Organismi ( myöhäinen latinalainen organismus myöhään latinan sanasta organizo "kommunikoin hoikka ulkonäkö", muusta kreikasta ὄργανον - "työkalu") on elävä keho , jolla on joukko ominaisuuksia, jotka erottavat sen elottomasta aineesta , mukaan lukien aineenvaihdunta , itsensä ylläpitäminen sen rakenteesta ja organisaatiosta, kyvystä toistaa niitä lisääntymisen aikana säilyttäen samalla perinnölliset ominaisuudet [1] . Aristoteles otti käyttöön termin organismin . Hän paljasti, että jokaiselle elävälle olennolle on ominaista selkeä ja tiukka organisaatio, toisin kuin elottomille .
Sitä voidaan pitää erillisenä yksilönä, elementtinä, kun se tulee biologiseen lajiin ja populaatioon , koska se on populaatiolajin elintasorakenneyksikkö [1] .
Yleisessä mielessä biologisen ryhmän "tyyppiyksilönä", jolla on perusominaisuudet, organismi on yksi biologian tärkeimmistä tutkimuskohteista [1] . Harkinnan helpottamiseksi kaikki organismit on jaettu eri ryhmiin ja luokkiin, mikä muodostaa niiden luokittelun biologisen järjestelmän . Niiden yleisin jako on ydin- ja ei-ydinvoimaan . Kehon muodostavien solujen lukumäärän mukaan ne jaetaan ei-systeemisiin yksisoluisiin ja monisoluisiin luokkiin . Erityinen paikka niiden välillä on yksisoluisilla pesäkkeillä .
Integraalisen monisoluisen organismin muodostuminen on prosessi, joka koostuu rakenteiden (solut, kudokset , elimet ) ja toimintojen erilaistumisesta ja niiden integroinnista sekä ontogeneesissä että fylogeneesissä . Monet organismit ovat järjestäytyneet lajinsisäisiksi yhteisöiksi (esimerkiksi ihmisillä perhe tai työryhmä ).
Elävät organismit eroavat elottomasta luonnosta monimutkaisemmalla kemiallisella koostumuksella (erityisesti proteiinien ja nukleiinihappojen pakollisella läsnäololla) ja elävien ominaisuuksien joukolla (yksittäin suurin osa näistä ominaisuuksista esiintyy joissakin elottomissa esineissä ).
Solu on elämän perusyksikkö, sen ominaisuuksien todellinen kantaja, kaikkien elävien organismien rakenteen ja elintärkeän toiminnan perusyksikkö (lukuun ottamatta viruksia , joita kutsutaan usein ei-solumuotoisiksi elämänmuodoiksi), jolla on koko joukko elävien olentojen ominaisuuksia , oma aineenvaihduntamekanisminsa, joka pystyy itsenäiseen olemassaoloon, lisääntymään ja kehittymään. Kaikki elävät organismit ovat joko monisoluisten eläinten , kasvien ja sienten tavoin monista soluista koostuvia tai, kuten monet alkueläimet ja bakteerit , ovat yksisoluisia organismeja . Biologian alaa, joka tutkii solujen rakennetta ja aktiivisuutta, kutsutaan sytologiaksi . Viime aikoina on myös tullut tapa puhua solubiologiasta tai solubiologiasta.
Yksisoluiset organismit - ekstrasysteeminen elävien organismien luokka , jonka runko koostuu yhdestä (toisin kuin monisoluisista ) soluista ( yksisoluisuus ). Se voi sisältää sekä prokaryootteja että eukaryootteja . Uskotaan, että maapallon ensimmäiset elävät organismit olivat yksisoluisia . Vanhimmat niistä ovat bakteerit ja arkeat . Termiä "yksisoluinen" käytetään joskus myös synonyyminä protistille ( lat. Protozoa, Protista ).
Monisoluinen organismi on ei-systeeminen elävien organismien luokka , jonka runko koostuu monista soluista , joista useimmat (paitsi kantasolut , esimerkiksi kasvien kambiumsolut ) ovat erilaistuneita , eli ne eroavat rakenteeltaan ja toiminnaltaan . On tehtävä ero monisoluisuuden ja koloniaalisuuden välillä . Siirtomaaorganismeista puuttuu todellisia erilaistuneita soluja ja näin ollen kehon jakautuminen kudoksiin. Raja monisoluisuuden ja koloniaalisuuden välillä ei ole selvä. Esimerkiksi Volvoxia kutsutaan usein siirtomaaorganismiksi, vaikka sen "pesäkkeissä" on selvä solujako generatiivisiin ja somaattisiin soluihin. Solujen erilaistumisen lisäksi monisoluisille organismeille on ominaista myös korkeampi integraatioaste kuin siirtomaamuodoille. Monisoluiset eläimet ovat saattaneet ilmestyä maapallolle 2,1 miljardia vuotta sitten [2] , pian " happivallankumouksen " jälkeen [3] .
Kaikki maan solujen elämänmuodot on ehdollisesti jaettu kahteen supervaltakuntaan ( domeeneihin ) solujen rakenteen mukaan :
Eukaryootit tai ydin ( lat. Eucaryota kreikasta εύ- - hyvä ja κάρυον - ydin) - elävien organismien alue (superkuningaskunta), joiden solut sisältävät ytimiä . Kaikki solujen elämänmuodot, paitsi bakteerit ja arkeat, ovat ytimiä.
Ydinvaltakunta on jaettu neljään valtakuntaan : eläimet , kasvit , sienet ja protistit - jälkimmäinen on parafyleettinen ryhmä, joka on esi-isä kolmelle muulle. Riippumatta solujen lukumäärästä kehossa ja niiden erikoistumisesta, kaikilla eukaryoottisilla organismeilla on merkittävä samankaltaisuus solun perusrakenteessa. Kaikilla eukaryooteilla on yhteinen alkuperä, joten ydinryhmää pidetään korkeimman tason monofyleettisenä taksonina. Yleisimmän arvion mukaan eukaryootit ilmestyivät 1,5-2 miljardia vuotta sitten. Tärkeä rooli eukaryoottien evoluutiossa oli symbiogeneesillä : symbioosi eukaryoottisolun (jolla on ilmeisesti jo ydin ja joka kykenee fagosytoosiin ) ja tämän solun nielmien bakteerien välillä - mitokondrioiden ja kloroplastien esiasteet.
Mesokaryootit ( lat. mesokaryootit ) ovat organismeja, joiden geneettinen laitteisto on organisoitunut prokaryoottien ja eukaryoottien välillä . Mesokaryootteja ovat dinofyytit - dinoflagellaatit .
Mesokaryooteilla on jo selvästi erilaistunut ydin, mutta osa nukleoidille ominaisista primitiivisistä piirteistä on säilynyt sen rakenteessa. Samanlainen kaksinaisuus ilmenee myös muissa solun organisaation piirteissä. Mesokaryoottien ydin, jota kutsutaan dinokaryoniksi , sisältää 5-284 "kromosomia", ja sille on ominaista merkittävä DNA -pitoisuus (3-200 pg), joka muistuttaa kineettisiltä parametreilta eukaryoottista, mutta on rikastettu 5-hydroksimetyyliurasiililla (3-19 mol. %).
"Kromosomit" tiivistyvät jatkuvasti, toisin sanoen näissä morfologisesti stabiileissa rakenteissa suoritetaan molekyyligeneettisiä prosesseja. Histoneja ja nukleosomaalista järjestystä niistä ei löytynyt, vaikka havaittiin pieni määrä histonin kaltaisia proteiineja, jotka eivät ole homologisia prokaryoottien histoneille tai histonin kaltaisille proteiineille (proteiini/DNA-suhde on 0,1, kun taas muissa eukaryooteissa se on lähellä 1). "Kromosomien" jakautuminen solun jakautumisen aikana näyttää välittyvän niiden kosketuksesta ehjän tuman kalvoon .
