ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.10.2019
Просмотров: 3708
Скачиваний: 23
~ 6 ~
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ
«Для всякого живого суще-
ства клетка является последним
морфологическим элементом, из
которого исходит всякая жизне-
деятельность – нормальная, и па-
тологическая»
Рудольф Вирхов
С момента зарождения жизнь в процессе прогрессивной эволю-
ции принимала все более и более сложные формы своей организа-
ции. Наиболее крупные формы существования живой материи на-
зывают
уровни организации живых систем
. Их, в основном, вы-
деляют три:
-
клеточный
, представленный одноклеточными водорослями,
простейшими, бактериями и др.;
-
организменный
, включает царства грибов, растений и жи-
вотных;
-
надорганизменный
– видовой, биогеоценотический, био-
сферный.
Взаимосвязь всех организмов в рамках различных сообществ,
обмен между ними веществом, энергией и информацией позволяют
рассматривать все живые организмы на Земле и среду их обитания
как единую, очень сложную протяженную и разнообразную экоси-
стему - биосферу.
Живые объекты представляют собой открытые системы (с точ-
ки зрения термодинамики) или относительно изолированные сис-
темы (с точки зрения кибернетики). В особых случаях это означает,
что живые системы участвуют в обмене с окружающей средой. Та-
кого рода обмен со средой подчиняется основному принципу Ле-
Шателье и приводит к стационарному состоянию системы. Оно
может быть охарактеризовано, как динамическое состояние, при
котором в каждый данный промежуток времени система получает
от окружающей среды те же количества вещества и энергии, что и
возвращает в неё, и, таким образом, концентрация их внутри сис-
темы остаётся неизменной.
~ 7 ~
Совокупные признаки, свойственные живому
:
-
способность к самовоспроизведению (репродукции);
-
использование и трансформация энергии;
-
метаболизм;
- чувствительность;
- адаптация;
- изменчивость;
- специфический для живых тел химический состав, в котором
ключевую роль играют нуклеиновые кислоты и белки.
Признание белковых биополимеров и нуклеиновых кислот в
качестве матриц жизни позволило включить их в фундаментальное
и общепризнанное определение живого в формулировке В.М.
Волькенштейна: живые тела, существующие на земле, представля-
ют собой открытые, саморегулирующиеся системы, построенные из
биополимеров белков и нуклеиновых кислот.
Механизмы обратной связи обеспечивают как относительное
постоянство живых систем, так и их развитие. Механизмы отрица-
тельной обратной связи обеспечивают гомеостаз биологических
систем различного уровня организации, а механизмы положитель-
ной обратной связи – их онтогенез (индивидуальное развитие) и
эволюцию, т.е. осуществляют перевод в качественно новое состоя-
ние.
~ 8 ~
БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ
Эукариотическая клетка
–
это элементарная, живая, саморе-
гулирующаяся упорядоченная система биополимеров, отграни-
ченная активной мембраной, состоящая из двух неразрывно
связанных компонентов (ядра и цитоплазмы) и подчиненная
высшим регуляторным механизмам целостного организма
(нервной, гуморальной, иммунной и эндокринной систем).
В многоклеточных организ-
мах клетки представляют собой
элементы, подчиненные целост-
ному
организму.
Интеграцию
клеток осуществляют гумораль-
ная, нервная, иммунная и эндок-
ринная системы. Согласно взгля-
дам В.Я. Александрова и М.Д.
Голубовского,
клетка
владеет
разными видами целесообразного
поведения, что у человека назы-
вается эрудиция и ум. Клеточная
«эрудиция» – хранение большого
набора генетических программ;
клеточный «ум» – способность
включать в определенных усло-
виях соответствующую програм-
му поведения (в ответ на стресс
клетки генерируют изменение своих компонентов и приступают к
поиску адаптивных генетических программ поведения). Клетки
нашего организма общаются между собой на химическом языке,
выделяя особые физиологические вещества – информоны. К их
числу относятся медиаторы, выделяющиеся из нервных окончаний
непосредственно на поверхность той клетки, которой адресован
сигнал, модуляторы, диффундирующие в окружающее пространст-
во и меняющие состояние близлежащих клеток, а также гормоны.
Гормоны выделяются специализированными клетками эндокрин-
ных желез и разносятся током крови по всему организму, воздейст-
~ 9 ~
вуя на клетки-мишени, в которых есть рецепторы, способные рас-
познать молекулы гормона.
