Elävän maailman kaikkea monimuotoisuutta on lähes mahdotonta ilmaista määrällisesti. Tästä syystä taksonomit ryhmittelivät ne ryhmiin tiettyjen piirteiden perusteella. Artikkelissamme tarkastellaan elävien organismien pääominaisuuksia, luokittelun perusteita ja organisoitumistasoja.
Elävän maailman monimuotoisuus: lyhyesti
Jokainen planeetalla esiintyvä laji on yksilöllinen ja ainutlaatuinen. Monilla niistä on kuitenkin useita samanlaisia rakenteellisia piirteitä. Näillä perusteilla kaikki elävät asiat voidaan yhdistää taksoneiksi. Nykyaikana tutkijat erottavat viisi kuningaskuntaa. Elävän maailman monimuotoisuus (kuvassa joitain sen edustajia) sisältää kasveja, eläimiä, sieniä, bakteereja ja viruksia. Näistä viimeisillä ei ole solurakennetta ja ne kuuluvat tällä perusteella erilliseen kuningaskuntaan. Virusmolekyyli koostuu nukleiinihaposta, joka voi olla joko DNA:ta tai RNA:ta. Niiden ympärillä on proteiinikuori. Tällaisella rakenteella nämä organismit pystyvät suorittamaan vain ainoan elämisen merkinolennot - lisääntymään itsekokoamalla isäntäorganismin sisällä. Kaikki bakteerit ovat prokaryootteja. Tämä tarkoittaa, että heidän soluissaan ei ole muodostunutta ydintä. Niiden geneettistä materiaalia edustavat nukleoidi - pyöreät DNA-molekyylit, joiden klusterit sijaitsevat suoraan sytoplasmassa.
Kasvit ja eläimet eroavat toisistaan ruokailutavansa suhteen. Ensimmäiset pystyvät syntetisoimaan itse orgaanisia aineita fotosynteesin aikana. Tämän tyyppistä ravintoa kutsutaan autotrofiseksi. Eläimet imevät itseensä valmiita aineita. Tällaisia organismeja kutsutaan heterotrofeiksi. Sienillä on sekä kasveille että eläimille ominaisia ominaisuuksia. Heillä on esimerkiksi kiinteä elämäntapa ja rajaton kasvu, mutta ne eivät pysty fotosynteesiin.
Elävän aineen ominaisuudet
Ja millä perusteella organismeja yleensä kutsutaan eläviksi? Tutkijat tunnistavat useita kriteerejä. Ensinnäkin se on kemiallisen koostumuksen yhtenäisyys. Kaikki elävä aine muodostuu orgaanisista aineista. Näitä ovat proteiinit, lipidit, hiilihydraatit ja nukleiinihapot. Kaikki ne ovat luonnollisia biopolymeerejä, jotka koostuvat tietystä määrästä toistuvia elementtejä. Elävien olentojen merkkejä ovat myös ravitsemus, hengitys, kasvu, kehitys, perinnöllinen vaihtelu, aineenvaihdunta, lisääntyminen ja sopeutumiskyky.
Jokaiselle taksonille on ominaista omat ominaisuutensa. Esimerkiksi kasvit kasvavat loputtomasti, koko elämänsä ajan. Mutta eläimet kasvattavat kokoaan vain tiettyyn aikaan. Sama koskee hengittämistä. Tämän prosessin uskotaan tapahtuvanvain hapen läsnä ollessa. Tällaista hengitystä kutsutaan aerobiseksi. Mutta jotkut bakteerit voivat hapettaa orgaanista ainetta jopa ilman happea - anaerobisesti.
Elävän maailman monimuotoisuus: organisaatiotasot ja perusominaisuudet
Sekä mikroskooppisella bakteerisolulla että v altavalla sinivalaalla on näitä elonmerkkejä. Lisäksi kaikki luonnon organismit ovat yhteydessä toisiinsa jatkuvan aineenvaihdunnan ja energian avulla, ja ne ovat myös välttämättömiä lenkkejä ravintoketjuissa. Elävän maailman monimuotoisuudesta huolimatta organisaatiotasot viittaavat vain tiettyjen fysiologisten prosessien olemassaoloon. Niitä rajoittavat rakenteelliset ominaisuudet ja lajien monimuotoisuus. Tarkastellaan jokaista niistä yksityiskohtaisemmin.
Molekyylitaso
Elävän maailman monimuotoisuus ja sen ainutlaatuisuus määräytyy juuri tämän tason mukaan. Kaikkien organismien perusta ovat proteiinit, joiden rakenneosat ovat aminohapot. Niiden lukumäärä on pieni - noin 170. Mutta proteiinimolekyylin koostumukseen sisältyy vain 20. Niiden yhdistelmä aiheuttaa loputtoman erilaisia proteiinimolekyylejä - linnunmunien varaalbumiinista lihassäikeiden kollageeniin. Tällä tasolla tapahtuu organismien kasvu ja kehitys kokonaisuudessaan, perinnöllisen materiaalin varastointi ja siirto, aineenvaihdunta ja energian muuntaminen.