Ei ole tietoa minkään DNA-synteesijakson läsnäolosta, joka olisi samanlainen kuin eukaryoottisen interfaasin S-vaihe. On mahdollista, että transkription aktiivisuus rajoittuu mesokaryoottien "kromosomien" perifeeriseen diffuusiin alueeseen. Mesokaryoottien geneettisen laitteen organisaatiotyyppiä voidaan pitää evoluutionaalisesti paitsi siirtymänä prokaryooteista eukaryooteihin, myös itsenäisenä kehityshaarana eukaryoottien kanssa yhteisistä esivanhemmista, esimerkiksi muinaisista arkebakteereista.
Prokaryootit ( lat. Procaryota , toisesta kreikasta προ "ennen" ja κάρυον "ydin"), tai esiydin - yksisoluiset elävät organismit, joilla ei (toisin kuin eukaryooteissa ) ole muodostunut soluydin ja muita sisäisiä kalvoorganelleja (yhdessä lukuun ottamatta litteitä vesisäiliöitä fotosynteettisissä lajeissa, kuten syanobakteerissa ). Prokaryoottisoluille on tunnusomaista ydinkalvon puuttuminen , DNA on pakattu ilman histonien osallistumista . Ruoan tyyppi on osmotrofinen .
Ainoa suuri pyöreä (joissakin lajeissa lineaarinen) kaksijuosteinen DNA-molekyyli, joka sisältää suurimman osan solun geneettisestä materiaalista (ns. nukleoidi ), ei muodosta kompleksia histoniproteiinien ( ns. kromatiini ) kanssa. ). Prokaryootteja ovat bakteerit , mukaan lukien syanobakteerit (sinilevät) ja arkeat . Prokaryoottisten solujen jälkeläisiä ovat eukaryoottisolujen organellit - mitokondriot ja plastidit .
Prokaryootit on jaettu kahteen taksoniin toimialueen ( superkingdom) mukaan: Bakteerit ( Bacteria ) ja Archaea ( Archaea ) [4] .
Bakteerien tutkiminen johti horisontaalisen geeninsiirron löytämiseen , joka kuvattiin Japanissa vuonna 1959. Tämä prosessi on laajalle levinnyt prokaryoottien ja myös joissakin eukaryooteissa. Horisontaalisen geeninsiirron löytäminen prokaryooteissa on johtanut erilaiseen näkemykseen elämän evoluutiosta. Aikaisempi evoluutioteoria perustui siihen, että lajit eivät voi vaihtaa perinnöllistä tietoa. Prokaryootit voivat vaihtaa geenejä keskenään suoraan ( konjugaatio , transformaatio ) ja myös virusten - bakteriofagien avulla ( transduktio ).
Prokaryoottien tunnusomaisia piirteitä ovat: selkeästi määritellyn ytimen puuttuminen; flagellan, plasmidien ja kaasuvakuolien läsnäolo ; rakenteet, joissa fotosynteesi tapahtuu; lisääntymismuodot; ribosomin koko (70 s).
ArchaeaArchaea ( lat. Archaea toisesta kreikasta sanasta ἀρχαῖος "ikuinen, muinainen, ikiaikainen, vanha") on elävien organismien alue ( Carl Woesen ja bakteerien ja eukaryoottien kolmialuejärjestelmän mukaan ). Arkeat ovat yksisoluisia mikro-organismeja, joilla ei ole ydintä , samoin kuin kalvoorganelleja .
Aiemmin arkeat yhdistettiin bakteerien kanssa yhteiseksi ryhmäksi nimeltä prokaryootit (tai Drobyankan valtakunta ( lat. Monera )), ja niitä kutsuttiin arkebakteereiksi , mutta nyt tätä luokittelua pidetään vanhentuneena [5] : on todettu, että arkeat ovat Heillä on oma itsenäinen evoluutiohistoriansa , ja niille on ominaista monet biokemialliset piirteet, jotka erottavat ne muista elämänmuodoista.
Arkeat jaetaan tällä hetkellä viiteen tyyppiin . Näistä ryhmistä Crenarchaeota ( lat. Crenarchaeota ) ja Euryarchaeota ( lat. Euryarchaeota ) ovat tutkituimpia. Arkeoiden luokittelu on edelleen vaikeaa, koska valtaosaa niistä ei ole koskaan kasvatettu laboratoriossa ja ne on tunnistettu vain nukleiinihappoanalyysillä niiden elinympäristöstä otetuista näytteistä.
Arkeat ja bakteerit ovat hyvin samankaltaisia kooltaan ja muodoltaan , vaikka jotkut arkeat ovat muodoltaan melko epätavallisia, kuten Haloquadratum walsbyin solut ovat litteitä ja neliömäisiä. Huolimatta ulkoisesta samankaltaisuudesta bakteereihin, jotkin arkkien geenit ja aineenvaihduntareitit tuovat ne lähemmäksi eukaryootteja (erityisesti entsyymejä , jotka katalysoivat transkriptio- ja translaatioprosesseja ). Muut arkeaalisen biokemian näkökohdat ovat ainutlaatuisia, kuten eetteriin liittyvien lipidien esiintyminen solukalvoissa . Useimmat arkeat ovat kemoautotrofeja . Ne käyttävät huomattavasti enemmän energianlähteitä kuin eukaryootit, jotka vaihtelevat tavallisista orgaanisista yhdisteistä , kuten sokereista , ammoniakkiin , metalli-ioneihin ja jopa vetyyn . Suolaa sietävä arkea - haloarchaea ( lat. Haloarchaea ) - käyttää auringonvaloa energianlähteenä, muut arkealajit sitovat hiiltä , mutta toisin kuin kasvit ja sinilevät (sinilevät), mikään arkealaji ei tee molempia yhtä aikaa. Lisääntyminen arkeissa on aseksuaalista : binäärinen fissio , pirstoutuminen ja orastuminen . Toisin kuin bakteerit ja eukaryootit, mikään tunnettu arkealaji ei muodosta itiöitä .
Alunperin arkeoiden uskottiin olevan äärimmäisiä eläimiä , jotka elävät ankarissa ympäristöissä, kuten kuumissa lähteissä ja suolajärvissä, mutta sittemmin niitä on löydetty monista paikoista, kuten maaperästä , valtameristä , soista ja ihmisen paksusuolesta . Arkeaa on erityisen runsaasti valtamerissä, ja ehkä planktonarkeat ovat lukuisin elävien organismien ryhmä. Arkeat tunnustetaan nykyään tärkeäksi osaksi elämää maapallolla ja niillä on rooli hiilen ja typen kiertokuluissa . Yksikään arkean tunnetuista jäsenistä ei ole loisia tai taudinaiheuttajia , mutta he ovat usein vastavuoroisia ja kommensaaleja . Jotkut edustajat ovat metanogeeneja ja elävät ihmisten ja märehtijöiden ruoansulatuskanavassa , missä niitä on hyvin paljon ja ne auttavat ruoansulatuksessa. Metanogeeneja käytetään biokaasun tuotannossa ja jäteveden käsittelyssä, ja äärimmäisten mikro-organismien entsyymit, jotka pysyvät aktiivisina korkeissa lämpötiloissa ja joutuessaan kosketuksiin orgaanisten liuottimien kanssa, löytävät käyttökohteensa bioteknologiassa .
