Organism

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 10 august 2022; verificările necesită 2 modificări .

Un organism ( latina târziu  organismus din latina târziu  organizo „Comunesc un aspect zvelt”, din altă greacă ὄργανον - „unealtă”) este un corp viu care are un set de proprietăți care îl deosebesc de materia neînsuflețită , inclusiv metabolismul , auto-întreținerea a structurii și organizării sale, capacitatea de a le reproduce în timpul reproducerii , păstrând în același timp caracteristicile ereditare [1] . Termenul de organism a fost introdus de Aristotel . El a dezvăluit că orice ființă vie se caracterizează printr-o organizare clară și strictă, spre deosebire de cea neînsuflețită .

Poate fi considerat ca un individ, element separat, în timp ce intră în specia biologică și populația , fiind o unitate structurală a nivelului de viață populație-specie [1] .

Într-un sens generalizat, ca „individ tip” al unui grup biologic, care are proprietățile sale de bază, organismul este unul dintre principalele subiecte de studiu în biologie [1] . Pentru comoditatea luării în considerare, toate organismele sunt distribuite în diferite grupuri și categorii, ceea ce constituie sistemul biologic de clasificare a acestora . Diviziunea lor cea mai generală este în nucleare și non-nucleare . În funcție de numărul de celule care alcătuiesc corpul, acestea sunt împărțite în categorii nesistematice de unicelulare și multicelulare . Un loc special între ele îl ocupă coloniile unicelulare .

Formarea unui organism multicelular integral este un proces constând în diferențierea structurilor (celule, țesuturi , organe ) și a funcțiilor și integrarea lor atât în ​​ontogeneză , cât și în filogeneză . Multe organisme sunt organizate în comunități intraspecifice (de exemplu, o familie sau o echipă de muncă la oameni).

Diferențele față de natura neînsuflețită

Organismele vii diferă de corpurile de natură neînsuflețită printr-o compoziție chimică mai complexă (în special, prezența obligatorie a proteinelor și acizilor nucleici) și un set de proprietăți ale vieții (individ, majoritatea acestor proprietăți sunt prezente în unele obiecte de natură neînsuflețită). ).

Metabolism

Ereditatea și variabilitatea

Percepția și prelucrarea informațiilor

Creștere, dezvoltare, reproducere

Organisme unicelulare și multicelulare

Celula  este unitatea de bază a vieții, purtătorul real al proprietăților sale, unitatea elementară a structurii și activității vitale a tuturor organismelor vii (cu excepția virusurilor , care sunt adesea denumite forme de viață necelulare), care are întregul set de proprietăți ale viețuitoarelor , propriul său mecanism metabolic, capabil de existență independentă, auto-reproducere și dezvoltare. Toate organismele vii sunt fie, ca animalele multicelulare , plantele și ciupercile , compuse din multe celule, fie, ca multe protozoare și bacterii , sunt organisme unicelulare . Ramura biologiei care studiază structura și activitatea celulelor se numește citologie . Recent, a devenit, de asemenea, obișnuit să se vorbească despre biologia celulară, sau biologia celulară.

Organism unicelular

Organisme unicelulare  - o categorie extra-sistematică de organisme vii , al cărei corp este format dintr-o singură (spre deosebire de multicelulare ) celule ( unicelularitate ). Poate include atât procariote , cât și eucariote . Se crede că primele organisme vii ale Pământului au fost unicelulare . Cele mai vechi dintre ele sunt bacteriile și arheile . Termenul „unicelular” este de asemenea folosit uneori ca sinonim pentru protist ( lat.  Protozoa, Protista ).

Organism multicelular

Un organism multicelular  este o categorie nesistematică de organisme vii, al cărei corp este format din mai multe celule , dintre care majoritatea (cu excepția celulelor stem , de exemplu, celulele cambium din plante) sunt diferențiate , adică diferă ca structură și funcții. . Ar trebui făcută o distincție între multicelularitate și colonialitate . Organismelor coloniale le lipsesc celulele adevărate diferențiate și, prin urmare, diviziunea corpului în țesuturi. Limita dintre multicelularitate și colonialitate nu este clară. De exemplu, Volvox este adesea menționat ca un organism colonial, deși în „coloniile” sale există o diviziune clară a celulelor în generative și somatice. Pe lângă diferențierea celulară, organismele multicelulare se caracterizează și printr-un nivel mai ridicat de integrare decât formele coloniale. Este posibil ca animalele multicelulare să fi apărut pe Pământ în urmă cu 2,1 miliarde de ani [2] , la scurt timp după „ revoluția oxigenului ” [3] .

Clasificarea organismelor pe baza structurii celulelor

Toate formele de viață celulară de pe Pământ sunt împărțite condiționat în două superreguri ( domenii ) în funcție de structura celulelor :

Eucariote

Eucariote , sau nucleare ( lat.  Eucaryota din greacă εύ-  - bun și κάρυον  - miez) - domeniul (superregatul) organismelor vii ale căror celule conțin nuclee. Toate formele de viață celulară, cu excepția bacteriilor și a arheilor, sunt nucleare.

Regatul nuclear este împărțit în patru regate : animale , plante , ciuperci și protisti  - acesta din urmă fiind un grup parafiletic , ancestral celorlalte trei. Indiferent de numărul de celule din organism și de specializarea lor, toate organismele eucariote au o asemănare semnificativă în structura fundamentală a celulei. Toate eucariotele au o origine comună, astfel încât grupul nuclear este considerat un taxon monofiletic de cel mai înalt rang. Conform celei mai frecvente estimări, eucariotele au apărut acum 1,5-2 miliarde de ani. Un rol important în evoluția eucariotelor l-a jucat simbiogeneza : o simbioză între o celulă eucariotă (aparent având deja un nucleu și capabilă de fagocitoză ) și bacteriile înghițite de această celulă - precursori ai mitocondriilor și cloroplastelor.

Mezocariote

Mezocariotele ( lat.  mezocaryota ) sunt organisme cu un tip intermediar de organizare a aparatului genetic între procariote și eucariote . Mezocariotele includ dinofitele- dinoflagelate .

Mezocariotele au deja un nucleu clar diferențiat, dar unele dintre caracteristicile primitive inerente nucleoidului au fost păstrate în structura sa. O dualitate similară se manifestă și în alte trăsături ale organizării celulei. Nucleul mezocariotelor, numit dinocarion , conține de la 5 la 284 de „cromozomi” și se caracterizează printr-un conținut semnificativ de ADN (3-200 pg), asemănător eucariotic în parametri cinetici, dar îmbogățit cu 5-hidroximetiluracil (3-19 mol). %).

„Cromozomii” sunt condensați în mod constant, adică procesele genetice moleculare sunt efectuate în aceste structuri stabile morfologic. Histone și organizarea nucleozomală nu au fost găsite în ele, deși s-a găsit un număr mic de proteine ​​asemănătoare histonelor care nu sunt omoloage nici histonelor, nici proteinelor asemănătoare histonelor ale procariotelor (raportul proteină/ADN este de 0,1, în timp ce la alte eucariote este aproape de 1). Distribuția „cromozomilor” în timpul diviziunii celulare pare să fie mediată de contactul lor cu membrana nucleară intactă .

Nu există date despre prezența vreunei perioade de sinteză a ADN-ului similară cu faza S a interfazei eucariote. Este posibil ca activitatea transcripțională să fie limitată la regiunea difuză periferică a „cromozomilor” mezocariotelor. Tipul de organizare a aparatului genetic al mezocariotelor poate fi considerat evolutiv nu numai ca o tranziție de la procariote la eucariote, ci și ca o ramură independentă de dezvoltare de la strămoșii comuni cu eucariote, de exemplu, arheobacterii antice.

Procariote

Procariote ( lat.  Procaryota , din alt grecesc προ „înainte” și κάρυον „miez”) sau pre -nucleare - organisme vii  unicelulare care nu au (spre deosebire de eucariote ) un nucleu celular format și alte organele membranare interne (cu cu excepția cisternelor plate la speciile fotosintetice precum cianobacteriile ). Celulele procariote se caracterizează prin absența unei membrane nucleare , ADN-ul este împachetat fără participarea histonelor . Tipul de hrană este osmotrofic .

Singura moleculă mare circulară (la unele specii - liniară) de ADN dublu catenar, care conține cea mai mare parte a materialului genetic al celulei (așa-numitul nucleoid ) nu formează un complex cu proteinele histonelor (așa-numita cromatină ). ). Procariotele includ bacterii , inclusiv cianobacteriile (alge albastre-verzi) și arheile . Descendenții celulelor procariote sunt organitele celulelor eucariote - mitocondriile și plastidele .

Procariotele sunt împărțite în doi taxoni în rang de domeniu (superregn): Bacteria ( Bacteria ) și Archaea ( Archaea ) [4] .

Studiul bacteriilor a condus la descoperirea transferului de gene orizontal , care a fost descris în Japonia în 1959. Acest proces este larg răspândit în rândul procariotelor și, de asemenea, la unele eucariote. Descoperirea transferului orizontal de gene la procariote a condus la o privire diferită asupra evoluției vieții. Teoria evoluționistă anterioară se baza pe faptul că speciile nu pot face schimb de informații ereditare. Procariotele pot face schimb de gene între ele direct ( conjugare , transformare ) și, de asemenea, cu ajutorul virusurilor - bacteriofagi ( transducție ).

Trăsăturile caracteristice ale procariotelor sunt: ​​absența unui nucleu clar definit; prezența flagelilor, plasmidelor și vacuolelor gazoase ; structuri în care are loc fotosinteza; forme de reproducere; dimensiunea ribozomului (70 ani).

Archaea

Archaea ( lat.  Archaea din alt limba greacă ἀρχαῖος „etern, antic, primordial, vechi”) este domeniul organismelor vii (conform sistemului cu trei domenii al lui Carl Woese împreună cu bacteriile și eucariotele ). Arheele sunt microorganisme unicelulare care nu au un nucleu , precum și orice organele membranare .

Anterior, arheile erau combinate cu bacterii într-un grup comun numit procariote (sau regatul lui Drobyanka ( lat.  Monera )), și se numeau arheobacterii , dar acum această clasificare este considerată învechită [5] : s-a stabilit că arheele au propria lor istorie evolutivă independentă și se caracterizează prin multe trăsături biochimice care îi deosebesc de alte forme de viață.

Arheile sunt în prezent împărțite în 5 tipuri . Dintre aceste grupuri, Crenarchaeota ( lat.  Crenarchaeota ) și Euryarchaeota ( lat.  Euryarchaeota ) sunt cele mai studiate. Rămâne dificil de clasificat arheile, deoarece marea majoritate a acestora nu au fost niciodată cultivate într-un laborator și au fost identificate doar prin analiza acidului nucleic din probe obținute din habitatele lor.

Archaea și bacteriile sunt foarte asemănătoare ca dimensiune și formă a celulei , deși unele arhee au o formă destul de neobișnuită, cum ar fi celulele Haloquadratum walsbyi sunt plate și pătrate. În ciuda asemănării exterioare cu bacteriile, unele gene și căi metabolice ale arheilor le apropie de eucariote (în special , enzimele care catalizează procesele de transcripție și traducere ). Alte aspecte ale biochimiei arheale sunt unice, cum ar fi prezența lipidelor legate de eter în membranele celulare . Majoritatea arheilor sunt chimioautotrofe . Ei folosesc mult mai multe surse de energie decât eucariotele, variind de la compuși organici obișnuiți, cum ar fi zaharurile , până la amoniac , ioni metalici și chiar hidrogen . Arhaea tolerantă la sare - haloarchaea ( lat.  Haloarchaea ) - utilizează lumina soarelui ca sursă de energie, alte specii de arhee fixează carbonul , cu toate acestea, spre deosebire de plante și cianobacteriile (alge albastru-verzi), nicio specie de arhee nu face ambele în același timp. Reproducerea în arhee este asexuată : fisiune binară , fragmentare și înmugurire . Spre deosebire de bacterii și eucariote, nicio specie cunoscută de arhee nu formează spori .

