Войти
Закрыть

Сучасна систематика еукаріотів

10 Клас

Еукаріотичні організми утворилися в процесі еволюції з прокаріотичних. Але про те, яка саме з груп прокаріотів була предком еукаріотичних організмів, дискусії тривали довго. Перші дані про спорідненість еукаріотів з археями з’явилися ще 1984 року. Але тільки після розвитку технологій молекулярно-біологічних досліджень удалося встановити це більш обґрунтовано. 2015 року група під керівництвом Аньї Спанг (A. Spang) виявила у Північному Льодовитому океані сліди ДНК невідомого раніше організму з домену архей, який був названий Lokiarchaeum і віднесений до самостійного відділу Локіархеї (Lokiarchaeota), що входить до складу надвідділу Асгардархеї (Asgardarchaea) (мал. 14.1). Ця група архей і виявилася найближчим родичем еукаріотів. Більш того, вона утворила з ними монофілетичну групу. Саме тому зараз розглядають можливість змінити тридоменну систему органічного світу на дводоменну, бо, за правилами систематики, монофілетичні групи повинні утворювати один таксон....
0 Переглянути

Прокаріотичні організми

10 Клас

Прокаріотів поділяють на дві великі групи — домени Археї та Бактерії (мал. 13.1). Бактерії трапляються в усіх середовищах існування. Вони живуть у воді, ґрунті, живих організмах. Архей спочатку виявили в зонах екстремального існування: у дуже гарячих джерелах (наприклад, у гейзерах) та в дуже холодних умовах, у водоймах із дуже солоним, кислим або лужним середовищем. Але наступні дослідження виявили значну кількість архей, які живуть і в нормальних умовах. Багато представників архей є мешканцями травних трактів тварин (жуйних, термітів, людей тощо). Систематика бактерій та архей Поділ бактерій на великі систематичні групи досі є предметом наукової дискусії. Якщо об’єднання видів до груп рангу відділу не викликають особливих проблем, то загальноприйняте їх об’єднання на рівні царств або субдоменів відсутнє. Найбільш поширеним з існуючих варіантів є поділ бактерій на три великі групи: давні бактерії, терробактерії та гідробактерії. Представниками давніх бактерій є водневі бактерії (отримують енергію за рахунок окиснення водню) та термотоги (бактерії, які живуть у гарячих джерелах). До терробактерій належать ціанобактерії та збудник туберкульозу, а до гідробактерій — спірохети, хламідії та збудники чуми, холери і сальмонельозу. Систематика архей також є ще недостатньо розробленою. Але вчені виділяють серед них дві великі групи — протеоархеї та еуархеї. До групи протеоархей належать нещодавно (2015 року) відкриті локіархеї. Їх вважають групою, яка є предковою для еукаріотів....
0 Переглянути

Сучасна система живого світу

10 Клас

Карл Воуз (1990 р.), спираючись на аналіз послідовності нуклеотидів рРНК та деякі інші молекулярні характеристики, запропонував новий варіант систематики живих організмів. Згідно з ним організми поділялися на великі систематичні групи — домени. Домен — це таксон найвищого рангу, який включає кілька царств живих організмів. Клітинні форми життя поділили на три домени — Бактерії, Археї та Еукаріоти (мал. 12.1). Віруси виділили як окремий таксон Vira, який об’єднує неклітинні форми життя й за рангом відповідає домену. Така класифікація найбільш точно відбиває сучасні уявлення про виникнення й еволюцію основних груп живих організмів. Макросистематикою називають розділ систематики живих організмів, який працює із систематичними категоріями найвищих рангів — доменами, субдоменами, групами царств, царствами тощо. Останнім часом у цій галузі було зроблено чимало відкриттів. Це пов’язано із застосуванням новітніх методів аналізу, у першу чергу молекулярно-генетичних. Зараз уже відома послідовність нуклеотидів ДНК для багатьох важливих генів сотень організмів. А геноми хоч кількох представників основних систематичних груп розшифровані повністю. Це дозволяє ефективно порівнювати організми між собою, встановлюючи їхні родинні зв’язки. Завдяки таким технологіям було поставлено питання про об’єднання архей та еукаріотів в один домен. Зараз воно активно обговорюється. Також широке застосування отримав метод метагеномного аналізу. Він дозволяє вилучати й аналізувати ДНК безпосередньо з відібраних проб, без вирощування мікроорганізмів. Такий метод аналізу допомагає вивчати організми, які поки що не вдається вирощувати на поживних середовищах. Виявилося, що таких організмів набагато більше, ніж передбачалося раніше. Серед них навіть була виділена окрема група «відділів-кандидатів» (Candidate Phyla), яких поки що не змогли віднести ні до архей, ні до бактерій. Можливо, що їх доведеться виділяти в окремий домен (мал. 12.2)....
0 Переглянути

