§ 10. Биоразнообразие: царства природы

Определения и обозначения

Биоразнообразие — разнообразие живых организмов на генетическом, видовом и экосистемном уровнях. Оно включает различия между особями одного вида, многообразие видов и разнообразие мест их обитания. Выделение царств помогает описывать крупные группы этого разнообразия и сравнивать организмы по общим признакам.

Царство — крупная группа организмов, объединённых общими признаками строения и жизнедеятельности. Это не отдельный организм и не его вид, а большой уровень систематики, то есть науки о классификации живого. Разделение на царства служит началом перехода от общих групп к более мелким единицам, например типам или отделам, классам и видам.

Прокариоты — организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра, отделённого от остальной клетки оболочкой. Наследственный материал у них находится в клетке, но не заключён в ядре. Этот признак позволяет отличить бактерии от рассматриваемых эукариотических царств.

Эукариоты — организмы, клетки которых имеют оформленное ядро. К ним относятся протисты, грибы, растения и животные, хотя эти группы заметно различаются по строению и образу жизни. Понятие помогает объединить их по клеточному признаку, не смешивая в одно царство.

Как это устроено

Живых организмов очень много, и перечислять их без системы было бы трудно: похожие организмы пришлось бы каждый раз описывать заново. Поэтому систематика объединяет их в группы по общим существенным признакам, а внутри крупных групп выделяет более мелкие. Царства располагаются на высоком уровне такой классификации, поэтому помогают сначала увидеть основные различия, а затем уточнять принадлежность организма. Классификация не только упорядочивает сведения, но и позволяет сравнивать родственные организмы.

Для различения царств используют не один внешний признак, а их сочетание. Тип клетки показывает, есть ли у организма оформленное ядро; число клеток помогает отличать одноклеточные формы от многоклеточных, хотя само по себе не определяет царство. Способ питания указывает, образует ли организм органические вещества сам или получает их готовыми, а строение помогает уточнить вывод. Такой подход нужен потому, что один признак может встречаться у организмов из разных групп.

Бактерии отличаются от остальных рассматриваемых царств устройством клетки: у них нет оформленного ядра. Поэтому их называют прокариотами, а организмы с ядром — эукариотами. Клетки бактерий обычно устроены проще, чем клетки эукариот, но бактерии разнообразны по образу жизни и способам получения веществ. Именно клеточное устройство, а не малый размер или одноклеточность сами по себе, служит ключевым основанием для их выделения.

Протисты — разнообразные эукариоты, которые не относят к грибам, растениям и животным; многие из них одноклеточные, но встречаются и многоклеточные формы. Грибы тоже имеют ядро, но получают готовые органические вещества, поглощая их после расщепления вне организма. Растения обычно содержат хлорофилл и создают органические вещества при фотосинтезе. Животные питаются готовыми веществами и обычно способны к активному движению, однако для определения группы учитывают и другие особенности их строения.

Число и границы царств зависят от того, какую систему классификации используют: научные представления уточняются по мере изучения организмов. Например, некоторые группы, объединённые в традиционное царство протистов, могут разделяться в более подробных системах. Поэтому при сравнении важно знать, какая классификация принята, и не переносить названия групп из одной системы в другую без пояснений. Для школьного разбора удобно пользоваться указанными здесь пятью царствами и сопоставлять организмы по одним и тем же признакам.

Сравнительная характеристика царств живой природы

Используйте таблицу как подсказку для сравнения: сначала определите тип клетки, затем учтите число клеток и способ питания. Признаки в одной строке типичны для группы, но формулировки «обычно» и «различные способы» показывают, что у организмов бывают исключения. Если признаки не совпадают полностью, не делайте вывод по одному столбцу — проверьте их совокупность.

Разбор задач

Задача 1. Определить царство одноклеточного организма без оформленного ядра. В условии уже названы число клеток и важный признак клеточного строения, поэтому сначала нужно классифицировать тип клетки. Затем следует соотнести его с царствами и проверить, не подменяет ли одноклеточность решающий признак.

1. Ядро не оформлено — значит, организм относится к прокариотам.
2. В рассматриваемой системе прокариотами являются бактерии; одноклеточность сама по себе не исключает принадлежности к протистам, но протисты имеют ядро.
3. Сопоставляем оба признака: организм одноклеточный и без оформленного ядра.

Ответ: это бактерия, представитель царства Бактерии.

Задача 2. Сравнить гриб и растение по типу питания и клеточному строению и определить их царства. У обоих организмов могут быть клеточная стенка и отсутствие активного передвижения, поэтому эти сходства не решают задачу. Нужно выяснить, образует ли организм органические вещества при фотосинтезе или получает их готовыми, и помнить, что оба организма эукариотические. Такое сравнение использует несколько признаков, а не одно внешнее сходство.

1. Установим тип клетки: и у гриба, и у растения есть оформленное ядро, следовательно, оба — эукариоты.
2. Растение обычно фотосинтезирует и само создаёт органические вещества; гриб получает их готовыми и поглощает после внешнего расщепления.
3. Сопоставим признаки со способом питания и строением: первый организм относится к растениям, второй — к грибам.

Ответ: фотосинтезирующий организм — растение, а организм, поглощающий готовые вещества, — гриб. Клеточная стенка и неподвижность не отменяют этого различия.

Задача 3. По описанию определить царство организма: он многоклеточный, эукариотический, питается готовыми органическими веществами и активно передвигается. Каждое свойство по отдельности может встречаться в разных группах: например, многоклеточными бывают растения и грибы. Поэтому решать нужно последовательным исключением вариантов, соединяя клеточный тип, число клеток и способ питания с подвижностью.

1. Оформленное ядро указывает на эукариота, значит, бактерии исключаются.
2. Многоклеточность и питание готовыми веществами подходят нескольким группам, поэтому пока этого недостаточно.
3. Активное передвижение вместе с гетеротрофным питанием характерно для животных; растения обычно фотосинтезируют, а грибы не передвигаются активно.

Ответ: организм относится к царству Животные. Вывод основан на сочетании всех описанных признаков.

Типичные ошибки

Ошибка — считать все одноклеточные организмы бактериями. Так думают, потому что многие бактерии действительно состоят из одной клетки, но одноклеточными бывают и эукариоты, например некоторые протисты. Проверьте, есть ли у клетки оформленное ядро: без него организм прокариот, с ядром — эукариот.

Ошибка — относить грибы к растениям из-за неподвижности или клеточной стенки. Эти признаки есть у представителей обеих групп, поэтому вывод по одному сходству ненадёжен. Чтобы проверить себя, сравните питание: растения обычно фотосинтезируют, а грибы получают готовые органические вещества.

Ошибка — путать царство с видом или родом. Такое случается, когда все названия групп воспринимаются как равнозначные, хотя они обозначают разные уровни классификации. Царство — намного более крупная группа; от неё переходят к более мелким единицам, а вид описывает сравнительно небольшую группу сходных организмов.

Ошибка — считать, что любой организм вне растений и животных обязательно является бактерией. Причина — попытка разделить живое всего на две привычные группы и не учитывать другие царства. Проверьте тип клетки и остальные признаки: эукариот, например, можно отнести к протистам или грибам, а прокариот — к бактериям.

Связь с другими темами

Для изучения царств нужно знать, что такое клетка, как устроены прокариотическая и эукариотическая клетки и какие признаки характерны для живого. Систематика связывает крупные группы с более мелкими единицами классификации, поэтому помогает упорядочивать знания об организмах. Позже эти сведения пригодятся при изучении экосистем, пищевых связей и круговорота веществ: разные организмы по-разному участвуют в процессах природы.

Что запомнить

• Царства объединяют организмы по совокупности существенных признаков.
• Бактерии — прокариоты, остальные рассматриваемые царства — эукариоты.
• Протисты объединяют разнообразных эукариот, не относимых к грибам, растениям и животным.
• Грибы получают готовые органические вещества и отличаются от растений способом питания.
• Растения обычно создают органические вещества в процессе фотосинтеза.
• Животные питаются готовыми органическими веществами и обычно способны к активному движению.
• Сходства по одному признаку недостаточно для определения царства.