Mikro -organismit ( mikrobit ) on yhteisnimitys eläville organismeille , jotka ovat liian pieniä ollakseen nähtävissä paljaalla silmällä (niiden tyypillinen koko on alle 0,1 mm). Mikro-organismeihin lukeutuvat sekä ydinvapaat ( prokaryootit : bakteerit , arkeat ) että eukaryootit : jotkut sienet , protistit , mutta eivät virukset , jotka yleensä eristetään erilliseen ryhmään. Suurin osa mikro-organismeista koostuu yhdestä solusta, mutta on myös monisoluisia mikro-organismeja, aivan kuten on joitain paljaalla silmällä näkyviä yksisoluisia makro-organismeja, esimerkiksi Thiomargarita namibiensis , Caulerpa -suvun edustajat (ne ovat jättimäisiä polykaryoneja ). Mikrobiologia tutkii näitä organismeja .
Siirtomaaorganismi on termi, joka yhdistää kaksi organismiryhmää:
Siirtomaaprotistit eroavat todellisista monisoluisista organismeista ensisijaisesti alemmalla eheystasolla (esimerkiksi yksittäiset yksilöt reagoivat usein yksittäisiin ärsykkeisiin, eivät koko pesäke kokonaisuudessaan), ja siirtomaaprotistit myös heikoimmalla solujen erilaistumisasteella. Monissa erittäin integroituneissa liikkuvissa pesäkkeissä ( merihöyhenet , sifonoforit jne.) eheyden taso saavuttaa yksittäisen organismin tason, ja yksittäiset yksilöt toimivat pesäkkeen eliminä. Tällaisilla (ja monilla muilla) pesäkkeillä on yhteinen osa (varsi, runko), joka ei kuulu yhdellekään yksilöistä.
Siirtogeeninen organismi on elävä organismi, johon on lisätty keinotekoisesti toisen organismin geeni . Geeni viedään isäntägenomiin ns. "geneettisen rakenteen" muodossa - DNA-sekvenssinä , joka sisältää proteiinia koodaavan alueen ja säätelyelementtejä ( promoottori , tehostaja jne.), sekä joissakin tapauksissa , elementtejä, jotka tarjoavat spesifisen integraation genomiin (esimerkiksi niin kutsutut "tahmeavat päät"). Geneettinen rakenne voi sisältää useita geenejä, usein se on bakteeriplasmidi tai sen fragmentti.
Siirtogeenisten organismien luomisen tarkoituksena on saada organismi, jolla on uusia ominaisuuksia. Siirtogeenisen organismin solut tuottavat proteiinia, jonka geeni on liitetty genomiin. Uutta proteiinia voivat tuottaa kaikki kehon solut (uuden geenin epäspesifinen ilmentyminen) tai tietyt solutyypit (uuden geenin spesifinen ilmentyminen).
Siirtogeenisten organismien luomista käytetään:
Kysymys virusten liittämisestä eläviin organismeihin on kiistanalainen, koska ne eivät kykene itsenäiseen lisääntymiseen elävien solujen ulkopuolella.
Suhteet voivat olla sekä sisäisiä että lajien välisiä .
Joidenkin organismien seuraavat vaikutukset muihin ovat mahdollisia:
Siten seuraavat kahden organismin välisten suhteiden muunnelmat ovat mahdollisia niiden keskinäisen vaikutuksen tyypin mukaan:
Symbioosi ( kreikaksi συμ- - "yhdessä" ja βίος - "elämä") on molempia osapuolia hyödyttävä suhde kahden tai useamman eri lajin organismien välillä. Luonnossa esiintyy laaja valikoima esimerkkejä molempia osapuolia hyödyttävästä symbioosista ( keskeisyydestä ). Vatsa- ja suolistobakteereista , joita ilman ruoansulatus olisi mahdotonta , kasveihin (usein orkideoihin ), joiden siitepölyä voi levittää vain yksi tietyntyyppinen hyönteis . Tällaiset suhteet ovat aina onnistuneita, kun ne lisäävät molempien osapuolten selviytymismahdollisuuksia. Symbioosin aikana tehdyt toimet tai tuotetut aineet ovat kumppaneille välttämättömiä ja korvaamattomia. Yleistetyssä mielessä tällainen symbioosi on välilinkki vuorovaikutuksen ja sulautumisen välillä.
