Системы организмов и биота Земли

Известно, что издавна органический мир делился на два царства —- животных и растений. Однако в наше время его уже следует делить на две империи — доклеточных (вирусы и фаги) и клеточных (все остальные организмы). Империя доклеточных состоит из единственного царства — вирусов (фаги тоже вирусы-паразиты). Империя клеточных включает уже два над-царства, четыре царства, и еще семь подцарств (табл. 1.1).

Высшие таксоны систематики империи клеточных организмов

Надцарства Царства Полцарства
[А. Доядерные Дробянок 1. Бактерии (Bacteriobionta)
организмы (Mychota) 2. Цианеи, или сине-зеленые
(Procaryota) |_____________| водоросли (Cyanobionta)
В. Ядерные I. Животные 1. Одноклеточные животные
организмы (Animalia) (простейшие) (Protozoa)
(Еусагуota) 2. Многоклеточные
животные (Metazoa)
И. Грибы 1. Низшие грибы (Mycetalia или (Myxobionta) Mycota) 2. Высшие грибы
(Mycobionta)
III. Растения 1. Багрянки (Rhodobionta) шШр I (Vegetabil.ia или 2. Настоящие водоросли Plantae) (Phycobionta)
3. Высшие растения ______________I ______I (Embryobionta)__________
Оказалось, что на Земле существуют две большие группы организмов, различия между которыми намного более глубоки, чем между высшими растениями и высшими животными, и, следовательно, по праву среди клеточных были выделены два надцарства: прокариотов — низкоорганизованных доядерных и эукаритов — высокоорганизованных ядерных. Прокариоты (Procaryota) представлены царством так называемых дробянок, к которым относятся бактерии я сине-зеленые водоросли, в клетках которых нет ядра и ДНК в них не отделяется от цитоплазмы никакой мембраной. Эукариоты (Eucaryota) представлены тремя царствами: животных, грибов и растений, клетки которых содержат ядро и ДНК отделена от цитоплазмы ядерной мембраной, поскольку находится в самом ядре. Грибы выделены в отдельное царство, так как оказалось, что они не только не относятся к растениям, но, вероятно, происходят

от амебоидных двужгутиковых простейших, т. е. имеют более тесную связь с животным миром.
Однако такое деление живых организмов на четыре царства еще не легло в основу справочной и учебной литературы, поэтому при дальнейшем изложении материала мы придерживаемся традиционных классификаций, по которым бактерии, сине-зеленые водоросли и грибы являются отделами низших растений.
Всю совокупность растительных организмов данной территории планеты любой детальности (региона, района и т.д.) называют флорой, а совокупность животных организмов — фауной.
Флора и фауна данной территории в совокупности составляют биоту. Но эти термины имеют и гораздо более широкое применение. Например, говорят: флора цветковых растений, флора микроорганизмов (микрофлора), микрофлора почв и т. п. Аналогично используется термин «фауна»: фауна млекопитающих, фауна птиц (орнитофауна), микрофауна и т. п. Термин «биота» используют, когда хотят оценить взаимодействие всех живых организмов и среды или, скажем, влияние «почвенной биоты» на процессы почвообразования и др. Ниже приводится общая характеристика фауны и флоры в соответствии с классификацией (табл. 1.1).

Прокариоты

Прокариоты являются древнейшими организмами в историй Земли, следы их жизнедеятельности выявлены в отложениях протерозоя, образовавшихся около миллиарда лет назад. В настоящее время их известно около 5000 видов.
Самыми распространенными среди дробянок являются бактерии и в настоящее время это самые распространенные в биосфере микроорганизмы. Их размеры составляют от десятых долей до двух-трех микрометров.
Некоторые из бактерий являются автотрофами, например, серобактерии, которые образуют органическое вещество за счет хемосинтеза на основе серы. Большинство же бактерий — ге-теротрофы, среди которых преобладают сапротрофы, редуценты. Но есть формы, паразитирующие на других организмах, вызывающие болезни у животных, растений, человека.

Бактерии распространены повсеместно, но больше всего их в почвах — сотни миллионов на один грамм почвы, а в черноземах — более двух миллиардов.
Микрофлора почв весьма разнообразна. Здесь бактерии вы-шрлняют различные функции и подразделяются на следующие физиологические группы: бактерии гниения, нитрофи-цирующие, азотофиксирующие, серобактерии и др. Среди них есть аэробные и анаэробные формы.
В результате эрозии почв бактерии попадают в водоемы. В прибрежной части их до 300 тыс. в 1 мл, с удалением от берега и с глубиной их количество снижается до 100—200 особей на 1 мл.
В атмосфере воздуха бактерий значительно меньше. Широко распространены бактерии в литосфере ниже почвенного горизонта. Под почвенным слоем их всего на порядок меньше, чем в почве. Бактерии распространяются на сотни метров в глубину земной коры и даже встречаются на глубине двух и более тысяч метров.
Сине-зеленые водоросли сходны по строению с бактериальными клетками, являются фотосинтезирующими автотро-фами. Обитают преимущественно в поверхностном слое пресноводных водоемов, хотя есть и в морях. Продуктом их метаболизма являются азотистые соединения, способствующие развитию других планктонных водорослей, что при определенных условиях может привести к «цветению» воды и к ее загрязнению, в том числе и в водопроводных системах.

Эукариоты

Эукариоты — это все остальные организмы Земли. Самые распространенные среди них — растения, которых около 300 тыс. видов.

Растения

Растения — это практически единственные организмы, которые создают органическое вещество за счет физических (неживых) ресурсов — солнечной инсоляции и химических элементов, извлекаемых из почв (комплекс биогенных элемен-"* тов). Все остальные питаются уже готовой органической пищей. Поэтому растения как бы создают, продуцируют пищу для всего остального животного мира, т. е. являются продуцентами.
Все одноклеточные и многоклеточные формы растений

имеют, как правило, автотрофное питание за счет процессов фотосинтеза.
Водоросли — это большая группа растений, живущих в воде, где они могут либо свободно плавать, либо прикрепляться к субстрату. Водоросли — это первые на Земле фотосинтези-рующие организмы, которым мы обязаны появлением кислорода в ее атмосфере. Кроме того, они способны усваивать азот, серу, фосфор, калий и другие компоненты непосредственно из воды, а не из почвы.
Остальные, более высоко организованные растения — обитатели суши. Они получают из почвы посредством корневой системы питательные элементы, которые транспортируются через стебель в листья, где берут начало процессы фотосинтеза. Лишайники, мхи, папоротникообразные и цветковые растения являются одним из важнейших элементов географического ландшафта, доминируют здесь цветковые, которых более 250 тыс. видов. Растительность суши — главный генератор кислорода, поступающего в атмосферу, и ее бездумное уничтожение оставит животных и человека не только без пищи, но и без кислорода.

Грибы

Грибы — низшие организмы, не содержат хлорофилла, размеры от микроскопических до крупных, типа дождевиков, насчитывается их более 100 тыс. видов. Тело гриба состоит из нитчатых образований, которые формируют грибницу, или мицелий. Все грибы — гетеротрофные организмы, среди которых имеются и сапрофиты, и паразиты. Около трех четвертей всех грибов — сапрофиты, питающиеся гниющими растениями, некоторые грибы паразитируют на растениях и единичные — на животных. Большую пользу растениям приносят грибы-симбиотиты, которые органически связаны с растениями: они помогают усваивать труднодоступные вещества гумуса, содействуют своими ферментами обмену веществ, связывают свободный азот, и т. д.
Низшие почвенные грибы играют основную роль%:процессах почвообразования.

Животные

Животные представлены большим разнообразием форм и размеров, их более 1,7 млн видов. Все царство животных — это гетеротрофные организмы, консументы.
Наибольшее количество видов и наибольшая численность особей у членистоногих. Насекомых, например, столько, что на каждого человека их приходится более 200 млн особей. На втором месте по количеству видов стоит класс моллюсков, но их численность значительно меньше, чем насекомых. Третье место по числу видов занимают позвоночные, среди которых млекопитающие составляют примерно десятую часть, а половина всех видов приходится па рыб.
Значит, большая часть видов позвоночных формировалась в водных условиях, а насекомые — это сугубо животные суши.
Насекомые развивались на суше в тесной связи с цветковыми растениями, являясь их опылителями. Эти растения появились позже других видов, но более половины видов всех растений приходится на цветковые. Видообразование в этих двух классах организмов находилось и находится сейчас в тесной взаимосвязи.
Если сравнить количество видов сухопутных организмов и водных, то это соотношение будет примерно одинаково и для растений, и для животных: количество видов на суше — 92—93 %, в воде — 7—8 %, значит, выход организмов на сушу дал мощный толчок эволюционному процессу в направлении увеличения видового разнообразия, что ведет к повышению устойчивости природных сообществ организмов и экосистем в целом.
Контрольные вопросы
/. Какие уровни биологической организации являются объектами изучения экологии?
2. Биогеоценоз и экосистема — сходство и различия.
3. Как подразделяются организмы по характеру источника питания и по экологическим функциям в биотических сообществах?
4. Какое значение имеют гомеостатические процессы и адаптация для взаимодействия организма с окружающей средой?
5. Какое значение имеют метаболические процессы ав-тотрофов для биоты Земли?
6. В чем суть биогенетического закона?
Z В чем особенность современной классификации орга^-низмов?
8. На какие две крупные совокупности организмов подразделяется биота?