Биология в лицее

 

 

СИМБИОГЕНЕЗ - теория (гипотеза) симбиогенеза (симбиотическая теория, эндосимбиотическая теория, теория эндосимбиоза) объясняет механизм возникновения двухмембранных органоидов эукариотической клетки — митохондрий и фотосинтезирующих пластид.

Теория эндосимбиотического происхождения хлоропластов впервые была предложена немецким ботаником Андреасом Шимпером в 1883 году, показавшим их размножение внутри клетки путем деления аналогично делению одноклеточных организмов.

В двадцатые годы ХХ века теория была развита советским ботаником Б. М. Козо-Полянским: он предположил, что симбионтами являются и митохондрии. Согласно этой теории, митохондрии представляют собой аэробную бактерию-эндосимбионт более древней анаэробной, которая в результате симбиоза стала аэробной, а пластиды — фотосинтезирующие бактерии, которые в ходе эволюции потеряли свою независимость от клетки хозяина.

Второе рождение расширенная теория получила уже в книге американской исследовательницы Линн Маргулис «Symbiosis in Cell Evolution» («Симбиоз в эволюции клетки»).

Ни митохондрии, ни пластиды сегодня не могут существовать вне клетки, поскольку лишены многих генов. Это может быть объяснено длительностью симбиоза: многие гены могли быть удалены за ненадобностью, другие могли попасть в ядерную ДНК.

Многие данные свидетельствуют в пользу большой вероятности эндосимбиотического происхождения двухмембранных органоидов эукариотических клеток. Явление эндосимбиоза и по сей день чрезвычайно широко распространено в природе.

Известно, что на теле некоторых морских рыб часто поселяются светящиеся бактерии, которые не только получают большие преимущества для жизни, но и очень полезны для организмов-хозяев.

В наши дни существует также ряд одноклеточных организмов, содержащий внутри своих клеток другие клетки в качестве эндосимбионтов.

Например, Mixotricha paradoxa — наиболее интересный с данной точки зрения организм. Для движения она имеет более 250 000 бактерий Treponema spirochetes, прикрепленных к поверхности своей клетки. Будучи вторично лишенной митохондрий, она содержит внутри себя сферические аэробные бактерии, заменяющие собой отсутствующую органеллу.

Амёбы рода Pelomyxa также не содержат митохондрий и образуют симбиоз с бактериями.

Некоторые представители рода Paramecium содержат в цитоплазме клетки одноклеточной водоросли, в частности, Paramecium bursaria образует эндосимбиоз с зеленой водорослью Zoochlorella.

Доказательства симбиотического происхождения митохондрий и пластид:

• имеют две полностью замкнутых мембраны. При этом внешнюю мембрану сравнивают с мембраной пищеварительных вакуолей, внутреннюю — с собственной мембраной бактерий;
• размножаются делением (причем делятся иногда независимо от деления клетки), никогда не синтезируются клеткой;
• имеют собственный генетический материал — кольцевую ДНК, не связанную с белками-гистонами;
• имеют свой аппарат синтеза белка — рибосомы, причем это рибосомы прокариотического типа. В 80-х годах ХХ века было показано, что структура рРНК из рибосом хлоропластов растений почти идентична структуре рРНК из некоторых цианобактерий.

 

 

 

 

СИСТЕМАТИКА (греч. systematikos — упорядоченный, относящийся к системе) — наука, занимающаяся описанием и обозначением всех существующих и вымерших организмов, а также их классификацией.

 

Основы систематики как науки заложены в работах Дж. Рея (в 1686 — 1704 годах) и особенно Карла Линнея (1735 год и позже).

Систематику как науку обычно подразделяют на таксономию (теорию классификации живых организмов) и собственно систематику.

Собственно систематика имеет несколько направлений, а именно:

• эволюционное направление (стремится наиболее точно и полно отразить генеалогические отношения, существующие в природе);
• кладистическое направление (определяет таксоны в зависимости от последовательности обособления отдельных ветвей, или кладонов, на филогенетическом древе, не придавая значение эволюционным изменениям. С точки зрения кладистов, млекопитающие — не самостоятельный класс, а таксон, соподчинённый пресмыкающимся);
• численное, или фенетическое направление (использует математическую обработку данных по множеству произвольно выбранных признаков организмов, придавая каждому признаку одинаковое значение).

Основным методом исследования в систематике остается сравнительно-анатомический, но с середины XX века используют биохимические методы (хемосистематика, или хемотаксономия), электронномикроскопические методы изучения хромосом (кариосистематика) и другие. 

Актин и миозин — обеспечивают сокращение мышц у многоклеточных животных.

СПЕРМАТОГЕНЕЗ — процесс образования мужских половых клеток. Сперматозоиды развиваются в мужских половых железах (семенниках) из специализированных клеток. Эти специализированные клетки образуются в раннем периоде эмбриогенеза мужского индивидуума и являются предшественниками зрелых половых клеток. У млекопитающих после достижения половой зрелости сперматозоиды образуются всю жизнь.

• Размножение. В период размножения диплоидные исходные мужские половые клетки (сперматогонии) несколько раз делятся путём митоза.
• Рост. Во время роста половые клетки (сперматоциты 1-го порядка) увеличиваются в размерах.
• Созревание (мейотическое деление). В третьем периоде происходят два деления (мейоз), число хромосом уменьшается вдвое. Во время профазы I в ядре совершается конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер (сопровождающийся обменом участками между гомологичными хромосомами). Каждый сперматоцит 1-го порядка даёт два сперматоцита 2-го порядка, которые после второго деления образуют четрые гаплоидные клетки — сперматиды.
• Формирование сперматозоидов, или спермиогенез. Сперматиды из округлых становятся вытянутыми, происходит образование одних структур (жгутик) и исчезновение других (рибосомы). Большая часть цитоплазмы исчезает из клетки. Вытянутое ядро с хроматином и аппаратом Гольджи образует головку сперматозоида; от центриоли у другого полюса ядра берёт начало жгутик; митохондрии располагаются в шейке сперматозоида.