Дослідження біорізноманіття

10 Клас

Біоіндикація — це метод визначення екологічного стану екосистем за допомогою живих об’єктів. Як об’єкти можуть використовуватися клітини, організми, популяції окремих видів або екологічні угруповання. За допомогою біоіндикації можна оцінювати дію абіотичних, біотичних та антропогенних факторів. Для діагностики стану екосистем використовують види-індикатори, які мають більшу чутливість до дії несприятливого фактору середовища і тому швидше реагують на зміни в дії цього фактору. Для оцінки дії різних факторів використовують різні види-індикатори (мал. 11.2). Слід відмітити, що універсальних видів-індикаторів не існує. Це пов’язано з тим, що різні живі організми суттєво відрізняються між собою за стійкістю до дії різних факторів. І якщо, наприклад, певний вид є чутливим до зміни вмісту сполук Арсену у своєму середовищі існування, то це не означає, що він також буде гарним індикатором для виявлення зміни вмісту сполук Плюмбуму. Для аналізу змін стану екосистеми в цілому застосовують не один вид-індикатор, а цілий комплекс таких видів. Для того щоб оцінка стану екосистеми була ефективною, до комплексу видів-індикаторів включають представників основних екологічних груп — продуцентів, консументів і редуцентів. При цьому серед консументів види-індикатори підбирають для кожного з основних трофічних рівнів. Екологічне прогнозування — це передбачення можливої поведінки природних систем на основі інформації, яка була отримана в попередніх дослідженнях. Основою екологічного прогнозування часто є створення моделей екосистем, які дозволяють оцінити вплив на них як природних процесів, так і людської життєдіяльності. Для екологічного прогнозування створюють прогнозні карти, які періодично оновлюють, ураховуючи зафіксовані в екосистемах зміни....
0 Переглянути

Біорізноманіття

10 Клас

Термін «біорізноманіття» почали застосовувати нещодавно. Поняття «біологічне різноманіття» ввів Томас Лавджой (мал. 10.1) 1980 року, а скорочений варіант — «біорізноманіття» — запропонував Едвард Осборн Вілсон 1986 року. Зараз застосовують кілька різних варіантів значення терміна «біорізноманіття». Одним із найбільш поширених є такий: біорізноманіття — це сукупність генів, видів та екосистем у регіоні. Визначення, прийняте на саміті ООН у Ріо-де-Жанейро (1992), говорить, що біорізноманіття — це мінливості серед живих організмів з будь-яких ареалів, включаючи, зокрема, суходольні, морські та інші водні, та серед екологічних комплексів, частинами яких вони є, що включає мінливість усередині видів, між видами та між екосистемами. Відповідно, за рівнями можна розглядати біологічне різноманіття на рівні популяції, виду, екосистеми тощо. Розрізняють три основні типи біорізноманіття: альфа- , бета- та гамма-різноманіття. Альфа-різноманіття оцінює різноманіття всередині угруповання, бета-різноманіття — між угрупованнями, а гамма-різноманіття — на рівні ландшафтної зони, яка містить цілу низку угруповань....
0 Переглянути

