Войти
Закрыть

Основні групи живих організмів

9 Клас

За будовою клітин живі організми можна поділити на прокаріотів, що не мають клітинного ядра, та еукаріотів, або ядерні організми. Еукаріотична клітина влаштована значно складніше за прокаріотичну, тому вважається, що еукаріоти пішли від якихось давніх прокаріотів. Проте встановити родинні зв’язки між прокаріотами та еукаріотами виявилося не так легко. Для цього було використано аналіз послідовності РНК рибосом. Ці молекули РНК є в усіх живих організмів, від кишкової палички до людини, і доволі повільно змінюються в процесі еволюції. Тому вони чудово підходять для відтворення давніх еволюційних подій. Аналіз рибосомних РНК дав змогу розподілити все біорізноманіття на три групи, що їх називають доменами: Бактерії, Археї та Еукаріоти (рис. 48.1). Поглянувши на еволюційне дерево на рисунку, ви одразу можете помітити дві цікаві особливості. По-перше, багатоманітність прокаріотів становить собою дві чітко відокремлені гілки, які було не дуже вдало названо Бактерії та Археї. По-друге, гілка Архей є сестринською до Еукаріотів. Отож в еукаріотів та архей був спільний предок, що не належав до бактерій. Це також підтверджується тим, що геном архей має набагато більше спільного з ядерним геномом еукаріотів, ніж із геномом бактерій. Отже, предок еукаріотів був більше подібний до сучасних архей, ніж до сучасних бактерій. Бактерії й археї не мають ядра Аналіз ДНК показує, що різноманіття прокаріотів представлено двома групами — бактеріями й археями. Ці гілки еволюції розійшлися на самому початку формування життя на Землі. Зараз бактерії є найпоширенішими організмами на планеті: вони населяють океани, ґрунт, свердловини в земній корі, живі організми; їхні спори розносяться атмосферою та вкривають усю поверхню землі....
0 Переглянути

Біологічна систематика

9 Клас

Еволюційні процеси, розглянуті нами в попередніх параграфах, створили величезне різноманіття живих організмів, що населяють Землю. Учені неодноразово здійснювали спроби систематизувати живі організми, виділяючи ті чи ті види, а потім об’єднуючи останні в більші таксони — систематичні одиниці. Для зручності опису було розроблено ієрархію таксономічних одиниць. Історично склалося дві ієрархічні системи — ботанічна та зоологічна, які розвивалися паралельно. Річ у тім, що розроблення цих систем почалося, коли ботаніка й зоологія були окремими незалежними дисциплінами, до того, як біологія стала цілісною наукою. У таблиці 47.1 показано порівняння ієрархії таксонів у ботаніці та зоології на прикладі Соняшника однорічного й Вусача соняшникового (рис. 47.1). Спочатку все різноманіття біологічних організмів поділяли на два царства — Рослини й Тварини, пізніше до них додали царство Гриби. Відкриття Левенгуком мікроорганізмів значно розширило відоме вченим різноманіття організмів, однак перші дослідники намагалися не порушувати усталеної класифікації та відносили нововідкриті організми до одного з уже наявних царств на підставі їхньої рухливості й здатності до фотосинтезу. Подальший розвиток мікроскопії дав змогу виявити значні відмінності в клітинній будові мікроорганізмів, а головне — поділити все біорізноманіття на дві групи — прокаріотів та еукаріотів — на підставі важливої ознаки: наявності чи відсутності клітинного ядра. Але перш ніж перейти до опису сучасного погляду на біорізноманіття, звернемо увагу на одне дуже важливе, і тому нечасто порушуване, питання. Штучна класифікація систематизує організми за довільно взятими ознаками А яка мета систематики? Систематизувати організми можна для різних цілей, а отже, з використанням різних критеріїв. Ми можемо поділяти організми на їстівні та неїстівні, а також на такі, які з’їсти можна, але не повністю, або на такі, які можна з’їсти, але для цього потрібне спеціальне оброблення. Критеріїв для систематики чимало, а отже, класифікацій безліч. Такі класифікації, побудовані на довільно взятих ознаках, є штучними. То яка ж мета класифікації, яку створюють для своєї роботи біологи-систематики?...
0 Переглянути

Походження життя

9 Клас

Так склалося, що протягом століть найпоширенішою версією виникнення життя на Землі був певний акт творіння, здійснений вищою надприродною силою. І хоча механізми творіння та характеристики вищих сил різняться в релігіях і міфологіях, усі ці вчення пояснюють виникнення життя діяльністю якоїсь потойбічної сили. Такий погляд називають креаціонізмом1. Креаціоністські погляди є ненауковими, оскільки не можуть бути підтверджені або спростовані фактами чи експериментами. У них можна лише вірити або не вірити. Наукові уявлення про походження життя на Землі почали формуватися ще в античну добу Проблема походження життя була усвідомлена вченими доволі пізно. З античних часів до середини XIX століття в наукових колах приймалася гіпотеза постійного самозародження життя з неживої речовини. Аристотель вважав, що миші виникають із брудної білизни, а мухи — з гнилого м’яса. Механізм такого явища не був відомим, але ніхто не намагався заперечувати, що самозародження життя відбувається безперервно. Одним із ключових завдань середньовічної алхімії (поряд із пошуком філософського каменя) було створення гомункулуса — істоти, подібної до людини, яку можна отримати шляхом змішування якихось хімічних інгредієнтів. Однак у вчення про самозародження існувало багато супротивників. Один із них — відомий італійський лікар Франческо Реді — ще в середині XVII століття продемонстрував, що личинки мух не розвиваються з гнилого м’яса, а формуються з яєць, відкладених іншими мухами. Він помістив шматок м’яса у посудину, прикриту тонкою тканиною (аби перекрити до неї доступ мухам), і в ній не «самозародилися» личинки мух — опариші (рис. 46.1, А). Проте теорія самозародження вистояла — було відкрито мікроорганізми, які, як вважалося, достатньо прості, щоб виникнути з неживої матерії....
0 Переглянути

Еволюція людини

9 Клас

Еволюція приматів, що привела до виникнення сучасних людей, розпочалася наприкінці крейдового періоду, приблизно 70 млн років тому. Перші примати, такі як пургаторіус, були невеличкими тваринами, які за зовнішнім виглядом нагадували мишей (рис. 45.1). Однак уже тоді в них були закладені особливості будови та поведінки, що визначили подальшу еволюцію приматів. На відміну від інших тогочасних ссавців, вони вели переважно деревний спосіб життя, поєднаний зі стрибанням із гілки на гілку. Крім того, перші примати були активніші в денний час і в пошуках їжі орієнтувалися більше на зір, ніж на нюх. Саме тому зараз примати мають гарний кольоровий зір (на відміну від більшості ссавців), добре визначають відстань між об’єктами (важливо під час стрибання з гілки на гілку), а також мають хапальну кисть — нею можна зачепитися за гілку під час приземлення. Треба також зазначити, що в раціоні ранніх приматів переважали фрукти — доволі калорійна їжа, їх треба з’їсти не так багато, щоб насититися. Отже, на харчування вони витрачали небагато часу, на відміну, скажімо, від корови, яка змушена їсти траву весь день. Вивільнений час сприяв розвитку соціальної поведінки. Приблизно 25 млн років тому з’явилися перші людиноподібні мавпи — проконсули, що мешкали в Африці в дощових тропічних лісах (рис. 45.2). Але близько 12 млн років тому сталася глобальна зміна клімату: він став сухішим, а безкраї тропічні ліси змінилися трав’яними саванами. Частина людиноподібних мавп продовжила жити в залишках екваторіальних лісів — серед їхніх нащадків є сучасні шимпанзе та горили. А інша група людиноподібних мавп пристосувалася до життя в саванах. При цьому вони перейшли до пересування на двох ногах — такий спосіб виявився для приматів зручнішим, адже вони тепер жили на відкритій місцевості. Австралопітеки поєднували ознаки мавп і людей Австралопітеки з’явилися в Африці приблизно 7 млн років тому. Вони були перехідною формою тому, що поєднували в собі ознаки будови людиноподібних мавп і людей (рис. 45.3). Будова їхнього черепа була більш «мавпячою», тоді як решта скелета більш прогресивна та адаптована до двоногого переміщення. Насправді перші австралопітеки не були повною мірою прямоходячими: вони могли ходити і на двох ногах, і на чотирьох кінцівках, а також лазити по деревах....
0 Переглянути

Докази еволюції

9 Клас

Палеонтологія — це наука, що вивчає викопні організми, які населяли нашу планету в минулому. Основним завданням палеонтології є реконструкція зовнішності, а також особливостей поведінки, фізіології та екології вимерлих організмів. Історія Землі налічує приблизно 4,54 млрд років. Саме тоді в результаті спресовування космічного пилу, що оточував Сонце, сформувалася планета Земля. Вважають, що перші живі організми з’явилися на молодій Землі близько 3,8 млрд років тому в епоху, що має назву архейський еон. Протягом мільярдів років життя було представлено одноклітинними без’ядерними організмами. А перші достовірні знахідки останків багатоклітинних організмів датуються приблизно 1,2 млрд років тому та належать періоду вже наступного еону — протерозою1. Приблизно 540 млн років тому розпочалася нова епоха розвитку життя на Землі — фанерозойський еон, або епоха «явного» життя. Фанерозой прийнято поділяти на три ери: палеозойську, мезозойську та кайнозойську. У палеозойську еру виникають і розвиваються хребетні тварин, з’являються перші наземні рослини, слідом за ними на суходіл «виходять» комахи та амфібії. Кінець палеозою ознаменувався появою голонасінних рослин і рептилій, а також наймасовішим вимиранням живих організмів за всю історію Землі. У мезозої спостерігається розквіт рептилій, поява величезного різноманіття динозаврів, птерозаврів, іхтіозаврів, плезіозаврів та інших2. З’являються квіткові рослини, птахи та ссавці. Наступна ера — кайнозойська — позначилася розквітом ссавців і птахів. Варто пам’ятати, що кайнозойська ера триває і ми в ній живемо. Зміну епох і періодів можна представити у вигляді геохронологічної шкали (табл. 44.1)....
0 Переглянути

Механізми видоутворення

9 Клас

Щодня ми стикаємося з поняттям виду. Ми намагаємося розрізнити види птахів на шкільному подвір’ї, квіти на лузі, риб в акваріумі. Кожен вид має свої характерні біологічні особливості, по-різному може допомагати людині. Погодьтеся, дуже важливо вміти відрізняти отруйний гриб від їстівного. Проте зовсім не завжди очевидно, як визначити межі між видами. Раніше для визначення виду використовували різні критерії: спільна територія проживання (географічний), однакові пристосування до умов навколишнього середовища (екологічний), схожість хімічного складу й обміну речовин (біохімічний), особливості анатомії та зовнішнього вигляду (морфологічний). Але поняття виду, засноване на таких критеріях, не завжди задовільне. Наприклад, люди, попри різні колір шкіри, розріз очей, форму черепа, належать до одного виду — Людина розумна (Homo sapiens)1. А от деякі види вівчариків настільки схожі між собою, що відрізнити їх за зовнішнім виглядом може тільки фахівець (рис. 43.1). Однак ми можемо впевнено стверджувати, що ці птахи належать до різних видів. То яким же має бути критерій, що дасть змогу виокремлювати види? У цьому параграфі ми наведемо визначення біологічного виду, найбільш містке та зручне для використання в біології. Біологічний вид — це популяція чи група популяцій, члени яких можуть схрещуватися між собою й давати плідне потомство, але не здатні схрещуватися й давати плідне потомство з членами інших подібних груп. Застосувавши це визначення до людини, ми виявимо, що всі люди є представниками одного виду, оскільки міжрасові шлюби можливі й у цих шлюбах народжуються здорові діти. А вівчарик-ковалик не схрещується з вівчариком весняним, отже, ці птахи належать до різних біологічних видів....
0 Переглянути

Еволюційні фактори

9 Клас

У попередньому параграфі ми ознайомилися з таким поняттям, як природний добір — процес, що забезпечує виживання найбільш пристосованих індивідів та передавання ними своїх ознак нащадкам. У синтетичній теорії еволюції природний добір розглядають як єдину причину розвитку адаптацій, а також одну з головних рушійних сил еволюції. Під адаптацією мається на увазі вироблена в процесі еволюції здатність організму до виживання в природному середовищі. Природний добір зумовлює еволюційні зміни лише за наявності спадкової мінливості Природний добір може по-різному проявлятися в різних ситуаціях. Еволюційні біологи виокремлюють різні форми природного добору. Розглянемо, як природний добір може діяти на поширеність у популяції такої кількісної ознаки, як маса тіла. Як ви вже знаєте з § 36, розподіл ознаки серед особин у популяції зазвичай виглядає як на рисунку 42.1. Насамперед зупинимося на дуже важливому компоненті — спадковій мінливості, яка надзвичайно потрібна для еволюції. Нехай у нас є однорідна популяція, усі особини гомозиготні за геном, відповідальним за визначення маси тіла, тобто мають генотип аа. Однак розподіл фенотипів у популяції буде схожим на той, що зображено на рисунку 42.1. Відмінності в масі тіла в цих особин визначаються не спадковою, а модифікаційною мінливістю: хтось важить більше, хтось — менше. Нехай потім у якийсь момент приходить хижак і з’їдає всіх особин із масою, нижчою за середню (вони, наприклад, не можуть себе добре захистити). У такий спосіб відбувається процес добору. Розподіл фенотипів у цій групі зміниться, змістившись у бік «важчих» особин (рис. 42.2). Така зміна розподілу фенотипів у популяції аналогічна дії так званого рушійного добору. Подивимося тепер, як зміниться розподіл фенотипів у наступному поколінні, якщо дати «важчим» особинам, що залишилися, схрещуватися між собою. Виявиться, що розподіл не зміниться й матиме точно таку саму форму, яка була в материнської популяції до добору! Адже всі особини — гомозиготи, отже, форма розподілу визначається тільки неспадковою мінливістю. Скільки б не тривав добір, кожне нове покоління у вихідному стані матиме дзвоноподібний розподіл фенотипів з тією ж самою середньою масою: хтось завжди виростатиме «важчим», а хтось «легшим». Тому без наявності спадкової мінливості неможливо «розпочати» еволюційний процес....
0 Переглянути

Розвиток еволюційних поглядів

9 Клас

Здавна люди намагалися пояснити спостережуване різноманіття життя. У XVIII столітті практично всі вчені дотримувалися креаціоністських поглядів, тобто були упевнені в тому, що життя на Землі було створено вищими силами. Проте й ці науковці поділилися на два табори. Одні з них вважали, що всі живі організми створені такими, які вони є зараз, і з моменту творення не змінювалися. Друга, прогресивніша, група припускала, що види змінюються з плином часу й сучасні види є нащадками більш давніх. Серед них варто зазначити Еразма Дарвіна (діда Чарльза Дарвіна), Йоганна Вольфґанґа фон Ґете та Дені Дідро. Але на той час ще не була розроблена теорія, яка б пояснювала причини та механізми подібних змін. Першою теорією, що спробувала пояснити походження видів живих істот, була еволюційна теорія Жана Батиста Ламарка. Ламарк припускав, що всім живим організмам властиве «прагнення до досконалості» — бажання стати кращими та складнішими. Людина, на «безпристрасну» думку Ламарка, була найуспішнішою в цій нелегкій справі. Згідно з його теорією, живий організм може натренувати якийсь орган, а потім передати цю ознаку своїм нащадкам у покращеному вигляді. Тобто якщо ви щодня займатиметесь у спортзалі, то ваші діти будуть сильнішими, — приблизно так розмірковував Ламарк. Предок жирафи протягом багатьох поколінь тягнув шию, аби дістатися листя на гілках дерев. У результаті шия тренувалася та видовжувалась із кожним поколінням, що й привело до появи сучасної жирафи (рис. 41.1). Тут варто зауважити, що до теорії Ламарка поставала низка запитань. Наприклад, як з її допомогою пояснити появу панцира в черепахи? Ламарк дав сміливу відповідь: черепаха виростила собі панцир силою волі. Чому, якщо всі організми намагаються стати складнішими, усе ще існують бактерії? Ламарк відповідав: життя безперервно зароджується з неживої матерії, сучасні бактерії з’явилися зовсім нещодавно й ще не встигли розвинутися в щось складніше....
0 Переглянути

Популяція

9 Клас

Популяція — це сукупність особин одного біологічного виду, певною мірою ізольована від інших подібних сукупностей. Під словами «певною мірою» мається на увазі, що схрещування між особинами, що належать до однієї популяції, більш імовірне, ніж схрещування між особинами з різних популяцій. Пояснимо сказане прикладом. Припустімо, що є два озера, у яких мешкає певний вид риб (рис. 40.1). Ці озера не з’єднані одне з одним, тому риби, що населяють їх, не можуть схрещуватись між собою. Тоді ми можемо стверджувати, що в кожному озері існує своя популяція. Такі популяції, особини яких не можуть схрещуватися між собою, називають репродуктивно ізольованими. У природі ситуація зазвичай складніша. Між популяціями є певний обмін особинами, але його рівень не перевищує якогось критичного значення. При цьому ймовірність схрещування особин, що належать до різних популяцій, менша, ніж імовірність схрещування особин усередині однієї популяції. Припустімо тепер, що між нашими озерами є невеличкий канал, яким риби можуть плавати (рис. 40.2). Тоді відбуватиметься схрещування особин, народжених у різних озерах. Але якщо ймовірність того, що риба знайде собі партнера зі свого озера, вища за ймовірність знайти партнера з іншого озера, то можна говорити про наявність двох популяцій. А от якщо ці ймовірності однакові, тоді обидва озера населені однією популяцією риб....
0 Переглянути

Сучасні методи генетики

9 Клас

Класичні методи генетичних досліджень, описані в попередньому параграфі, не розглядають молекулярні механізми функціонування спадкового матеріалу. Тому ці методи можуть передбачити лише ймовірність появи деяких генетичних порушень. А чи виникла нова мутація та де — з їхньою допомогою визначити неможливо. Для цього потрібні зовсім інші методи — молекулярно-біологічні та цитогенетичні. Саме вони безпосередньо досліджують структуру й роботу генів на молекулярному та клітинному рівнях. Із § 37 ми дізналися, що багато генетичних захворювань людини пов’язані з хромосомними аномаліями. У разі таких захворювань для з’ясування діагнозу потрібен аналіз каріотипу — каріотипування. Для цього здійснюють виділення хромосом з окремих клітин людини, їх фарбування й ідентифікацію. Під дією хімічних барвників хромосоми набувають смугастого забарвлення, при цьому кожна хромосома має свою унікальну послідовність смуг. Таке фарбування хромосом дає змогу розподілити їх за парами, а також виявити ті чи ті аномалії в їхній будові або кількості (рис. 37.6, Б; 37.7). Дуже часто каріотипування використовують під час пренатальної діагностики. Її проводять до пологів з метою виявлення тих чи тих генетичних відхилень у зародка ще на стадії внутрішньоутробного розвитку. Для цього лікарі здійснюють забір клітин ембріона, а потім каріотипують їх. Самого ембріона під час процедури торкатися не можна, щоб не нашкодити його розвитку. Тому для аналізу беруть або клітини ембріональної частини плаценти, або навколоплідну рідину (рис. 39.1). Клітини плаценти мають каріотип ембріона, а до навколоплідної рідини потрапляє невеличка кількість клітин, що «відпали» від зародка. Перший метод складніший, але він доступний на більш ранніх стадіях вагітності порівняно з другим. А другий метод простіший у реалізації, однак вимагає додаткового часу для нарощування клітинної маси, потрібної для каріотипування....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 56
Назад

Навігація