Деление органического мира на царства животных и растений существует
с доисторических времен. Важно, что уже в античную эпоху растения
были определены как живые существа, обладающие «душой», правда, душой
более примитивной, чем у животных и человека.
Современные системы органического мира насчитывают до 20 (!) царств
в зависимости от способов питания их представителей, биохимических, цитологических
и других особенностей. Пока идет непрекращающаяся дискуссия о числе систем, в качестве рабочего инструмента наиболее удобна система,
включающая 4 царства, составляющих 2 надцарства: 1. Надцарство Прокариоты (Procaryota).
Царство Дробянки (Mychota). 2. Надцарство Эвкариоты (Eucaryota).
Царство Животные (Animalia).
Царство Растения (Vegetabilia).
Царство Грибы (Fungi, Mycota).
Различия между про- и эвкариотами основаны на особенностях строения
их клеток, образование которых в эволюции органического мира определили
3 важнейших условия.
1. Появление белков, обеспечивающих обмен веществ.
2. Появление генетического кода, определившего строгую последовательность
аминокислот в структурных белках и белках-ферментах; эту функцию выполняют нуклеиновые кислоты, благодаря которым достигается
непрерывность и стабильность в ряду клеточных поколений.
3. Появление способа систематического извлечения энергии из окружающей
среды.
Прокариоты (от лат. pro — перед, раньше и греч. karyon — ядро),
появившиеся, по-видимому, 3,5 млрд лет назад, называют доядерными,
или предъядерными организмами. Это бактерии и цианобактерии (цианеи)
(рис. 1, 2), у которых нет оформленного ядра, но в центре клетки есть
зона с высокой концентрацией ДНК — так называемый нуклеоид. Носитель
генетической информации — генофор — представляет собой кольцевую
молекулу ДНК, закрепленную на плазматической мембране — плазмалемме.
Клетки делятся перетяжками или с помощью перегородок.
Эвкариотическая (от греч. эu — хорошо, полностью и karyon — ядро)
клетка появилась значительно позднее прокариотической — около 1 млрд
лет назад. Главная ее особенность — наличие морфологически выраженного
ядра (рис. 3), имеющего оболочку, состоящую из 2 липопротеидных мембран.
Через находящиеся в оболочке поры осуществляется связь содержимого ядра с цитоплазмой. Носителями генетической информации служат хромосомы, возникшие вследствие соединения ДНК с особыми белками — гистонами, отсутствующими у прокариот. Число хромосом, их форма и размеры —- специфические признаки каждого организма, его кариотип.
Образование ядра в эволюции органического мира имело огромное значение.
1. Реализуя заключенную в хромосомах генетическую информацию, оно контролирует происходящие в клетке жизненные процессы и прямо или косвенно участвует в образовании некоторых клеточных органелл.
2. С наличием хромосом связано появление непрямого деления ядра (митоза), обеспечивающего равномерное распределение хромосом между ядрами двух образующихся клеток и, как следствие этого, — генетическую идентичность поколений клеток.
3. Объединение в ядре одной клетки наборов хромосом, принадлежащих двум разным организмам, происходящее при половом процессе, привело к появлению его альтернативы — редукционного деления ядра — мейоза, сопровождающегося перекомбинацией генов, что способствует образованию более жизнестойких организмов.
4. Клетку с одним набором хромосом называют гаплоидной, а имеющую два набора — диплоидной. Встречаются и полиплоидные клетки, число хромосом в которых в 2 и более раз превышают число хромосом диплоидной клетки. Митоз происходит в клетках всех типов, мейоз — только в специализированных клетках, участвующих в процессе репродукции. Число хромосом в этих клетках всегда четное.
5. Усложнение генетического аппарата сопровождалось и дифференциацией протопласта эвкариотической клетки, в которой, по сравнению с клеткой прокариотической, значительно увеличилось число функционально разных органелл, среди которых важнейшее значение имеют органеллы, составляющие энергетическую систему клетки: митохондрии, обеспечивающие клетку энергией, и осуществляющие фотосинтез пластиды, характерные только для растений. Особенности прокариот и эвкариот демонстрирует табл. 1.