей достаточно большое количество кислорода. В такой среде аэробные организмы получают преимущество над анаэробными.

    Позже в некоторых клетках поселились похожие на ныне живущих синезеленых водорослей древние прокариоты. Они стали хлоропластами, дав начало эволюционной ветви растений.

    Кроме митохондрий и пластид симбиотическое происхождение могут иметь жгутики эукариот. В них превратились симбионты-бактерии наподобие современных спирохет, имеющих жгутик. Считается, что в последствии из базальных тел жгутиков произошли центриоли, столь важные структуры для механизма клеточного деления эукариот.

    Эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, пузырьки и вакуоли могли произойти от наружной мембраны ядерной оболочки. С другой точки зрения, некоторые из перечисленных органелл могли возникнуть путем упрощения митохондрий или пластид.

    Во многом неясным остается вопрос происхождения ядра. Могло ли оно также образоваться из прокариота-симбионта? Количество ДНК в ядре современных эукариот во много раз превышает его количество в митохондриях и хлоропластах. Возможно часть генетической информации последних со временем переместилась в ядро. Также в процессе эволюции происходило дальнейшее увеличение размера ядерного генома.

    Кроме того в симбиотической гипотезе происхождения эукариот не все так однозначно с клеткой-хозяином. Им мог и не быть один вид прокариот. Используя методы сравнения геномов, ученые делают вывод, что клетка-хозяин близок к археям, при этом сочетает в себе признаки архей и ряда неродственных групп бактерий. Отсюда можно сделать вывод, что появление эукариот происходило в сложном сообществе прокариот. При этом процесс скорее всего начался с метаногенной археи, вступавшей в симбиоз с другими прокариотами, что было вызвано необходимостью обитания в кислородной среде. Появление фагоцитоза способствовало притоку чужих генов, а ядро образовалось для защиты генетического материала.

    Доказательства симбиогенеза

    В пользу симбиотического происхождения эукариот говорит то, что митохондрии и хлоропласты имеют собственную ДНК, причем кольцевую и не связанную с белками (также обстоит дело у прокариот). Однако в генах митохондрий и пластид есть интроны, чего нет у прокариот.

    Пластиды и митохондрии не воспроизводятся клеткой с нуля. Они образуются из ранее существующих таких же органелл путем их деления и последующего роста.

    В настоящее время существуют амебы, у которых нет митохондрий, а вместо них есть бактерии симбионты. Также есть простейшие, сожительствующие с одноклеточными водорослями, выполняющими в клетке-хозяине роль хлоропластов.

    Инвагинационная гипотеза происхождения эукариот

    Кроме симбиогенеза существуют и другие взгляды на происхождение эукариот. Например, инвагинационная гипотеза . Согласно ей, предком эукариотической клетки был не анаэробный, а аэробный прокариот. К такой клетке могли прикрепляться другие прокариоты. Потом их геномы объединялись.

    Ядро, митохондрии и пластиды возникли путем впячивания и отшнуровывания участков клеточной мембраны. В эти структуры попадала чужеродная ДНК.

    Инвагинационная гипотеза происхождения эукариот хорошо объясняет наличие двойной мембраны у органелл. Однако она не объясняет, почему система биосинтеза белка в хлоропластах и митохондриях сходна с прокариотической, в то время как таковая в ядерно-цитоплазматическом комплексе имеет ключевые отличия.

    Причины эволюции эукариот

    Все разнообразие жизни на Земле (от простейших до покрытосеменных и млекопитающих) дали клетки эукариотического, а не прокариотического типа. Возникает вопрос, почему? Очевидно, ряд особенностей, возникших у эукариот, существенно повысили их эволюционные возможности.

    Во-первых, у эукариот есть ядерный геном, который во много раз превосходит количество ДНК у прокариот. При этом эукариотические клетки диплоидны, кроме этого в каждом гаплоидном наборе определенные гены многократно повторяются. Все это обеспечивает, с одной стороны, большие масштабы для мутационной изменчивости, а с другой — уменьшает угрозу резкого снижения жизнеспособности в результате вредной мутации. Таким образом, эукариоты, в отличие от прокариот, обладают резервом наследственной изменчивости.

    Эукариотические клетки имеют более сложный механизм регуляции жизнедеятельности, у них существенно больше различных регуляторных генов. Кроме того, молекулы ДНК образовали комплексы с белками, что позволило наследственному материалу упаковываться и распаковываться. Все вместе это дало возможность считывать информацию частями, в разных сочетаниях и количестве, в разное время. (Если в клетках прокариот транскрибируется почти вся информация генома, то в эукариотических клетках обычно менее половины.) Благодаря этому эукариоты могли специализироваться, лучше приспосабливаться.

    У эукариот появились митоз, а затем и мейоз. Митоз позволяет воспроизводить генетически сходные клетки, а мейоз сильно увеличивает комбинативную изменчивость, что ускоряет эволюцию.

    Большую роль в процветании эукариот сыграло приобретенное их предком аэробное дыхание (хотя оно есть и у многих прокариот).

    На заре своей эволюции эукариоты обзавелись эластичной оболочкой, обеспечивавшей возможность фагоцитоза, и жгутиками, позволившими им двигаться. Это дало возможность эффективней питаться.