Laajemmassa tieteellisessä mielessä symbioosi on kaikenlainen vuorovaikutus eri lajien organismien välillä, mukaan lukien parasitismi (suhteet, jotka ovat hyödyllisiä yhdelle, mutta haitallisia toiselle symbiontille ). Molempia osapuolia hyödyttävää symbioosia kutsutaan vastavuoroisuudeksi . Kommensalismi on suhde, joka on hyödyllinen yhdelle, mutta välinpitämätön toiselle symbiontille , ja amensalismi on suhde, joka on haitallinen yhdelle, mutta välinpitämätön toiselle.
Saalistus on organismien välinen troofinen suhde , jossa yksi niistä ( petoeläin ) hyökkää toisen ( saalis ) kimppuun ja ruokkii sen ruumiinosia, eli yleensä tapahtuu uhrin tappaminen. Joskus laajassa merkityksessä tällä termillä tarkoitetaan mitä tahansa joidenkin organismien syömistä muiden toimesta (täydellisesti tai osittain ilman tappamista) [6] , toisin sanoen suhdetta esimerkiksi fytofaagieläinten ja niiden ravintokasvien, loisten ja niiden välillä. isännät. Saalistamista verrataan tavallisesti ruumiiden jatkuvaan syömiseen ( nekrofagia , vaikka monet lihansyöjät myös ajoittain syövät raatoa) ja niiden orgaanisten hajoamistuotteiden ( detritofagien ) syöminen.
Toinen saalistuksen määritelmä on myös melko suosittu, mikä viittaa siihen, että vain eläimiä syöviä organismeja kutsutaan saalistajiksi , toisin kuin kasvinsyöjiä , jotka syövät kasveja .
Modernissa ekologiassa käytetään pääsääntöisesti ensimmäistä, yleisempää määritelmää, joka sisältää myös parasitismin , jolle on ominaista loisen ja isännän symbioosi , toisin sanoen osittain kasvinsyöjien ja kasvien välisen vuorovaikutuksen tyyppi. Lisäksi oman lajin yksilöiden syöntiä ( kannibalismia ) tulee pitää lajinsisäisenä saalistuksena .
Monisoluisten eläinten lisäksi saalistajina voivat toimia protistit , sienet ja korkeammat kasvit .
Petoeläimet jaetaan väijyttäjiin ( saaliiaan odottaviin ) ja takaa -ajiin . Kollektiivisia metsästysmuotoja löytyy joskus (esimerkiksi leijonat , susit ).
Neutralismi on bioottisten tekijöiden spesifinen vuorovaikutus . Molemmat lajit eivät vaikuta toisiinsa. Luonnossa todellinen neutralismi on erittäin harvinaista tai jopa mahdotonta, koska epäsuorat suhteet ovat mahdollisia kaikkien lajien välillä. Tässä suhteessa neutralismin käsite ulotetaan usein tapauksiin, joissa lajien välinen vuorovaikutus on heikkoa tai merkityksetöntä. Esimerkiksi: orava ja hirvi, streptokokki- ja laktobasillikantojen kasvu [7] .
Antibioosi ( toisesta kreikasta ἀντι- - vastaan, βίος - elämä) - lajien antagonistiset suhteet , kun yksi organismi rajoittaa toisen mahdollisuuksia, organismien rinnakkaiselon mahdottomuus esimerkiksi joidenkin organismien myrkytyksen vuoksi ( antibiootit , fytonsidit ) muiden organismien elinympäristöstä . Tapausta, jossa negatiivinen vaikutus kohdistuu vain yhteen suuntaan, kutsutaan amensalismiksi , eliöiden keskinäistä [8] negatiivista vaikutusta kuvataan termillä kilpailu .
Mikrobiologi Zelman Waxman otti termin käyttöön vuonna 1942 [9] . Esimerkkinä on maitohapon ja mätänevien bakteerien välinen suhde .
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
|
Elämän organisoinnin tasot | |
---|---|
|