Вид як базовий таксон сучасної систематики

10 Клас

У природі трапляються види-двійники, які дуже подібні між собою за зовнішньою будовою. Такі види було виявлено серед комах, риб, птахів, ссавців, рептилій, амфібій тощо. В Україні види-двійники знайшли у зелених ропух, полівок, мишаків. Тому, щоб не помилитися, для визначення виду використовують не якусь одну ознаку, а цілий комплекс критеріїв виду. Ключова ідея Існує кілька різних біологічних концепцій виду. Але в будь-якій з них окремі види визначають за допомогою комплексу критеріїв, а не за якоюсь однією окремою ознакою. Практична робота Вивчення критеріїв виду на прикладі рослин і тварин, що належать до однієї родини 1. Розгляньте кілька видів рослин і тварин, що належать до однієї родини, і визначте їхні риси відмінності одне від одного за кількома критеріями (морфологічним, географічним, екологічним тощо). 2. Результати спостережень оформте у вигляді таблиці. Приклади рослин однієї родини: яблуня, груша, шипшина. Приклади тварин однієї родини: сорока, галка, крук. 3. Сформулюйте висновок. Запитання та завдання 1. На конкретному прикладі поясніть, як за допомогою біохімічного критерію розрізнити два види. 2. Серед комарів існують види-двійники, деякі з яких можуть переносити малярію, а деякі — ні. За зовнішньою будовою вони не відрізняються. Запропонуйте спосіб (або способи), за допомогою якого (або яких) ці види можна розрізнити....
0 Переглянути

Створення систем живих організмів

10 Клас

Після поширення еволюційної теорії Чарльза Дарвіна Ернст Геккель запропонував концепцію еволюційної таксономії. Згідно з цією концепцією, система класифікації повинна була відображати хід еволюції живих організмів. Ця точка зору переважає в науці й зараз. Тому сучасні системи класифікації мають обов’язково враховувати спорідненість різних груп організмів. Для створення сучасних класифікацій живих організмів учені частіше використовують принципи кладистики. Кладистика — це підхід до біологічної класифікації, за якого організми класифікують згідно з їх порядком відгалуження від еволюційного дерева. При цьому морфологічна подібність не враховується, бо вона може виникати в ході пристосування до схожих умов існування. Цей підхід має і деякі недоліки. У рамках кладистичного підходу складніше створювати систематику груп в еволюції, у яких мав місце симбіогенез (наприклад, під час утворення хлоропластів в еукаріотів). Складність створення сучасної класифікації можна проілюструвати на прикладі класифікації птахів і плазунів (мал. 8.1), коли використання двох різних комплексів морфологічних ознак та молекулярно-генетичних досліджень дає три різні варіанти класифікації. Монофілетичні й парафілетичні таксони Систематичні групи живих організмів (таксони) за їхнім походженням поділяють на монофілетичні й поліфілетичні (від грец. mono — один, poli — багато). Монофілетичні таксони об’єднують нащадків одного предка, а поліфілетичні — різних, довільно обраних нащадків декількох предків. Наприклад, клас Однодольні є монофілетичним таксоном, а царство Рослини, яке було виділено Р. Уайттейкером,— поліфілетичним, бо воно об’єднує декілька неспоріднених груп (бурі водорості, червоні водорості, зелені рослини тощо). Виділяють також парафілетичні таксони, які об’єднують нащадків одного предка, окрім однієї, як правило, найбільш просунутої групи. Так, у межах ряду Примати (мал. 8.2) об’єднання разом довгоп’ятів та лорі буде прикладом поліфілетичного таксону. Додавання до цієї групи лемурів утворить парафілетичний таксон, а об’єднання всіх інших мавп цього ряду в інфраряд Мавпоподібні утворить монофілетичний таксон....
0 Переглянути

Біологічна систематика

10 Клас

Біологічна систематика — це розділ біології, який формує єдину систему живого світу на основі виділення біологічних таксонів (систематичних одиниць) і відповідних назв, наданих за певними правилами (біологічної номенклатури). Основні систематичні категорії ввів у науку шведський учений Карл Лінней. Біологічна систематика поділяється на два основні розділи: таксономію та біологічну номенклатуру. Таксономія займається розробкою правил групування живих організмів. Це дуже складна проблема, бо часто не зовсім зрозуміло, на основі яких ознак слід об’єднувати організми у групи. Так, у давнину всіх червів об’єднували в один тип. Але сучасні дослідження показали, що різні групи червів мають різне походження і не є близькими родичами. Біологічна номенклатура розробляє правила найменування живих організмів, створює спеціальні міжнародні кодекси, які регулюють спірні питання, вирішує проблеми синонімів (коли один вид випадково отримує кілька назв) тощо. Штучні (формальні) та природні (філогенетичні) системи живого світу Системи живого світу можуть бути різними. Їх поділяють на дві групи — штучні (формальні) та природні (філогенетичні). Штучними (формальними) називають системи, в яких класифікація видів базується лише на ступені їхньої подібності за вибраними ознаками. При цьому не враховується історична спорідненість організмів, які така система об’єднує у відповідні таксони. Природними (філогенетичними) називають системи, в яких класифікація організмів будується на ступені їхньої подібності з урахуванням філогенетичної спорідненості. Так, штучна система може зараховувати до риб усіх хребетних, які живуть у воді. Тоді до риб будуть віднесені всі кити. А природна система враховує, що кити походять від наземних предків і є вторинноводними тваринами. Тому в такій системі кити належать до групи ссавців....
0 Переглянути

Аналіз та представлення результатів наукових досліджень

10 Клас

Результати наукового дослідження матимуть цінність тільки в тому разі, якщо вони будуть представлені для обговорення науковій спільноті. Таке представлення може бути виконане у вигляді усного повідомлення, публікації у друкованому науковому виданні або електронної версії. Усне повідомлення зазвичай роблять на семінарах, колоквіумах або конференціях різних рівнів. Друковані публікації розміщують у журналах відповідного профілю або в наукових монографіях. Електронні версії — в електронних журналах або на відповідних сайтах. Головна вимога до представлення результатів дослідження в будь-якій формі — чіткість і логічність тексту. Для полегшення розуміння результатів наукових досліджень дуже добрим є використання схем, графіків, діаграм, фотографій та інших наочних матеріалів. Це дозволяє значно легше сприймати аргументацію. Крім того, ілюстративні матеріали добре показують розуміння авторами біологічного змісту своїх досліджень. Саме за допомогою ілюстративного матеріалу можна одразу побачити як переваги, так і недоліки певної роботи. Основні види наукових творів Наукові твори поділяють на дві основні групи — рецензовані й нерецензовані. Рецензованими є твори, які перед публікацією перевіряють на новизну результатів, об’єктивність проведеного дослідження, відсутність помилок, правильність виконання аналізу отриманих даних, адекватність висновків тощо. Нерецензовані твори в такий спосіб не перевіряються. Рецензованими є більшість сучасних наукових публікацій. Такими рецензованими публікаціями є статті в наукових журналах (мал. 6.1), електронні препринти (попередні повідомлення головних положень) наукових статей, наукові книги (монографії), дисертації, патенти, наукові звіти. Нерецензованими творами є тези конференцій, тексти усних доповідей, електронні публікації на нерецензованих сайтах....
0 Переглянути

Принципи планування біологічного та екологічного дослідження та науковий метод пізнання

10 Клас

Вибираючи тему дослідження, слід керуватися такими критеріями, як актуальність, новизна, перспективність. Проблема, для розв’язання якої здійснюють наукове дослідження, має бути чітко й однозначно визначена. Якщо вона не може бути сформульована, то вона не може бути й розв’язана. Усвідомивши проблему, слід визначити задачі, відповіді на які уможливлять її розв’язання. Відповіді на них отримують з експериментів, кожен з яких передбачає чітко сформульовану мету. Такою метою можуть бути гіпотези, які потрібно перевірити, або ефекти, що мають бути оцінені. Під час проведення дослідження слід обмежитися рамками саме того питання, на яке бажано отримати відповідь. Бо витрачання наявних ресурсів і часу на розв’язання інших питань може стати причиною того, що завдання дослідження не будуть виконані. Визначення об'єкта та предмета дослідження Об’єктом дослідження є те, на що спрямована пізнавальна діяльність дослідників. У біології та екології об’єктами досліджень є біологічні та екологічні системи. А предметом дослідження є певна властивість досліджуваного об’єкта (мал. 5.1). Наприклад, під час дослідження міграцій кажанів об’єктом дослідження є представники ряду Рукокрилі, а предметом дослідження — особливості поведінки цих представників, що пов’язані із сезонами року. Вибираючи об’єкт досліджень, потрібно спиратися на поставлені цілі й завдання, господарське й наукове значення різних об’єктів, планованих методик і здорового глузду. Мабуть, у разі дослідження флори чи фауни України недоцільно вибирати як об’єкт вивчення крокодила, кавове дерево або фінікову пальму....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 259 260 261 262 263 264 265 266 267 ... 343
Назад

Навігація