Тема: БИОРАЗНООБРАЗИЕ • Понятие биоразнообразия • Принципы и методы классификации живых организмов • Три домена жизни • Клеточные и неклеточные формы жизни • Биоразнообразие это наша жизнь WWW. nsau. edu. ru → студенту → предмет «Биология» ИЛИ «Общая биология» lao 1
БИОРАЗНООБРАЗИЕ разнообразие жизни во всех ее проявлениях. В более узком смысле, под биоразнообразием понимают разнообразие на трех уровнях организации: - генетическое разнообразие (разнообразие генов и их вариантов - аллелей) - разнообразие видов в экосистемах - разнообразие самих экосистем. «Биологическое разнообразие" означает вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в lao 2 рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.
Принципы и методы классификации живых организмов • количественная оценка биоразнообразия: - около 60 тыс. видов позвоночных животных - около 1, 2 млн. видов беспозвоночных, - около 300 тыс. видов растений, - около 30 видов грибов Итого более 1, 5 млн. видов До 5… 10 млн. видов бактерий Неклеточные формы жизни: До 800 вирусов Вироиды - состоят только из замкнутой в кольцо одноцепочечной РНК Прионы - мелкие белковые частицы, не содержащие молекул наследственного вещества lao 3
Терминология. Terminology (в зависимости от предмета изучения) • Classification Классификация – Распределение организмов по категориям на основе их родства Assigning organisms to different catagories based on their relationship • Taxonomy Таксономия – Наука о наименовании организмов The science of naming organisms • Systematics Систематика – Определяет эволюционные взаимоотношения организмов Determining evolutionary relationships of organisms • Phylogeny Филогения – История эволюционного развития Evolutionary history lao 4
Систематика изучает многообразие форм животного мира • Систематику можно определить как теорию многообразия организмов, определяющую и изучающую отношения между их группами. Это многообразие описывается в виде таксономических группировок. lao 5
Классификация • это разбиение множества организмов (животных, растительных и др. ) на группы или таксоны Способ отыскания заданного таксона и определение принадлежности объекта к таксону это процедура идентификации или диагностики. lao 6
• Таксон - группа организмов, обладающих заданной степенью однородности. • Основой таксономических категорий является вид или группа организмов, в пределах которой происходит перераспределение генетического материала. lao 7
• Таксономия есть наименование групп организмов (таксонов), установление их границ и отношения подчинения между ними. • Сборник правил наименования таксонов, дополненный списком этих наименований, есть номенклатура. lao 8
• Целью присвоения названия таксона является не его характеристика, а возможность ссылаться на него. • Фундаментальным принципом номенклатуры является принцип приоритета • Международный кодекс номенклатуры регламентирует порядок обнародования и узаконивания названий таксонов. • Существуют правила указания таксонов в тексте. lao 9
• номенклатура представляет язык систематики. • По международному соглашению биологическая номенклатура может употребляться с любым живым языком и названия таксонов, в том числе видов, должны указываться в соответствии с номенклатурой. lao 10
шведский натуралист, "отец современной ботанической систематики" и создатель современной биологической номенклатуры. Главный труд "Система природы", попытка распределить все творения природы - животных, растения и минералы - по классам, отрядам, родам и видам, а также установить правила их идентификации Carolus Linnaeus lao КАРЛ ЛИННЕЙ (1707 -1778) 11
БИНАРНАЯ НОМЕНКЛАТУРА Название вида состоит из двух латинских слов Первое - название рода, второе - название вида. Felis tigris – тигр Canus familiaris- собака Canus lupus- волк Felis leo - лев Felis pardus- леопард Пчела медоносная, Apis mellifera L. A. mellifera Пчела медоносная итальянская, Apis mellifera ligustica Spin. A. m. ligustica Штамм № 60/30 Bacillus thuringiensis var. dendrolimus Штамм № 60/30 Bacillus thuringiensis subsp. dendrolimus H 4( Штамм № 60/30 бактерии бациллус турингиензис разновидности дендролимус серотипа 4) Штамм 60/30 серотипа 4 B. t. dendrolimus lao 12
