Особенности растительной клетки: наличие специальных органоидов пластид и клеточной оболочки из целлюлозы поверх плазмолеммы. Клетки не имеют центриолей. До 90 % объема клетки занимает особая структура – вакуоль, покрытая мембраной – тонопластом.
В настоящее время не вызывает сомнения происхождение наземных растений от зеленых водорослей, с которыми они имеют много общего и сейчас практически во всех системах входят в одно царство. Объединение растений с красными водорослями находит поддержку не у всех систематиков. Сами наземные растения имеют две независимые линии эволюции и происхождения.
Bryophyta – мхи – лишены проводящей системы, доминирующее поколение – гаметофит (гаплоидное).
Tracheophyta – сосудистые растения – с проводящей системой, представленной ксилемой и флоэмой, доминирующее поколение – спорофит (диплоидное). Высшие представители сосудистых растений имеют семя – зародыш с запасом питательных веществ. Сосудистые образуют многочисленные отделы вымерших и ныне живущих растений.
По старой традиции в ботанике принято типы называть отделами, а отряды – порядками, что создает определенные неудобства и мешает унификации таксономии.
Пересмотр традиционных взглядов коснулся и систематики высших растений, что привело к разделению сборного отдела «голосеменные» на самостоятельные отделы, эволюционно весьма далекие друг от друга. Учитывая это изменение, можно выделить следующие отделы современных сосудистых растений.
Систематика Tracheophyta:
1) Lycophyta – плауны;
2) Sphenophyta – хвощи;
3) Pterophyta – папоротники;
4) Cycadophyta – саговники;
5) Ginkgophyta – гинкговые;
6) Gnetophyta – гнетовые;
7) Coniferophyta – хвойные;
8) Anthophyta – покрытосеменные (или цветковые).
Исключительный интерес представляет флора каменноугольного периода (360–280 млн лет назад), представленная гигантскими хвощами, плаунами, папоротниками. В мезозойскую эру господствовали различные «голосеменные».
Более половины видового разнообразия современных растений составляют цветковые. Наличие цветка и плода позволило им занять лидирующее положение в растительном мире (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Растительный биоценоз
Неподвижные организмы с гетеротрофным способом питания. Запасное питательное вещество – гликоген. Для жизненных циклов характерно сложное чередование поколений (гаплоидного и диплоидного) и различных способов размножения (вегетативного, бесполого и полового). Вегетативное тело высших грибов представлено мицелием, состоящим из ветвящихся нитей – гиф. Плотные сплетения гиф образуют особые структуры – плодовые тела, где происходит процесс образования спор. Царство грибов объединяет более 100 тыс. видов, широко распространенных на Земле.
Особенностями клетки грибов являются наличие специфической оболочки, в состав которой входят хитин, пигменты и другие вещества, а также отсутствие ресничек, жгутиков, центриолей. Обычно клетка имеет центральную вакуоль. Митотическое деление клетки протекает со значительными отличиями от других эукариот. Клетки некоторых грибов имеют несколько ядер. Разные группы грибов имеют свои специфические клеточные структуры.
Свое происхождение грибы ведут, вероятно, от хитридиевых. В последнее время с грибами сближают также микроспоридий – внутриклеточных паразитов, которых раньше часто рассматривали как наиболее примитивных эукариот. Их строение – следствие эволюционного упрощения организации вследствие паразитизма. Микроспоридии паразитируют в организме почти всех животных. Большинство их еще не открыто, и некоторые ученые считают, что общее число видов микроспоридий в природе превышает миллион.
Царство грибов разделяется на ряд типов, из которых выделим три. Тип Zygomycota – зигомицеты. В основном плесневые грибы со сложным циклом развития. Многие виды вырабатывают антибиотики.
Тип Ascomycota – аскомицеты. Название происходит от названия спорангия в виде сумки (аск), где образуются аскоспоры. В основном представлены многоклеточными формами, но одна группа – дрожжи – вторично эволюционировала в одноклеточные формы.
Тип Basidiomycota – базидиомицеты. Типичные шляпочные грибы (рис. 6.2). В процессе развития на мицелии формируются органы спороношения – плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки. Споры образуются в особых органах – базидиях. Часто мицелий оплетает корни определенного растения, проникает в их клетки и формирует симбиотическую структуру – микоризу. Микориза обнаружена у большинства растений.
Рис. 6.2. Шампиньоны
Для животных характерен гетеротрофный тип питания. Запасное питательное вещество – гликоген. В размножении преобладает половой процесс. Важнейшей чертой организации животных является дифференциация клеток и формирование тканей, специализированных на выполнении определенных функций. Разные ткани формируют разные органы, а органы – системы органов. Для координации их деятельности в процессе эволюции образовались регуляторные системы – нервная и эндокринная. Благодаря контролю деятельности всех систем многоклеточный организм работает как единое целое. Развитие сложного многоклеточного организма из одной клетки – зиготы – привело к появлению сложного процесса индивидуального развития – онтогенеза. Уровень сложности и дифференцировки у клеток животных выше, чем у других групп. Клетки животных не имеют пластид и клеточной оболочки.
Поразительно морфологическое разнообразие животных, знакомое каждому. Однако, несмотря на такое разнообразие, давно отмечено, что общий план строения клетки сходен у всех животных «от медузы до кита» (Dillon L., 1962). Это служит весомым доказательством единства их происхождения.
Весьма удивительно, что о происхождении, казалось бы, наиболее изученной группы организмов известно крайне мало. Возможными предками животных считают воротничковых жгутиконосцев (Choanomonada), которые сейчас обычно группируются с ними в один таксон (Карпов С. А., 2005). Спорным остается положение губок и других примитивных групп, которых многие авторы выводят из разряда «настоящих» животных (Animalia).
Насчитывается около 2 млн видов животных, которые группируются в 20–30 (по разным классификациям) типов. Эти типы формируют группы надтипового ранга, отражающие их филогенетические связи (табл. 6.1).
Подавляющее большинство «настоящих» многоклеточных животных относятся к билатерально-симметричным. В их классификации ключевое значение приобретает такое понятие, как полость тела – пространство между стенкой тела и кишечником. Все виды полостей тела выполняют опорную функцию и обеспечивают свободное расположение органов.
Наиболее высокоорганизованные животные имеют вторичную полость тела, или целом. К нецеломическим животным относятся червеобразные организмы (10–14 типов), в систематике которых много неясного. Среди них много паразитических видов.
Таблица 6.1. Надтиповые группировки животных
Целомические животные делятся на две большие группы, в зависимости от дальнейшей судьбы в онтогенезе первичного отверстия зародыша на стадии бластулы – бластопора (табл. 6.2).
Таблица 6.2. Система целомических животных
Анализируя систему царства животных, необходимо отметить, что ряд малочисленных типов (обычно имеющих долгую филогенетическую историю) систематики затрудняются отнести к какой-либо группе, вследствие мозаичности признаков.
В новых системах, построенных на принципах молекулярной филогении, животные (Animalia) входят в одну группу (Opisthokonta) с грибами, «ненастоящими» многоклеточными типа губок, Choanomonada и некоторыми бывшими протистами. Предполагается, что все они произошли от одножгутиковых форм. Это одна из крупнейших и наиболее четко очерченных группировок новой классификации.
В системе животных, несмотря на относительность понятия прогресса, часто выделяют две вершины эволюционного развития. Это класс насекомых в типе членистоногих и класс млекопитающих в типе хордовых.
Членистоногие – самый многочисленный тип животного мира. Среди беспозвоночных это наиболее высокоорганизованные животные. В процессе эволюции членистоногие приобрели ряд ароморфозов, что позволило им приспособиться к самым различным условиям существования. Членистоногие делятся на 14 классов (включая вымерших), половину из которых составляют различные «многоножки». Основные классы членистоногих:
