Эукариоты — это организмы, состоящие из клеток, в которых обязательно содержится особый органоид — ядро. Иначе эукариоты называются ядерными организмами. Эукариоты объединяются в надцарство Ядерные, или Эукариоты. По современной систематике в надцарство Эукариоты входят три царства: Растения, Животные и Грибы. Рассмотрим краткую характеристику этих царств.
Краткая характеристика особенностей и биолого-экологической роли растений
Растения образуют отдельное царство организмов потому, что имеют ряд признаков, сильно отличающих их от других организмов. Такими особыми признаками являются их способность к фотосинтезу, наличие четкого чередования поколений в цикле развития, практически полное отсутствие возможности активного перемещения во внешней среде (для подавляющего большинства); почти все растения являются продуцентами, т. е. они синтезируют органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию. Для растений можно выделить следующие общие признаки.
1. Клетки растений содержат пигмент хлорофилл, способный усваивать солнечную энергию, необходимую для протекания фотосинтеза, в результате которого растения из углекислого газа, воды и других неорганических веществ синтезируют органические вещества; клетки растений запасают органические вещества или в виде жидких растительных жиров, или в виде углевода крахмала (относится к полисахаридам).
2. Растительные клетки имеют оболочку, которая кроме мембраны, образованной белками и липидами, содержит целлюлозу, придающую особую прочность и устойчивость клеткам растений; для растений большую роль играет осмос (односторонняя диффузия, при которой в клетку поступают вода и неорганические вещества за счет того, что в клетках концентрация веществ выше, чем в окружающей среде).
3. Большинство растений прикреплены к субстрату (месту своего произрастания), что делает невозможным активное перемещение всего растения в пространстве. Это привело к тому, что растения растут в течение всей своей жизни, занимая все большее и большее пространство как под землей, так и на ее поверхности; для растений характерны ростовые движения (рост стеблей направлен к солнцу), а также движение соцветий в направлении солнца — фототропизм (подсолнечник и др.).
4. Для растений характерно вегетативное, бесполое и половое размножение, а также четкое чередование полового (гаметофит) и бесполого (спорофит) поколений.
5. Расселение растений осуществляется переносом семян или спор, которые являются фазами покоя, позволяющими растениям перенести неблагоприятные условия внешней среды.
Различают низшие и высшие растения. К низшим растениям относятся зеленые, красные и бурые водоросли и лишайники (лишайники являются «комплексными» организмами, одновременно относящимися к двум царствам — к царству Растения и царству Грибы; это симбиотические организмы).
К высшим растениям относят Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Голосеменные и Покрытосеменные растения. Главной особенностью высших растений является то, что их тело расчленено на отдельные органы, а наиболее высокоорганизованные формы растений (семенные растения) размножаются семенами.
Биолого-экологическую роль растений трудно переоценить. Без этих организмов жизнь на Земле была бы невозможной. Они производят органические вещества, являющиеся пищей для всех гетеротрофных организмов. Кроме того, они поглощают углекислый газ и выделяют молекулярный кислород (O2), без которого невозможна жизнь аэробных организмов (в том числе и человека).
Растения образуют растительные сообщества, составляющие основу всех природных сообществ, т. е. биогеоценозов. В сени лесов и других растительных сообществ животные и другие организмы находят и «стол», и «кров».
Велика роль растений и в жизни человека. Растения являются источником растительной пищи, сырьем для производства одежды, бумаги, различных технических изделий и произведений искусства (скульптур, рам для картин, художественных изделий из бересты, соломы, тканей и др.).
Особенности и биолого-экологическая роль животных
Животные образуют особое царство Животные и характеризуются рядом признаков, отличающих их от организмов других царств. Рассмотрим наиболее важные из них.
1. Все животные являются гетеротрофами, и для них характерны следующие способы питания: хищничество, паразитизм (питание живыми биоорганическими веществами), сапрофитизм и поедание детрита; их главная экологическая роль — консументы разных порядков, но целый ряд животных являются редуцентами (например, дождевой червь, являющийся детритофагом).
2. Животные запасают либо жиры, либо гликоген (животный крахмал) в отличие от растений и грибов.