Archaea s-a considerat inițial a fi extremofile , care trăiesc în medii dure, cum ar fi izvoarele termale și lacurile sărate, dar de atunci au fost găsite într-o mare varietate de locuri, inclusiv în sol , oceane , mlaștini și colonul uman . Arheile sunt deosebit de abundente în oceane și, probabil, arheile planctonice sunt cel mai numeros grup de organisme vii. Arheele sunt acum recunoscute ca o componentă importantă a vieții de pe Pământ și joacă un rol în ciclurile carbonului și azotului . Niciunul dintre membrii cunoscuți ai arheei nu sunt paraziți sau agenți patogeni , dar sunt adesea mutualisti și comensali . Unii reprezentanți sunt metanogene și trăiesc în tractul digestiv al oamenilor și al rumegătoarelor , unde sunt foarte numeroși și ajută la digestie. Metanogenii sunt utilizați în producția de biogaz și tratarea apelor uzate, iar enzimele microorganismelor extremofile, care rămân active la temperaturi ridicate și în contact cu solvenții organici, își găsesc aplicația în biotehnologie .

Alte tipuri de organisme

Microorganism

Microorganisme , ( microbi ) este denumirea colectivă pentru un grup de organisme vii care sunt prea mici pentru a fi vizibile cu ochiul liber (dimensiunea lor caracteristică este mai mică de 0,1 mm). Microorganismele includ atât fără nucleu ( procariote : bacterii , arhee ) cât și eucariote : unele ciuperci , protisti , dar nu viruși , care sunt de obicei izolate într-un grup separat. Majoritatea microorganismelor constau dintr-o singură celulă, dar există și microorganisme multicelulare, la fel ca și unele macroorganisme unicelulare vizibile cu ochiul liber, de exemplu Thiomargarita namibiensis , reprezentanți ai genului Caulerpa (sunt policarioni giganți ). Microbiologia este studiul acestor organisme .

Organism colonial

Organismul colonial  este un termen care combină două grupuri de organisme:

  1. Organisme formate din multe celule, slab diferențiate și neîmpărțite în țesuturi; în multe cazuri, fiecare astfel de celulă își păstrează capacitatea de a se reproduce ( alge verzi volvox Pandorina, Eudorine etc., multe specii de suvoi și alte grupuri de protisti ).
  2. Organisme multicelulare care formează colonii de mai mulți indivizi mai mult sau mai puțin strâns înrudiți, împărtășind de obicei același genotip și sisteme comune de metabolism și de reglare. Printre animale, astfel de organisme includ multe tipuri de polipi de coral , briozoare , bureți etc. În botanică, termenul „modular” (spre deosebire de unitar) este folosit pentru a se referi la astfel de organisme - acestea sunt, de exemplu, cereale rizomatoase, crin . de vale etc.

Protiștii coloniali diferă de organisme multicelulare adevărate în primul rând într-un nivel mai scăzut de integritate (de exemplu, indivizii individuali reacționează adesea la stimuli individuali, și nu întreaga colonie în ansamblu), iar protiștii coloniali, de asemenea, într-un nivel inferior de diferențiere celulară. În multe colonii mobile extrem de integrate ( pene de mare , sifonofore etc.), nivelul de integritate atinge nivelul unui singur organism, iar indivizii individuali acționează ca organe ale coloniei. Astfel de colonii (și multe altele) au o parte comună (tulpină, trunchi) care nu aparține niciunui indivizi.

Organism transgenic

Un organism transgenic  este un organism viu în care gena altui organism a fost introdusă artificial . Gena este introdusă în genomul gazdă sub forma unui așa-numit „construct genetic” - o secvență de ADN care poartă o regiune de codificare a proteinei și elemente de reglare ( promotor , amplificator etc.), precum și, în unele cazuri, , elemente care asigură integrarea specifică în genom (de exemplu, așa-numitele „capete lipicioase”). Un construct genetic poate purta mai multe gene, adesea este o plasmidă bacteriană sau fragmentul acesteia.

Scopul creării organismelor transgenice este obținerea unui organism cu proprietăți noi. Celulele unui organism transgenic produc o proteină a cărei genă a fost inserată în genom. Noua proteină poate fi produsă de toate celulele din organism (expresia nespecifică a noii gene) sau anumite tipuri de celule (expresia specifică a noii gene).

Crearea de organisme transgenice este utilizată:

  • într-un experiment științific pentru dezvoltarea tehnologiei pentru crearea organismelor transgenice, pentru studierea rolului anumitor gene și proteine, pentru studiul multor procese biologice; organismele transgenice cu gene marker au devenit de mare importanță într-un experiment științific (produsele acestor gene sunt ușor de determinat prin dispozitive, de exemplu, proteina verde fluorescentă , vizualizată cu un microscop , astfel încât să puteți determina cu ușurință originea celulelor, soarta lor în corp etc.);
  • în agricultură pentru a obține noi soiuri de plante și rase de animale;
  • în producţia biotehnologică de plasmide şi proteine.

Virusurile ca organisme vii

Problema atribuirii virusurilor organismelor vii este discutabilă, deoarece acestea nu sunt capabile de reproducere independentă în afara celulelor vii.

Clasificări ecologice

Conform metodelor de nutriție și producere a energiei

  • În funcție de capacitatea de a sintetiza toate substanțele organice necesare vieții: autotrofe  - nu au nevoie de substanțe organice gata preparate, heterotrofe  - au nevoie de substanțe organice gata preparate.

În legătură cu diverși factori de mediu

  • În funcție de nivelul de aciditate necesar al mediului, se disting organisme acidofile și acidofobe .
  • În funcție de nevoia de oxigen pentru viață: organisme aerobe și anaerobe .

După locul în ciclul substanțelor și al lanțurilor trofice

Tipuri de relații între organisme

Relațiile pot fi atât intra- și interspecifice .

Sunt posibile următoarele tipuri de influențe ale unor organisme asupra altora:

  • Pozitiv ( +) - un organism beneficiază în detrimentul altuia.
  • Negativ ( −) - organismul este vătămat din cauza altuia.
  • Neutru ( 0) - celălalt nu afectează în niciun fel organismul.

Astfel, sunt posibile următoarele variante de relații între două organisme în funcție de tipul influenței lor una asupra altuia:

Simbioză

Simbioza (din greacă συμ-  - „împreună” și βίος  - „viață”) este o relație reciproc avantajoasă între organisme din două sau mai multe specii diferite. O gamă largă de exemple de simbioză reciproc avantajoasă ( mutualism ) apar în natură. De la bacterii stomacale și intestinale , fără de care digestia ar fi imposibilă , până la plante (adesea orhidee ), al căror polen poate fi răspândit doar de un singur tip de insectă . Astfel de relații sunt întotdeauna de succes atunci când cresc șansele ambilor parteneri de a supraviețui. Acțiunile desfășurate în cursul simbiozei sau substanțele produse sunt esențiale și de neînlocuit pentru parteneri. Într-un sens generalizat, o astfel de simbioză este o legătură intermediară între interacțiune și fuziune.

Într-un sens științific mai larg, simbioza este orice formă de interacțiune între organisme de diferite specii, inclusiv parazitismul (relații care sunt benefice pentru unul, dar dăunătoare pentru alt simbiont ). Un tip de simbioză reciproc avantajos se numește mutualism . Comensalismul este o relație care este benefică unuia, dar indiferentă altui simbiont , iar amensalismul  este o relație dăunătoare unuia, dar indiferentă altuia.

Predare

Predarea este o relație  trofică între organisme în care unul dintre ele ( prădătorul ) atacă pe altul ( prada ) și se hrănește cu părți ale corpului acesteia, adică există de obicei un act de ucidere a victimei. Uneori, în sens larg, acest termen este înțeles ca orice mâncare a unor organisme de către altele (completă sau parțială fără ucidere) [6] , adică relația, de exemplu, dintre animalele fitofage și plantele lor alimentare, paraziții și lor. gazde. Predarea este de obicei contrastată cu mâncarea constantă a cadavrelor ( necrofagie , deși multe carnivore se hrănesc ocazional cu trupuri) și cu produsele lor de descompunere organică ( detritofagi ).

O altă definiție a prădării este, de asemenea, destul de populară, sugerând că numai organismele care mănâncă animale sunt numite prădători , spre deosebire de ierbivorele care mănâncă plante .