Организм человека построен приблизительно из десяти трил-
лионов клеток, которые формируют четыре основных типа тканей:
эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Каждая
ткань представлена многочисленными клеточными типами. К на-
стоящему времени изучена структура и функция около 200 феноти-
пов клеток, приспособленных для выполнения многочисленных
функций. Клеточный фенотип зависит от того, какие гены в них
экспрессируются, т.е. работают. Хотя все клетки имеют одинако-
вый генетический материал в пределах одной особи, тем не менее,
клеточные типы отличаются друг от друга фенотипами. Нервная
клетка отличается от мышечной, соединительной или эпителиаль-
ной клеток.
Основные хронологические вехи в изучении клетки
1665 г
. – английский физик Роберт Гук усовершенствовал мик-
роскоп (добавил конденсор для лучшего освещения объекта) и
предложил использовать этот прибор для изучения различных объ-
ектов. Рассматривая под микроскопом тонкий срез пробки дерева,
Гук впервые увидел ячейки, похожие на пчелиные соты. Единице,
входящей в состав увиденной им структуры, он присвоил название
«клетка»
(англ. – cell, лат. – cellula, греч. – kytos). Изучая свежий
срез стебля бузины и других растений, он также обнаружил, что
клетки заполнены «питательным соком». Таким образом, Р. Гук,
внедряя увеличительный прибор в научную деятельность, попутно
открыл клетку и установил клеточное строение стебля растений.
1671 г. –
англичанин Неемия Грю, исследуя под микроскопом
органы растений обнаружил, отдаленную аналогию в строении ма-
нуфактурной ткани и строении органов растений. На основании та-
кого сравнения он вводит понятие «ткань» в науку, изучающую
морфологию растений. Позднее понятие
«ткань»
стало основопо-
лагающим понятием гистологии (науки о тканях).
1674 г.
– голландский натуралист Антони Ван Левенгук первым
открыл простейших, бактерии, пластиды, сперматозоиды живот-
ных, дрожжевые грибки, эритроциты лягушки и мн. др. микро-
структуры живых и неживых объектов.
~ 10 ~
1781 г.
– итальянский естествоиспытатель Феликс Фонтана пер-
вый увидел и изобразил на рисунках клетки животных с ядрами.
1831 г.
– шотландский ученый Роберт Броун описал в клетках
листьев орхидеи структуру, которой дал название «
ядро
» (лат. –
nucleus, греч. – carion) и ввел одноименное понятие в науку.
1838 г.
– немецкий зоолог Теодор Шванн обосновал клеточную
теорию строения растительных и животных организмов.
1840 г.
– Николай Железнов впервые описал амитоз. Амитоз
(греч. отрицательная приставка а-, mitos – нить) прямое деление яд-
ра – деление клеточного ядра на две или несколько частей без обра-
зования хромосом и ахроматинового веретена.
1856 г. –
немецкий патолог, анатом Рудольф Вирхов дополнил
клеточную теорию утверждением: «Omhis cellula е cellula» – «Вся-
кая клетка от клетки». Это утверждение (закон Вирхова) акценти-
рует внимание на то, что клетка не может возникнуть из неживого
вещества, а рождается путем деления материнской клетки.
1874 г.
– французский гистолог Жан Батист Карнуа вводит по-
нятие «биология клетки», которое определяет начало цитологии
(греч. сytos – клетка, logos – учение) как науки о форме, организа-
ции, функции и эволюции клеток.
1875 г. –
Эдвард Адольф Страсбургер впервые подробно описал
митоз и хромосомы.
1878 г.
– Петр Иванович Перемежко открыл и описал митоз в
животных клетках.
1879-1882 гг.
– немецкий гистолог Вальтер Флеминг описал
очередность фаз митоза в животных клетках. Ввел термины хрома-
тин, митоз, амитоз, кариокинез.
1882 г.
- Вальтер Флеминг описал мейоз в клетках животных, а
польский ботаник Адольф Страсбургер
–
в клетках растений.
Позднее (1882) Страсбургер предложил термины профаза, метафа-
за, анафаза, гаплоидное и диплоидное число хромосом.
1890г.
– Альтман
обнаружил митохондрии с помощью специ-
ального окрашивания.
1898г.
– итальянский гистолог Камилло Гольджи, окрашивая
нервные клетки азотнокислым серебром, открыл в цитоплазме сет-
чатый аппарат, впоследствии названный его именем, – комплекс,
или аппарат Гольджи.