roznorodnosc_biologiczna.pdf

(4305 KB) Pobierz

9. Różnorodność biologiczna

9. R ó ż n o r o d n o ś ć b i o l o g i c z n a

9.1. Podstawy taksonomii

Na naszej planecie żyje dziś najprawdopodobniej kilka milionów gatunków.

To bogactwo przyrody biolodzy porządkują dzięki międzynarodowym

zasadom

taksonomii,

czyli nauki o regułach klasyfikacji istot żywych

w jednostki różnej rangi, określane jako

taksony.

Praktyczne zastosowa-

nie reguł taksonomicznych nosi nazwę

systematyki.

Celem tych działań

jest stworzenie jednolitego

systemu

obejmującego wszystkie organizmy

żyjące na Ziemi współcześnie, a także organizmy wymarłe.

naukowe

Systematycy posługują się metodami klasyfikacji, które wywodzą się

nazewnictwo

z systemu zaproponowanego w XVIII wieku przez wspomnianego już

gatunków

szwedzkiego lekarza i przyrodnika

Karola Linneusza.

Upowszechnił on

między innymi

dwuczłonowe nazewnictwo

(tzw. nomenklaturę binomi-

nalną). Każdy gatunek ma międzynarodową, naukową (tzw. ła-

cińską) nazwę rodzajową i gatunkową. O b a człony takiej nazwy

u...,—' 7:.\

- na przykład

Homo sapiens

- pisane są kursywą (pochyłą

czcionką), przy czym nazwa rodzajowa jest zawsze pisana wiel-

ką literą, a gatunkowa - małą. Wiele szczegółowych przepisów

dotyczących nadawania nazw naukowych organizmom regulują

międzynarodowe kodeksy nazewnictwa zoologicznego oraz bo-

tanicznego.

Ważnym rozwiązaniem przyjętym przez Linneusza był

hierar-

chiczny układ taksonów.

Każdy gatunek należy do jakiegoś ro-

dzaju, rodzaj do rodziny, rodzina do rzędu itd., aż do królestwa.

Karol Linneusz (1707-1778)

Od czasów Linneusza oprócz szczebli podstawowych wprowa-

dzono też pośrednie, jak nadrodziny czy podgatunki. Umożliwia to biolo-

gom wygodniejszą i bardziej szczegółową klasyfikację organizmów. Taką

hierarchiczną przynależność

System:

botaniczny

zoologiczny

systematyczną można podać dla

dowolnego organizmu. W pol-

GROMADA (TYP)

TYP

{phyilum)

divisio {phyilum)

skiej systematyce botanicznej

zamiast zoologicznych gromad

GROMADA (classis)

KLASA (c/ass/s)

wyróżnia się klasy, a zamiast ty-

RZĄD

{ordo)

RZĄD

(ordo)

pów - tradycyjnie wyróżniano

w botanice gromady. Obecnie

RODZINA (familia)

RODZINA

(familia)

jednak dąży się do ujednolice-

nia obu systemów i dlatego typy

RODZAJ

{genus)

RODZAJ (genus)

trafiają także do systematyki ro-

GATUNEK

(species)

GATUNEK (species)

ślin (ryc. 50).

mammmp^^^m^^m,

45 4

Ryc. 50. Podstawowe rangi taksonów stosowane we współcze-

snych systemach klasyfikacji organizmów

Ewolucyjne czynniki kształtujące różnorodność biologiczną

A oto, dla przykładu, miejsce współczesnego człowieka w porządku

systematycznym.

Królestwo:

z w i e r z ę t a

(Animalia)

Podkrólestwo:

t k a n k o w c e

(Metazoa)

Typ:

s t r u n o w c e

(Chordata)

Podtyp:

k r ę g o w c e

(Vertebrata)

Gromada:

ssaki

(Mammalia)

Podgromada:

ssaki w ł a ś c i w e

(Theria)

Szczep:

ł o ż y s k o w c e

(Placentalia)

Rząd:

n a c z e l n e

(Primates)

Podrząd:

a n t r o p o i d y

(małpy, Anthropoidea)

Infrarząd:

c z ł e k o k s z t a ł t n e

(Hominina)

Rodzina:

c z ł o w i e k o w a t e

(Hominidae)