3. Клетки животных отграничены от других клеток либо мембраной, либо клеточной оболочкой, которая упрочнена или хитином, или жироподобными веществами в комплексе с белковыми соединениями.
4. Большинство животных (особенно высокоорганизованные) способны к активному перемещению в пространстве, имеют нервную систему и развитые органы чувств, поэтому многие из них растут только до определенной стадии своего развития, хотя новые клетки образуются в течение всей жизни, но этот процесс связан с постоянным обновлением организма (это не относится к клеткам, образующим нервную систему).
5. Для большинства животных характерно только половое размножение, поэтому в циклах развития отсутствует строгое чередование полового и бесполого поколений (только у низкоорганизованных видов царства Животные наблюдается такое чередование поколений, например у малярийного плазмодия; низкоорганизованные животные способны и к вегетативному, и к бесполому размножению).
Велика биолого-экологическая роль животных. Они являются промежуточными звеньями в реализации круговорота веществ в природе, а некоторые из них — и завершающей (детритофаги). Животные способствуют процессам размножения растений (например, насекомые-опылители); важна их роль и в расселении растений — семена распространяются за счет прикрепления к телу животных, за счет выделения из пищеварительной системы при поедании плодов и т. д. Велика роль животных в жизни человека: они «снабжают» его пищей, сырьем для разных отраслей промышленности, являются источником эстетического наслаждения и т. д.
Особенности и эколого-биологическая роль грибов
В современной систематике грибы выделены в отдельное царство эукариотических организмов — Грибы, так как их биологические особенности сочетают в себе признаки и животных, и растений. Рассмотрим некоторые наиболее важные признаки грибов.
1. Грибы, как и животные, являются гетеротрофами, но они могут быть паразитами (например, головневые грибы), сапрофитами и детритофагами; в отличие от животных хищничество для грибов не характерно (оно отсутствует).
2. Грибы являются как одноклеточными, так и многоклеточными; их тело представляет собой грибницу (или мицелий), состоящую из переплетения тончайших нитей — гиф. Различают низшие и высшие грибы. Низшие грибы, как правило, одноклеточны (клетки у них многоядерны); к ним относят мукор, фитофторы и др. Высшие грибы многоклеточны, их клетки одно- или многоядерны; к ним относят шляпочные и другие грибы. Грибы тесно соединены с субстратом и не способны к активному перемещению в пространстве (как растения) и растут в течение всей жизни.
3. Для грибов характерно вегетативное, половое и бесполое размножение, при этом у многих видов наблюдается четкое чередование полового и бесполого поколений (как у растений).
4. Из углеводов грибы запасают гликоген (подобно животным), хотя есть грибы, у которых запасным углеводом является крахмал.
5. Клетки грибов имеют очень прочные оболочки (как у растений), но у многих грибов прочность клеточных оболочек связана с содержанием в этих оболочках хитина (как у животных).
Все перечисленное выше делает необходимым выделение царства грибов, как отдельного царства организмов. Изучением грибов занимается наука микология, но традиционно в школьном курсе грибы изучаются совместно с ботаникой (наукой о растениях), так как по большинству явных признаков грибы располагаются ближе к растениям, чем к животным.
Велика биолого-экологическая роль грибов. Паразитические грибы являются фактором эволюции, так как способствуют выживанию более приспособленных, «сильных» особей того или иного вида. Грибы-сапрофиты и детритофаги способствуют переходу органических соединений в неорганические, что приводит к нормальному ходу круговорота веществ в природе.
Значительна роль грибов в жизнедеятельности человека. Грибы-паразиты вызывают различные трудноизлечимые заболевания. Многие грибы используют в биотехнологии (например, гриб пенициллум является основой в технологии получения пенициллина, важнейшего антибиотика, применяемого при лечении многих заболеваний). Грибы применяют в кондитерской и хлебопекарной промышленности (дрожжевые грибки) в пивоваренной промышленности, при производстве алкогольных напитков. Многие грибы съедобны и употребляются в пищу. Важно помнить о существовании ядовитых грибов и уметь отличать их от съедобных. Ядовитые грибы можно использовать для изготовления лекарственных препаратов. Эти грибы применяют для создания галлюцинаций при камлании (шаманы в религиозных обрядах северных народов России, Аляски и др.).