Основні групи організмів
Основні групи організмів: віруси, бактерії, археї, еукаріоти
Ви вже знайомилися з представниками рослин, тварин, вірусів та бактерій. Пригадайте характерні риси цих груп. Яких представників цих груп ви знаєте? Яка із цих груп є найбільшою за кількістю видів?
Система трьох доменів
1990 року Карл Воуз, спираючись на аналіз послідовності нуклеотидів рРНК та деякі інші молекулярні характеристики, запропонував новий варіант систематики живих організмів. Згідно з ним, організми поділялися на великі систематичні групи — домени. Домен — це таксон найвищого рангу, який включає кілька царств живих організмів.
Клітинні форми життя поділили на три домени — Бактерії, Архебактерії та Еукаріоти. Віруси виділили як окремий таксон Vira, який об’єднує неклітинні форми життя й за рангом відповідає домену.
Така класифікація найбільш точно відбиває сучасні уявлення про виникнення й еволюцію основних груп живих організмів (мал. 45.1).
Особливості основних груп живих організмів
Для порівняння основних груп живих організмів використовують такі характеристики, як наявність клітинної будови, особливості організації генетичного матеріалу, наявність ядра й мембранних органел у клітині, розвиток цитоскелета.
Мал. 1. Філогенія (історичний процес розвитку) живих організмів
Крім системи трьох доменів, інколи використовуються інші системи, хоча їх вважають застарілими. Це система двох імперій, яка поділяє організми на імперії (надцарства) Прокаріоти та Еукаріоти, і система п'яти царств — виділяє царства Прокаріоти, Протисти, Гриби, Рослини і Тварини.
Згідно із сучасною класифікацією, клітинні форми життя поділяють на три домени — Бактерії, Архебактерії та Еукаріоти. Віруси виділяють як окремий таксон Vira, який об’єднує неклітинні форми життя й за рангом відповідає домену.
Вам уже відомо, що основними формами життя є організми, які мають клітинну будову. Однак на нашій планеті виявлено й інші форми життя.
Віруси. Віруси не мають клітинної будови, вони є паразитами в прокаріотичних та еукаріотичних клітинах . Віруси використовують органели клітин-хазяїнів для синтезу нових вірусних частинок - віріонів, у них немає власного обміну речовин. Поза клітиною-хазяїном вони не виявляють ознак життя.
До складу віріонів уходить молекула нуклеїнової кислоти - ДНК або РНК. У простих вірусів така молекула оточена капсидом, що складається з білкових молекул. Складні віруси під час формування віріонів захоплюють частину клітинної плазматичної мембрани, доповнюють її власними білками - утворюється суперкапсид. На відміну від організмів, у клітинах яких спадкова інформація зберігається у вигляді дволанцюгової молекули ДНК, геном вірусу може бути утворений як дво-, так й одноланцюговою молекулою ДНК або РНК.
В організм хазяїна віруси потрапляють різними шляхами. Віруси бактерій руйнують клітинні стінки. Віруси рослин проникають під час руйнування цілісності покривів. В організм тварин віруси проникають через різні системи органів. Наприклад, повітряно-крапельним шляхом через органи дихання проникають віруси грипу, віспи, кору. Інші віруси можуть передаватися з їжею через травну систему. Збудник ящура може передаватися із сирим молоком ураженої корови. Є віруси, що потрапляють в організм через ушкоджену або неушкоджену шкіру. Це віруси сказу, папіломи тощо. Існує загроза потрапляння вірусу в організм під час переливання крові, хірургічних операцій (збудники СНІДу, гепатиту B тощо). Статевим шляхом передаються віруси герпесу, папіломи, ВІЛ. Варто звернути увагу на те, що проникнення вірусу в організм хазяїна можливе й за участі переносників - комах, кліщів тощо. Розглянемо два віруси, що є збудниками небезпечних хвороб.
Бактеріофаг - вірус, що уражає бактерії Вірус тютюнової мозаїки
Вірус грипу належить до складних вірусів. Його спадкова інформація міститься у вісьмох одноланцюгових молекулах РНК, оточених капсидом та суперкапсидом (рис. 165). Цей вірус передається повітряно-крапельним шляхом й уражає слизові оболонки дихальних шляхів. Джерелом грипу людини є переважно хвора людина. Грип - це хвороба, для якої характерне епідемічне поширення. Епідемії грипу, що охоплюють цілі континенти, називаються пандеміями. Наприклад, унаслідок пандемії 1918 р., за різними оцінками, загинули від 50 до 100 млн осіб.
До складних вірусів також належить вірус імунодефіциту людини (ВІЛ). Віріон ВІЛ складається з двох однакових молекул одноланцюгової РНК, оточених капсидом, над яким утворений суперкапсид. Цей вірус належить до ретровірусів й уражає Т-лімфоцити, і їхня загибель призводить до дефіциту імунних клітин в організмі (рис. 166). ВІЛ спричиняє розвиток синдрому набутого імунодефіциту (СНІДу). Цей вірус був відкритий 1983 р. французькими вченими Л. Монтаньє і Ф. Барре-Сінуссі, а також німецьким ученим Х. Хаузеном (Нобелівська премія в галузі фізіології та медицини 2008 р.). На початок XXI ст. вчені констатували пандемію СНІДу за швидкістю розповсюдження, масштабами та наслідками.
Модель вірусу грипу Модель ретровірусу
Прокаріоти. Ви вже ознайомлені з будовою та особливостями життєдіяльності прокаріотичної клітини. Тепер розглянемо різноманітність прокаріотичних організмів.
Бактерії (Еубактерії). Це група одноклітинних і колоніальних організмів, у клітинах яких немає ядра та мембранних органел, а клітинна стінка містить муреїн. У цитоплазмі містяться рибосоми й включення. Клітини різноманітні за формою, наприклад паличкоподібні. Спадкова інформація міститься в одній молекулі ДНК, що має форму замкненого кільця. За способом живлення бактерії можуть бути гетеро- або автотрофами. У цьому сенсі особливе місце посідають ціанобактерії. На їхніх поодиноких тилакоїдах, які є впинаннями плазматичної мембрани, відбувається процес фотосинтезу за допомогою хлорофілу з виділенням кисню. Цим вони подібні до рослин (ми їх розглянемо згодом). Клітини бактерій розмножуються нестатево - поділом навпіл або брунькуванням. Для пристосування до несприятливих умов вони утворюють спори або цисти.
Археї (Архебактерії). Це група організмів, до якої належать одноклітинні прокаріоти, що за особливостями будови і процесів життєдіяльності відрізняються від бактерій. Археї частково поєднують ознаки бактерій та еукаріотів. У них немає ядра та мембранних органел, що характерно для бактерій. Найтиповішими є паличкоподібні та сферичні форми клітин. Гени архей містять інтрони, процеси транскрипції та трансляції в них відбуваються подібно до еукаріотів (наприклад, є сплайсинг). Водночас вони мають деякі особливості, не властиві представникам інших груп організмів. Зокрема хімічний склад їхніх мембран відрізняється і від бактеріальних, і від еукаріотичних. Особливості будови клітинної стінки та структури білків дають змогу багатьом археям існувати в екстремальних умовах - гарячих джерелах, гейзерах, солоних водоймах.
Бацила - паличкоподібна форма бактеріальної клітини Гетеротрофні метаноутворювальні археї
Порівняльна характеристика основних груп живих організмів
інтрони