Rodzaj:

c z ł o w i e k

(Homo)

Gatunek:

c z ł o w i e k r o z u m n y (

H o m o sapiens)

Podstawową jednostką systematyczną - taksonem - jest gatunek.

definicja

gatunku

Według

p o w s z e c h n i e dziś p r z y j m o w a n e j

biologicznej definicji

gatunku

o b e j m u j e o n o g ó ł o s o b n i k ó w , k t ó r e m o g ą się p o t e n c j a l n i e ze sobą krzyżo-

w a ć i d a w a ć p ł o d n e p o t o m s t w o - mają w i ę c w s p ó l n ą p u l ę g e n o w ą .

Ta definicja, sformułowana w połowie X X wieku przez wybitnego

amerykańskiego ewolucjonistę Ernsta Mayra, nie zawsze daje się zasto-

sować w praktyce.

Oficjalnym nosicielem nazwy gatunkowej są tak zwane

okazy typowe,

przechowywane w muzeum. Nie da się przecież sprawdzić, czy taki zasu-

szony lub wypchany okaz mógłby się skrzyżować z innym osobnikiem,

złowionym sto lat później. Podobnie paleontologom bardzo trudno by-

łoby ustalić, czy osobniki oddalone w czasie o milion lub więcej lat mo-

głyby wydać płodne potomstwo. W praktyce więc badacze wciąż stosują

często kryterium typologiczne - podobieństwa wyglądu.

Systemy naturalne i sztuczne mają na celu uporządkowanie bogactwa życia.

o d czasów Darwina badacze próbują tworzyć

systemy naturalne,

odzwierciedlające rzeczywiste relacje ewolucyjnych pokrewieństw mię-

dzy gatunkami. Jest to trudniejsze niż ułożenie

systemu sztucznego,

wy-

korzystującego proste podziały według kilku wybranych kryteriów,

a więc także bardziej praktycznego w codziennym użyciu (np. do skon-

struowania kluczy do oznaczania gatunków).

Okazuje się jednak, że wiele tradycyjnych nazw sztucznych grup po-

wszechnie przyjęło się w języku i zakorzeniło w wyobraźni ludzi. Niekie-

dy też ułatwiają one rozważania biologiczne - choćby dlatego, że obej-

mują formy o podobnych przystosowaniach ekologicznych (np. glony,

paprotniki). Tak więc formalna systematyka, tworzona i używana przez

specjalistów, niekiedy się oddala od potocznych podziałów funkcjonują-

cych na co dzień.

Systemy:

sztucziiT

9. Różnorodność biologiczna

O ile mieszańce konia i osła oraz głuszca i cietrze-

w i a zdarzają się w n a t u r z e s p o r a d y c z n i e , o t y l e

w p r z y p a d k u n i e k t ó r y c h żab istnieje t r w a ł a strefa

hybrydyzacji. Żaba w o d n a

Rana esculenta

w a ł a się n a t u r a l n y m

gatunkiem,

wyda-

wchodzącym

każdorazowo

osobnikami

(żaba

w skład naszej fauny, d o p ó k i nie w y k a z a n o , że

o s o b n i k i określane j a k o

R. esculenta

powstają

z krzyżówek

pomiędzy

„prawdziwych"

gatunków

R. ridibunda

śmieszka) i

R. lessonae

(żaba j e z i o r k o w a ) .

Żywe istoty zalicza się do pięciu królestw.

Mimo setek lat wysiłków taksonomów, wciąż nie udało się odtworzyć

ostatecznego kształtu drzewa życia, choć mamy nadzieję, że jesteśmy dziś

bliżej tego celu niż był Linneusz czy Darwin. Dopiero w ostatnich dziesię-

cioleciach X X wieku upowszechniła się nowa wizja najbardziej ogólnej

klasyfikacji istot żywych:

zamiast tradycyjnego po-

BAKTERIE

mikroorganizmy bezjądrowe

działu na

rośliny

zwierzę-

o prostej budowie komórek;

ROŚLINY

( L i n n e u s z wyodrębnił

większość jest cudzożywna,

jądrowe; wielokomórkowe

też trzecie królestwo - mi-

niektóre są samożywne.