Вид (species) • образован совокупностью популяций особей, сходных по существенным признакам строения и жизнедеятельности, способных при скрещивании между собой давать плодовитое потомство, также имеющее характерные для данного вида признаки. • подразумевается с одной стороны неделимый таксон в классификации животных, с другой – объективно существующее в природе репродуктивное сообщество животных, располагающих общим генофондом и воспроизводящим его. lao 13
Популяция • – это группа особей одного вида, которая имеет общий генофонд и населяет определенное пространство с относительно однородными условиями обитания. • Популяция имеет сложную структуру по полу, возрасту, пространственным и близкородственным объединениям особей. lao 14
Подвид (subspecies) • Группы пространственно смешанных популяций могут образовывать географическую расу или экологическую расу или подвид. lao 15
род →семейство→отряд→класс→тип • Виды, совпадающие по многим существенным признакам, но все же репродуктивно изолированные друг от друга, объединяются в роды (genus). По мере расширения критериев сходства близкие между собой роды объединяются в семейства (familia), семейства - в отряды (ordo), отряды - в классы (classis), классы - в типы (phylum), типы – в царства (regnum) Уровни этой иерархии получили названия рангов • Иерархическое соподчинение рангов должно указывать на степень филогенетического родства. lao 16
Чарльз Роберт Дарвин (1809 – 1882 гг. ) Альфред Уоллес (1823 – 1913 гг. ) существование и соподчиненность всех систематических категорий объясняли теорией естественного отбора и принципом расхождения признаков, заложили теоретические основы естественной системы животных К. Рулье, К. Н. Бэр, А. Н. Северцов, А. С. Ковалевский, И. И. Мечников lao 17
Чем дольше во времени отстоит общий предок (°) двух видов ( • ), тем менее lao 18 они родственны другу и тем выше ранг объединяющей их систематической категории
• Объединение видов в таксоны высшего ранга говорит о наличии у них общей исходной формы в определенное геологическое время • Чем дальше от современности момент расхождения родственных форм, тем выше должен быть ранг систематической категории, объединяющей эти виды. lao 19
Объём таксона может быть объективно задан путём перечисления организмов (или таксонов более низкого ранга). Объём таксона в ходе исторического развития представлений о системе той или иной группы оказывается гораздо более устойчивым, чем его ранг. Так, печёночные мхи в разных системах растений рассматривались то как семейство, то как отдел или класс (при этом менялся лишь ранг группы, но не её объём). Подобные таксоны, в отношении которых устоялись представления об объёме, но не о рангах, часто называют просто «основными группами» . lao 20
Монофилетичность Таксоны должны включать потомков и всех или нескольких предков Естественный таксон — одна из таких групп, которые порождены в процессе эволюции. Такие группы монфилетичны Искусственный таксон является результатом старого способа классификации (например, по кажущейся схожести, появившейся в результате эволюции несхожих организмов), то есть такие таксоны полифилетичны или парафилетичны lao 21
ЦАРСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ lao 22 ДОМЕН – РАНГ ВЫШЕ ЦАРСТВА (НАДЦАРСТВО)
Эволюция систем классификации Кавалье-Смит (1998) Два домена и семь царств Геккель(1894) Три царства Уиттекер(1969) Пять царств Вёзе (1977) Шесть царств Животные Грибы Растения Вёзе (1990) Три домена Эукариоты Растения Эукариоты Хромисты Простейшие Протисты Археи Монеры Бактерии Археи lao Археи Прокариоты Бактерии 23 Бактерии
lao 24
• Домен – это более или менее консервативная последовательность аминокислот (или т. н. «мотив» - последовательность, включающая чередующиеся консервативные и вариабельные фрагменты), присутствующая в нескольких (обычно во многих) белковых молекулах у разных организмов. • Большинство доменов характеризуются строго определенной функцией и представляют собой функциональные блоки белковых молекул (например, ДНК-связывающие домены или каталитические домены ферментов). Функция некоторых доменов до настоящего времени остается неизвестной КАРЛ ВЁЗЕ (1990 г. ) ввел разделение всей биомассы Земли на три домена lao 25
lao 26
Количественное соотношение общих и уникальных белковых доменов у архей, бактерий и эукариот (площади фигур примерно пропорциональны числу доменов) • • lao 1) Специфические домены эвкариот, не встречающиеся в двух других надцарствах (2372); 2) Домены, присутствующие у представителей всех трех надцарств (1157); 3) Домены, общие для эвкариот и бактерий, но отсутствующие у архей (831); 4) Домены, общие для эвкариот и архей, но отсутствующие у бактерий (114). 27
* * Archaea археи Общий предок lao 28
lao 29
Бактерии Археи • липидный бислой (когда гидрофобные концы погружены в мембрану, а заряженные головки торчат с двух сторон наружу) • РНК-полимераза: 4 -8 белковых субъединиц • Рибосомы меньше рибосом архей • могут иметь монослойную мембрану (заряженные головки имеются с двух сторон, а внутри единая целая молекула) • Наличие гистонов • РНК-полимераза: 5 -11 белковых субъединиц • нет паразитирующих организмов • часто живут в экстремальных условиях lao 30
lao 31
Прионы • Это субмикроскопическая инфекционная частица, вызывающая дегенерацию головного мозга ( «прион» - от начальных букв английских слов: proteinaceous – белковый, infective – инфекционный; on– окончание, означающее «частица» ). • Представляют собой мелкие белковые частицы, не содержащие молекул наследственного вещества (ДНК, РНК). Прион состоит из молекул аномального прионного белка, который обнаруживается преимущественно на поверхности нервных клеток. Нарушения в процессе синтеза нормального белка приводят к появлению необычных, атипичных молекул, которые lao 32 становятся инфекционными.
Вироиды Это вирусоподобные частицы - мельчайшие инфекционные агенты, лишенные простейшего белкового чехла (имеющегося у всех вирусов); они состоят только из замкнутой в кольцо одноцепочечной РНК. Вызывают многие распространенные болезни растений. lao 33
КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ базируется на механизме синтеза матричной РНК 1. ds-ДНК – Аденовирусы, Герпесвирусы, Поксивирусы; 2. ss-ДНК - Парвовирусы; 3. ds-РНК – Реовирусы; 4. (+) ss-РНК – Пикорнавирусы, Тогавирусы; 5. (-) ss-РНК – Ортомиксовирусы, Рабдовирусы; 6. ss-РНК-RT – Ретровирусы; 7. ds-ДНК-RT – Гепаднавирусы ds- двунитчатая ДНК ss- однонитчатая ДНК +-- ss. ДНК ds. ДНК (+) ss-РНК ds-ДНК (+) ss-РНК т-РНК ds-ДНК (-) ss. РНК ДНК/РНК Ds-ДНКRT Ss-РНК-RT lao 34
строение вирусов lao 35
ДНК-содержащие вирусы : • герпес-вирусы (вирусы простого герпеса и ветряной оспы, болезни млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий, рыб ); • • папилломавирус; аденовирусы (лишены липопротеиновой оболочки); вирус гепатита В. парвовирусы (пневмоэнтериты и аборты у КРС и свиней) • поксивирусы (возбудители оспы, поверх нуклеокапсида расположена двухслойная липопротеидная оболочка) lao 36
РНК-содержащие вирусы: • • • вирус гриппа; вирус кори; вирус бешенства; вирусы гепатита А и С; вирус иммунодефицита человека; ретравирусы lao 37
бактериофаги lao 38
The virophage as a unique parasite of the giant mimivirus //Nature 2008 V. 455. P. 100– 1 У «больных» мимивирусов, пораженных спутниковой инфекцией, часто наблюдается патологическое утолщение оболочки. Черная область на снимке — это «вирусная фабрика» мимивируса в цитоплазме амёбы. Крупные шестиугольные тела — вирионы мимивируса на разных стадиях зрелости. Стрелками показаны скопления вирусов-спутников. Длина масштабной линейки везде 200 нм. lao Маленькие вирусы-спутники внутри 39 гигантского мимивируса.
lao 40
lao 41
Схема строения вирусов lao 42
lao 43
Папилломавирус lao 44
lao 45
lao 46
lao ВИЧ атакует белые клетки крови 47
lao 48 49
lao 49
Штамм вируса птичьего гриппа H 5 N 1 из Гонконга, где от него в 2003 году умерли два человека • Переносчиками вируса являются дикие птицы, от которых заражаются и домашние. • На снимках вирус виден как частицы синего цвета, а розовым цветом показана здоровая ткань, которую вирус атакует. • Автор снимков шведский фотограф Леннарт Нильссон lao 50
различия растений и животных 1. в строении; 2. в степени подвижности; 3. в наличии чувствительности и сознания; 4. в способах и сущности питания. lao 51
Различия между животными и растениями: 1. Клеточные оболочки: растения имеют твердую целлулоидную оболочку, животных - лишены оболочки и потому могут изменять свою форму и только у одной группы низших животных (оболочники) клетки окружены целлулоидными оболочками. 2. Рост растений не ограничен; они растут неопределенно долго, т. к. их клетки сохраняют способность к активному росту всю жизнь. lao 52
3. Форма тела- у растений разветвленная и занимает большую площадь. У животных- компактная. 4. Способ добывания пищи. Животные –большинство из них подвижно и активно добывает пищу. Растения фиксированы в пространстве и получают питательные вещества из почвы, используют солнечную энергию 5. Обмен веществ и способ питания Растения - автотрофы, животные – гетеротрофы. lao 53
Способы питания РАСТЕНИЯ Автотрофы: • фотосинтезирующие; • хемосинтезирующие. ЖИВОТНЫЕ Гетеротрофы: • голозойные; • сапрофитные; • паразитизм. lao 54
отсутствие границы между животными и растениями объясняет их общее происхождение от одноклеточных организмов • Между растениями и животными не существует такого различия, которое позволило бы отличить любое растение от любого животного. • Обе группы сливаются между собой одноклеточными представителями и всякая граница, проводимая между ними, неизбежно оказывается условной lao 55
Классификация животных lao 56
lao 57
Биоразнообразие — это жизнь. Биоразнообразие — это наша жизнь lao 58
цели года биоразнообразия (сформулированы ООН) • Улучшение осведомлённости общественности о важности сохранения биоразнообразия и основных угрозах для биоразнообразия. • Повышение информированности об уже имеющихся достижениях сообществ и правительств в области сохранения биоразнообразия. • Поощрение организаций, правительств, а также отдельных лиц предпринять немедленные шаги, необходимые для прекращения утраты биоразнообразия. • Содействие развитию инновационных решений по снижению угроз биоразнообразию. • Начало диалога между заинтересованными сторонами с целью принятия шагов в период после 2010 года. lao 59
Биоразнообразие, функционирование экосистем, экосистемные услуги и lao 60 факторы, вызывающие изменения
Элементы стратегии, направленной на сокращение темпов утраты биоразнообразия 1. Устойчивые и эффективные методы ведения сельского хозяйства: повышение эффективности землепользования, водопользования и использование питательных веществ в сельском хозяйстве, включая аквакультуру и плантации. 2. Планирование на ландшафтном уровне: охрана районов, имеющих высокую ценность с точки зрения биоразнообразия, и районов, обеспечивающих предоставление важнейших экосистемных услуг, при одновременном использовании уже подвергшихся конверсии земель, в том числе деградировавших, для расширения сельского хозяйства, включая аквакультуру и плантации. 3. Устойчивое потребление: ограничение чрезмерного потребления энергии, древесины и продовольствия, особенно мяса, зажиточными слоями общества. 4. Прекращение чрезмерной эксплуатации ресурсов дикой природы, особенно перелова и порочной практики рыболовства. Увеличение площади морских охраняемых районов. Прекращение использования видов и популяций, находящихся под угрозой исчезновения. 5. Охрана и восстановление критических экосистем обеспечивающих ресурсы для неимущих слоев населения, позволяющих приспосабливаться к изменениям климата и обеспечивающих предоставление экосистемных товаров и услуг. lao 61
Скачать презентацию Тема: БИОРАЗНООБРАЗИЕ • Понятие биоразнообразия • Принципы и
л_3_Биоразнообразие.ppt