Solujen ja kudosten taso
Molekyylejäorgaaninen aine muodostaa soluja. Elävän maailman monimuotoisuus, elävien organismien perusominaisuudet tällä tasolla ovat jo täysin ilmenneet. Yksisoluiset organismit ovat laajalle levinneitä luonnossa. Se voi olla sekä bakteereja että kasveja ja eläimiä. Tällaisissa olennoissa solutaso vastaa organismia.
Ensi silmäyksellä saattaa tuntua, että niiden rakenne on melko alkeellinen. Mutta näin ei ole ollenkaan. Kuvittele vain: yksi solu suorittaa koko organismin toiminnot! Esimerkiksi kenkä-infusoria suorittaa liikettä siimapään avulla, hengitystä koko pinnan läpi, sulatusta ja osmoottisen paineen säätelyä erikoistuneiden tyhjiöiden kautta. Tunnetaan näissä organismeissa ja seksuaalisessa prosessissa, joka tapahtuu konjugoinnin muodossa. Monisoluiset organismit muodostavat kudoksia. Tämä rakenne koostuu soluista, jotka ovat rakenteeltaan ja toiminn altaan samanlaisia.
Organismitaso
Biologiassa elävän maailman monimuotoisuutta tutkitaan juuri tällä tasolla. Jokainen organismi on yksittäinen kokonaisuus ja toimii harmoniassa. Suurin osa niistä koostuu niiden soluista, kudoksista ja elimistä. Poikkeuksena ovat alakasvit, sienet ja jäkälät. Heidän ruumiinsa muodostaa joukko soluja, jotka eivät muodosta kudoksia ja jota kutsutaan tallukseksi. Tämän tyyppisissä organismeissa juurien tehtävää hoitavat risoidit.
Populaatio-lajit ja ekosysteemitaso
Taksonomian pienin yksikkö on laji. Tämä on kokoelma henkilöitä, joilla on useitayleiset piirteet. Ensinnäkin nämä ovat morfologisia, biokemiallisia ominaisuuksia ja kykyä risteytyä vapaasti, jolloin nämä organismit voivat elää samalla alueella ja tuottaa hedelmällisiä jälkeläisiä. Nykyaikaisessa taksonomiassa on yli 1,7 miljoonaa lajia. Mutta luonnossa niitä ei voi olla erikseen. Tietyllä alueella elää useita lajeja samanaikaisesti. Tämä määrittää elävän maailman monimuotoisuuden. Biologiassa populaatioksi kutsutaan joukkoa saman lajin yksilöitä, jotka elävät tietyllä alueella. Ne on eristetty sellaisista ryhmistä tietyillä luonnollisilla esteillä. Se voi olla teko altaita, vuoria tai metsiä. Jokaiselle populaatiolle on ominaista sen monimuotoisuus sekä sukupuoli, ikä, ekologinen, alueellinen ja geneettinen rakenne.
Mutta jopa yhden alueen sisällä organismien lajien monimuotoisuus on melko suuri. Kaikki ne ovat sopeutuneet elämään tietyissä olosuhteissa ja ovat läheistä sukua trofisesti. Tämä tarkoittaa, että jokainen laji on ravinnonlähde toisilleen. Tämän seurauksena muodostuu ekosysteemi eli biokenoosi. Tämä on jo kokoelma eri lajien yksilöitä, joita yhdistää elinympäristö, aineen ja energian kierto.
Biogeocenoosi
Mutta elottoman luonnon tekijät ovat jatkuvasti vuorovaikutuksessa kaikkien organismien kanssa. Näitä ovat ilman lämpötila, suolapitoisuus ja veden kemiallinen koostumus, kosteuden määrä ja auringonvalo. Kaikki elävät olennot ovat niistä riippuvaisia eivätkä voi olla olemassa ilman varmuuttaehdot. Esimerkiksi kasvit ruokkivat vain aurinkoenergian, veden ja hiilidioksidin läsnä ollessa. Nämä ovat olosuhteet fotosynteesille, jonka aikana syntetisoidaan heidän tarvitsemansa orgaaniset aineet. Bioottisten tekijöiden ja elottoman luonnon yhdistelmää kutsutaan biogeokenoosiksi.
Mikä on biosfääri
Elävän maailman monimuotoisuutta laajimmassa mittakaavassa edustaa biosfääri. Tämä on planeettamme globaali luonnollinen kuori, joka yhdistää kaiken elävän. Biosfäärillä on rajansa. Ylempää, ilmakehässä sijaitsevaa, rajoittaa planeetan otsonikerros. Se sijaitsee 20-25 km korkeudessa. Tämä kerros imee haitallista ultraviolettisäteilyä. Sen yläpuolella elämä on yksinkertaisesti mahdotonta. Jopa 3 km:n syvyydessä on biosfäärin alaraja. Tässä sitä rajoittaa kosteuden läsnäolo. Vain anaerobiset bakteerit voivat elää näin syvästi. Planeetan vesikuoressa - hydrosfäärissä - elämää löydettiin 10-11 km:n syvyydestä.
Elävillä organismeilla, jotka asuvat planeetallamme erilaisissa luonnollisissa kuorissa, on siis useita tunnusomaisia ominaisuuksia. Näitä ovat kyky hengittää, ruokkia, liikkua, lisääntyä jne. Elävien organismien monimuotoisuutta edustavat erilaiset organisoitumistasot, joista jokainen eroaa rakenteen ja fysiologisten prosessien monimutkaisuuden tasosta.