(większość ma wyspecjali-

nerałów) wyróżnia się dwie

PROTISTY

zowane tkanki oraz organy);

są samożywne - totosyntetyzują.

organizmy jądrowe o prostej

d o m e n y -

prokarionty

budowie ciata (nigdy nie tworzą

( o b e j m u j ą c e j e d n o króle-

typowych tkanek); samożywne

GRZYBY

stwo, do którego zaliczamy

albo cudzożywne.

organizmy jądrowe o prostej

ZWIERZĘTA

budowie ciata (nigdy nie

bakterie i a r c h e b a k t e r i e )

organizmy jądrowe;

tworzą tkanek);

eukarionty

( o r g a n i z m y

wielokomórkowe (większość

cudzożywne.

jądrowe, zbudowane z ko-

ma tkanki i narządy);

WIRUSY

są cudzożywne; zasadniczo

mórek mających jądro

formy bezkomórkowe;

zdolne do poruszania się.

komórkowe). Eukarionty

nie mają własnego meta-

bolizmu i większości |

n a t o m i a s t dzielą się n a

innych funkcji

cztery królestwa:

protisty,

życiowych.

rośliny, grzyby

zwierzęta

(ryc. 51).

Ryc. 51.

Podział świata ożywionego na królestwa

Okazuje się, że organi-

zmy prokariotyczne i eukariotyczne - dwie główne gałęzie świata organi-

zmów żywych - mają nie tylko wspólnych przodków. Każda komórka ją-

drowa powstała w drodze

endosymbiozy

z praeukariotycznego przodka,

do którego później dołączyły rozmaite bakterie, stając się zaczątkami ta-

kich organelli, jak mitochondria, chloroplasty* czy wici.

*Mitochondria i chloroplasty mają niewielką ilość własnego D N A oraz nieco mniejsze rybo-

somy niż te z cytoplazmy.

Ewolucyjne czynniki kształtujące różnorodność biologiczną

9.2. Bogactwo życia - przegląd systematyczny ważniejszych

grup organizmów

O r g a n i z m y prokariotyczne (bezjądrowe)

budowa komórki

bakterii

Królestwo:

P r o c a r y o t a

Organizmy prokariotyczne, zwane

bakteriami,

są ewolucyjnie starsze

od eukariontów. Są ponadto znacznie mniejsze (od 0,5 do 10 ¡.tm) i prost-

sze w budowie niż komórki eukariotyczne. Mają postać grudki cytopla-

zmy, otoczonej błoną komórkową i dodatkowo jeszcze ścianą, zbudowaną

mureiny

- substancji składającej się z cukrów i białek (ryc. 52).

genofor

(nukleoid)

btona zewnętrzna

btona wewnętrzna

ściana

komórkowa

mezosom

btona

komórkowa

ściana

komórkowa

tylakoidy

z barwnikiem

rzęska

BAKTERIA CUDZOŻYWNA

Ryc. 52.

Schemat budowy komórki bakteryjnej

elementy komórki

nukleoid

BAKTERIA SAMOŻYWNA (SINICA)

Niektóre prokarionty mogą być ponadto zaopatrzone w otoczkę śluzo-

wą oraz jedną lub kilka wici. Centrum komórki bakteryjnej wypełnia

nu-

kleoid.

Jest to obszar cytoplazmy (ściślej cytozolu) zawierający pozwija-

ną, kolistą nić DNA, czyli genofor. W cytoplazmie bakterii znajdują się

też

rybosomy*

substancje zapasowe.

W komórce nie ma wyspecjalizo-

wanych struktur wewnętrznych, utworzonych przez błony komórkowe.

Czasami tylko zewnętrzna błona tworzy niewielkie wpuklenia do we-

wnątrz komórki, zwane mezosomami (prawdopodobnie biorą one udział

w podziałach komórkowych) lub większe blaszkowate

tylakoidy

(spłasz-

czone pęcherzyki) zawierające barwniki. Część bakterii wytwarza też we-

w n ę t r z n e

przetrwalniki,

o t a c z a j ą c e nukleoid, zwane e n d o s p o r a m i .