În ecologia modernă , de regulă, se folosește prima definiție, mai generală, care include și parazitismul , care se caracterizează printr-o simbioză a unui parazit și o gazdă, adică parțial prin tipul de interacțiune dintre ierbivore și plante. În plus, consumul de indivizi din propria specie ( canibalism ) ar trebui considerat o prădare intraspecifică .

Pe lângă animalele multicelulare , protisții , ciupercile și plantele superioare pot acționa ca prădători .

Prădătorii sunt împărțiți în ambushers (în așteptarea pradei lor) și urmăritori . Uneori se găsesc forme colective de vânătoare (de exemplu, la lei , la lupi ).

Neutralism

Neutralismul  este o interacțiune interspecifică a factorilor biotici. Ambele specii nu au niciun efect una asupra celeilalte. În natură, neutralismul adevărat este extrem de rar sau chiar imposibil, deoarece relațiile indirecte sunt posibile între toate speciile. În acest sens, conceptul de neutralism este adesea extins la cazurile în care interacțiunea dintre specii este slabă sau nesemnificativă. De exemplu: veveriță și elan, creșterea tulpinilor de streptococ și lactobacili [7] .

Antibioza

Antibioză (din altă greacă ἀντι-  - împotriva, βίος  - viață) - relații antagonice ale speciilor , când un organism limitează posibilitățile altuia, imposibilitatea coexistenței organismelor, de exemplu, din cauza intoxicației cu unele organisme ( antibiotice , fitoncide ) a habitatului altor organisme. Cazul în care impactul negativ este îndreptat doar într-o singură direcție se numește amensalism , impactul negativ reciproc [8] al organismelor este descris de termenul de competiție .

Termenul a fost introdus de microbiologul Zelman Waxman în 1942 [9] . Un exemplu este relația dintre acidul lactic și bacteriile putrefactive .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 Organism  / N. N. Jordansky // Oceanarium - Oyashio. - M  .: Marea Enciclopedie Rusă, 2014. - S. 344. - ( Marea Enciclopedie Rusă  : [în 35 de volume]  / redactor-șef Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 24). — ISBN 978-5-85270-361-3 .
  2. ↑ Elemente - știri științifice: Organismele multicelulare ar putea să fi apărut acum peste 2 miliarde de ani . Preluat la 15 martie 2012. Arhivat din original la 30 noiembrie 2011.
  3. ↑ iScience.Ru - „Cele mai vechi organisme multicelulare descoperite” . Preluat la 15 martie 2012. Arhivat din original la 10 februarie 2013.
  4. ↑ Woese CR, Kandler O., Wheelis ML Towards a Natural System of Organisms: Proposal for the Domains Archaea, Bacteria, and Eucarya  // Proc. Natl. Acad. sci. STATELE UNITE ALE AMERICII. - 1990. - T. 87 . - S. 4576-4579 .
  5. ↑ Norman R. Pace. Timpul pentru o schimbare  (engleză)  // Natură. — 2006-5. — Vol. 441 , iss. 7091 . — P. 289–289 . — ISSN 1476-4687 0028-0836, 1476-4687 . - doi : 10.1038/441289a . Arhivat din original pe 11 aprilie 2019.
  6. ↑ Dicţionar enciclopedic biologic  / Cap. ed. M. S. Gilyarov ; Redacție: A. A. Baev , G. G. Vinberg , G. A. Zavarzin și alții - M .  : Sov. Enciclopedia , 1986. - S. 687-688. — 831 p. — 100.000 de exemplare.
  7. ↑ Neutralism Arhivat 24 aprilie 2013 la Wayback Machine // Dicționar de mediu
  8. ↑ Antibioza în dicționarul ecologic (link inaccesibil) . Consultat la 14 iunie 2013. Arhivat din original la 10 decembrie 2017. 
  9. ↑ Antibioză . Preluat la 14 iunie 2013. Arhivat din original la 10 mai 2013.

Literatură

  • Beklemishev VN Metodologia sistematicii (secțiunea „Conceptul de individualitate și relativitatea sa”). — M.: KMK SCIENTIFIC PRESS LTD., 1994.
  • Panov RO Evadarea din singurătate: individual și colectiv în natură și în societatea umană. — M.: Lazur, 2001. — 640 p. - ISBN 978-5-382-01270-4 .
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice
 Niveluri de organizare a vieții