§ 15. Организм – единое целое. Многообразие организмов

Вспомните!

В чём сходство и принципиальное отличие между одноклеточными и многоклеточными организмами?

Сходство – любой живой организм имеет клеточное строение.

Различие – к этой группе относят организмы, тело которых состоит из одной клетки, т. е. для них клеточный и организменный уровни едины. В многоклеточном организме клетки специализированы, т. е. они способны выполнять только какую-то определённую функцию, и не могут самостоятельно существовать вне целого организма. Совокупность клеток различных типов и межклеточного вещества, связанных выполнением ряда одинаковых функций, называют тканью.

Какие одноклеточные организмы вам известны?

Животные – амёба, эвглена, инфузория, грибы - дрожжи, растения - хлорелла, хламидомонада, бактерии – кокки, бациллы.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое организм? Постарайтесь дать определение этого понятия.

Особь, или индивидуум (от лат. individuum — неделимое), — это неделимая единица жизни. Самый главный признак любого живого организма — строгая взаимозависимость отдельных его частей. Разделение особи на части приведёт к потере её целостной уникальной индивидуальности. Человек, птица, дерево — это особи, но печень, мозг, крыло, клюв, лист или ветка не обладают признаками целого организма. Организм — это не простая сумма клеток, тканей и органов. Лишь строгое соподчинение и взаимодействие формируют новое единство и придают особи черты и свойства, отсутствующие у отдельных её компонентов.

2. Что такое одноклеточный организм? Приведите примеры.

Одноклеточные прокариоты — это бактерии и синезелёные водоросли (цианобактерии). Одноклеточные эукариоты встречаются во всех трёх царствах эукариот. У грибов — это одноклеточные дрожжи, в царстве растений — одноклеточные зелёные водоросли (например, хламидомонада и хлорелла), среди животных — более 40 тыс. видов простейших, например амёбы и инфузории, споровики и фораминиферы (рис. 51). Клетки одноклеточных обладают всеми признаками самостоятельных организмов и способны осуществлять все функции, необходимые для жизнедеятельности. В отличие от клеток многоклеточных организмов, у одноклеточных существуют органоиды специального назначения, помогающие им выполнять все необходимые функции. Способность к движению и захвату пищи обеспечивают ложноножки, жгутики и реснички. Для реализации выделительной функции существуют сократительные вакуоли. Свойство живых организмов — раздражимость обеспечивают специализированные внутриклеточные структуры, например светочувствительный глазок у эвглены зелёной позволяет ей определять направление движения к источнику света. Клетки одноклеточных устроены гораздо более сложно, нежели клетки, входящие в состав многоклеточного организма.

3. Какие особенности строения клетки могут обеспечить выполнение функций, свойственных целостному организму?

Клетка – это целостная система, где каждый компонент взаимосвязан с другим. Такая взаимосвязь органоидов обеспечивает упорядоченность клетки как системы. Клеточная оболочка отделяет клетку от внешней среды, она прочная, в нее входят целлюлоза (у растений), хитин (у грибов). Клеточная оболочка придает форму, и служит не просто механическим каркасом. Оболочка участвует в поглощении и выведении веществ клетки, являясь противоинфекционным барьером. У животной клетки нет клеточной оболочки, она имеет цитоплазматическую мембрану. Для любого организма характерны все признаки живого: обмен веществ и превращение энергии, рост, развитие и размножение, наследственность и изменчивость. Всеми этими свойствами обладает и клетка.

Обмен веществ и энергии – осуществляется на уровне клетки – это синтез белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот за счет специальных органоидов: рибосомы, лизосомы, комплекс Гольджи, митохондрии.

Рост, размножение, наследственность и изменчивость – за счет деление клетки – митоз, мейоз – осуществляется с помощью ядра, ДНК, или нуклеоида (в прокариотах).

4. Объясните, какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление многоклеточности.

Специализация клеток у многоклеточных организмов повышает эффективность работы всего организма в целом, обеспечивает более сложные формы поведения и увеличивает продолжительность жизни, повышается приспособленность организмов к постоянно меняющимся условиям среды.

5. Представьте, что перед вами — человек, незнакомый с биологией. Объясните ему преимущество многоклеточности.

Много клеток – много тканей – много функций – разнообразие органов – разнообразие систем органов – усложнение организмов – сложные и изощрённые приспособления на все различные условия среды – разнообразные ответные реакции – совершенство организма.

Подумайте! Вспомните!

1. Как вы считаете, почему до сих пор науке неизвестно точное число видов организмов, живущих на нашей планете?

На планете есть неисследованные места – глубоководные и высокогорные места, и пока неизвестно, сколько еще там живет организмов. Постоянно происходит гибель и рождение особей, популяций. Есть виды, которые размножаются быстро (грызуны), есть, у которых сроки полового созревания длительные (крупные млекопитающие – слон).

2. В клетках каких организмов существуют органоиды специального назначения? Какие функции они выполняют?

Это органоиды движения. Есть у простейших эукариотических (инфузория, плазмодий), у прокариотических (бактерии – вибрионы), а также в специальных клетка многоклеточных эукариот – сперматозоиды, ресничный эпителий.

Реснички и жгутики. Это специальные органоиды движения, встречающиеся в некоторых клетках различных организмов. В световом микроскопе эти структуры выглядят как тонкие выросты клетки. В основании ресничек и жгутиков в цитоплазме видны мелкие гранулы — базальные тельца. Длина ресничек 5—10 мкм, а длина жгутиков может достигать 150 мкм. Реснички и жгутики представляют собой тонкие выросты цитоплазмы,

от основания до самой вершины покрытые плазматической мембраной. Внутри выроста цитоплазмы по кругу расположены микротрубочки — 9 пар (дуплетов). Дуплеты связаны друг с другом при помощи молекул белка. Кроме периферических дуплетов микротрубочек, образующих цилиндр, в центре реснички располагается пара центральных микротрубочек. В основании органоидов движения, в цитоплазме, расположены базальные тельца — одно у ресничек и два у жгутиков. Базальное тельце по своей структуре очень сходно с центриолью. Оно тоже состоит из 9 триплетов микротрубочек. Реснички и жгутики структурно связаны с базальным тельцем и составляют вместе единое целое. Жгутики характерны для ряда простейших (класс Жгутиконосцы), зооспор и сперматозоидов. Реснички — это органоиды движения инфузорий, свободноплавающих личинок многих морских животных и мужских гамет некоторых папоротников. Имеют реснички и клетки мерцательного эпителия у многоклеточных животных (до 500 ресничек на клетку).

3. Могут ли у многоклеточных организмов отсутствовать ткани и органы?

Да, например, у паразитических червей – плоских – отсутствуют органы дыхания и кровообращения, неразвиты осязательные органы, это связано с образом жизни – питание, дыхание за счет тела хозяина.

4. Объясните, почему появление многоклеточности привело в дальнейшем к образованию тканей и органов.

Большое количество клеток привело к появлению несколько слоев, слои дифференцировались по функциям – образовались ткани, разнообразие тканей дало начало образованию многих органов с единым тканевым функционалом, так образовывались органы и их системы.

5. Сравните колонии одноклеточных организмов и колонии многоклеточных животных, например морских котиков. В чём их принципиальное отличие? Есть ли у них черты сходства? Рассмотрите вместо котиков колонию кишечнополостных — коралловых полипов.

Колониальные организмы — это совокупность одноклеточных особей, ведущих совместный образ жизни. Типичным представителем таких организмов является вольвокс — заполненный слизью шар, поверхность которого образована тысячами клеток. Двухжгутиковые клетки колонии связаны друг с другом цитоплазматическими мостиками, что позволяет вольвоксу согласованно работать жгутиками и плыть в направлении источника света. Отдельные клетки вольвокса уходят внутрь шара, образуя там «дочерние» молодые колонии. Новые колонии растут, порой образуя внутри себя уже «внучатые» колонии. Спустя некоторое время материнская колония лопается и погибает, а «дочерние» и «внучатые» колонии выходят наружу.

Морские котики ведут себя в тесноте лежбищ по-разному: мелкие самки имеют кроткий характер и, как правило, не конфликтуют между собой, а вот нрав самцов совсем не «кошачий». Они нередко выясняют между собой отношения, причем делают это не только в брачный период. Взрослому самцу ничего не стоит укусить более мелкую самку или швырнуть детеныша в сторону, если он считает, что те мешают ему на пути. На лежбищах котики ведут себя довольно громко, места их лежки оглашены шумом в отличие от тюленей, которые практически беззвучны. Несмотря на стадный образ жизни морские котики не проявляют солидарности и не совершают организованных совместных действий: каждый зверь охотится в одиночку, по отдельности приходит и уходит с берега. Самки могут свободно перемещаться по территории лежбища, однако каждый самец ревностно следит за своими подругами и всеми силами старается не допустить уход самки на территорию соперника. Таким образом, вокруг каждого самца формируется гарем, его размер и численность зависят от статуса самца: у крупных секачей в гареме может быть до 20 самок, у мелких — всего несколько особей.

Принципиальное отличие – клетки колониальных одноклеточных не могут существовать отдельно от колонии, а многоклеточные организмы, например, котики, могут существовать одиночно.