W warunkach niekorzystnych dla bakterii, gdy komórka ulega zniszcze-

niu (np. w wysokiej temperaturze lub pod wpływem zmian chemicznych

w otoczeniu), przetrwalniki i zawarty w nich materiał genetyczny trwają

nieraz przez wiele łat w stanie życia utajonego (anabiozy). Z chwilą po-

prawy warunków potrafią odtworzyć całą właściwą komórkę. Kształty ko-

*Rybosomy bakteryjne są nieco mniejsze niż występujące w cytoplazmie komórek eukario-

tycznych. Przypominają rybosomy w mitochondriach i plastydach.

9. Różnorodność biologiczna

Kształty bakterii:

kuliste

wydłużone

skręcone

mórek prokariotycznych nie są zbyt skomplikowane. Najczęściej bakterie

są kuliste (ziarniaki, dwoinki, paciorkowce, gronkowce) lub wydłużone

(pałeczki, laseczki). Mogą też być spiralnie skręcone (krętki, śrubowce,

przecinkowce) i rozgałęzione (promieniowce, prątki) (ryc. 53).

F O R M Y KULISTE

paciorko

ziarniaki

FORMY WYDŁUŻONE

pałeczka

dwoinki

F O R M Y SKRĘCONE

SPIRALNIE

przecin

kowiec

maczu-

gowiec

srubowiec

gronkowiec

pakietowiec

F O R M Y ROZGAŁĘZIONE

laseczka

z przetrwalnikami

krętek

promie-

niowiec

Ryc. 53.

Formy morfologiczne bakterii - przykłady

Większość bakterii to organizmy

cudzożywne

(heterotroficzne), ży-

wiące się martwymi szczątkami organicznymi (saprofity) lub też atakują-

ce żywe organizmy (pasożyty - bakterie chorobotwórcze). Niektóre pro-

k a r i o n t y są

samożywne

( a u t o t r o f i c z n e ) . P o t r a f i ą p r z e p r o w a d z a ć

fotosyntezę, czyli wytwarzać związki organiczne z dwutlenku węgla i wo-

dy, wykorzystując do tego procesu energię słoneczną i barwniki zawarte

w tylakoidach. Bakterie purpurowe wykorzystują w tym celu

bakterio-

chlorofil,

sinice zaś - typowy

chlorofil

(jak rośliny i samożywne protisty).

Niezbyt liczną, jednak ważną grupą autotroficznych prokariontów są

bakterie chemosyntetyzujące

(energię do asymilacji

czerpią z reakcji

chemicznych, na przykład z utleniania związków azotu czy też żelaza).

Bakterie

oddychają

zarówno

beztlenowo

(np. fermentacja), jak i

tle-

nowo,

a niektóre z nich są zdolne do wiązania azotu atmosferycznego.

Dla organizmów prokariotycznych podstawowym sposobem rozmna-

żania się jest podział komórki, jednak nie jest to mitoza (przebiegająca

z wyodrębnieniem chromosomów i wrzeciona podziałowego). U proka-

riontów bowiem nić D N A ulega replikacji, następnie obie nici odsuwają

się od siebie i dochodzi do podziału cytoplazmy mniej więcej na połowę.

Taki proces wielu badaczy nazywa

amitozą

lub podziałem bezpośred-

nim. W sprzyjających warunkach amitoza może zachodzić nawet co

15 minut.

Przegląd bezjądrowych

Najpospolitszą i najliczniejszą grupą bakterii są

eubakterie (Eubacte-

na).

Zalicza się do nich między innymi ziarniaki, dwoinki, pałeczki, la-

Bakterie:

cudzożywne

samożywne

Oddychanie

bakterii:

tlenowe

beztlenowe

amitoza

eubakterie, w tym

sinice

Plik z chomika:

xyzgeo

Inne pliki z tego folderu:

bioróżnorodnośc i ewolucja - przegląd syst 1(2).pdf (19282 KB)
Bioróżnorodność i ewolucja - przegląd systematyczny 2(2).pdf (10665 KB)
bioróżnorodnośc i ewolucja - przegląd syst 1(1).pdf (19282 KB)
Bioróżnorodność i ewolucja - przegląd systematyczny 2(1).pdf (10665 KB)
bioróżnorodnośc i ewolucja - przegląd syst 1.pdf (19282 KB)

roznorodnosc_biologiczna.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: