Два сверхцарства живых организмов

Изучая клетки и ткани растений и животных, ученые не забыли о тех невидимых простым глазом существах, которых впервые в свои "микроскопии" увидел Левенгук. Выяснилось, что некоторые из них ядра не имели. К таким безъядерным организмам отнесли бактерии и сине-зеленые водоросли. Бактерии оказались очень удобными объектами для решения различных вопросов биохимической генетики. В результате проведенных экспериментов стало очевидным, что механизмы хранения и передачи генетической информации, биосинтеза белка очень близки как у организмов, имеющих ядро, так и у организмов, его не имеющих.

На основании наличия или отсутствия ограниченного мембраной ядра все живые организмы делятся на две большие систематические группы, два надцарства (сверхцарства): прокариоты-доядерные организмы и эукариоты - ядерные организмы. К прокариотам, или дробянкам, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Эти организмы размножаются преимущественно (или даже исключительно) бесполо, путем деления или дробления материнской клетки.

Бактерии, способные жить только при наличии кислорода в окружающей среде, называются аэробными. На другие бактерии (их называют анаэробными) кислород действует подобно яду, подавляя их развитие. Бактерии чрезвычайно широко распространены на Земле и могут жить в самых различных условиях.

Например, в водоемах обитают бактерии, участвующие в образовании болотной или озерной железной руды. Здесь же можно обнаружить бактерии, окисляющие среду, а также массу других, попадающих в воду со стоками промышленных предприятий, богатых различными органическими веществами.

Почва также служит местом обитания огромного числа самых различных бактерий, осуществляющих разнообразные превращения органических и минеральных веществ. Число бактерий в почве варьирует в зависимости от условий влажности, температуры, кислотности, наличия питательных веществ, достигая порой десятков и сотен миллионов на 1 грамм почвы.

Бактерии обнаружены во льдах вблизи Южного Полюса и в водах горячих источников, температура которых достигает 90° С (причем в щелочных источниках они выдерживают даже температуру кипения воды 100° С), в водоемах с высоким содержанием солей (Мертвое море, Большое Соленое озеро) и в нефти на глубине более 2000 метров, а нитрифицирующие бактерии могут жить даже на голых скалах, где отсутствуют высшие растения.

Сине-зеленые водоросли, входящие наряду с бактериями в надцарство доядерных организмов, - обитатели главным образом пресных водоемов и почвы. Почвенные сине-зеленые способны усваивать атмосферный азот и обогащать им почву.

Другое надцарство живых организмов (ядерные, или эукариоты) включает в себя царство животных, растений, грибов (Необходимо иметь в виду, что в соответствии с различными современными системами классификации различают от двух до тринадцати царств живых организмов. Мы придерживаемся классификации, изложенной академиком А. Л. Тахтаджаном (см. "Жизнь растений", т. 1, М., Просвещение, 1974)). Грибы выделили в отдельное царство недавно. Во многих учебниках грибы и сейчас относят к низшим растениям. В XVII-XVIII столетиях науки о грибах - микологии не существовало. Ботаники занимались в основном сбором и описанием растений, но попадавшиеся им попутно грибы они описывали наряду с высшими растениями. Своеобразная форма грибов, неожиданное и массовое их появление на гниющих остатках растений, отсутствие привычных способов размножения ставили наблюдателей в тупик. Отношение многих ботаников к грибам можно характеризовать высказыванием французского ботаника XVIII века С. Вайяна, который считал грибы "проклятым племенем", изобретением дьявола, придуманным им для того, чтобы нарушить гармонию остальной природы. Недаром ученые долгое время не могли решить, к какому же царству отнести эти удивительные организмы.

Грибы выделили в отдельное царство

Многие систематики включали грибы в царство растений, другие склонялись к тому, чтобы отнести грибы, подобно полипам, к разряду животных. Третьи выделяли их в самостоятельное царство живых организмов. Попытаемся же разобраться в причинах подобных сомнений.

Так же как и растения, грибы не заглатывают твердую пищу, а всасывают питательные вещества из субстрата; способны к неограниченному росту, ведут прикрепленный образ жизни. Однако существует ряд свойств, сближающих грибы с животными. Например, грибам свойствен гетеротрофный (за счет готового органического вещества) способ питания, тогда как растения образуют органическое вещество самостоятельно - автотрофно; многие грибы нуждаются в витаминах, оболочка их клеток (как у насекомых и других членистоногих) содержит хитин, в качестве запасного питательного вещества они накапливают гликоген (а не крахмал), и как конечный продукт обмена веществ образуют мочевину. Итак, между царствами растений, животных и грибов можно найти много общего. И тем не менее на вопрос, что же такое грибы, большинство биологов отвечает: это особое царство живых организмов.

Хорошо всем известные объекты "тихой охоты" лесные грибы имеют многочисленную, очень разнообразную "родню".

К наиболее простым по строению "родственникам" относятся одноклеточные грибы - дрожжи. С помощью микроскопа можно измерить длину дрожжевой клетки, она равна примерно 8-10 микрометрам. Из-за способности дрожжей вызывать спиртовое брожение Сахаров их используют в хлебопечении, виноделии, пивоварении, спиртовом производстве и в молочной промышленности.

Примером другого типа грибов могут служить плесневые грибы, образующие характерные налеты "плесени" на продуктах питания, фруктах, растительных остатках, коже и других предметах. Некоторые виды этих грибов вызывают различные болезни культурных растений, снижая тем самым их урожай. Несмотря на великое разнообразие внешнего вида и физиологических функций грибов, существуют особенности строения, свойственные всем или большинству грибов. Вегетативное тело грибов представляет собой так называемую грибницу, или мицелий, состоящую из тонких нитей - гиф. Обычно грибница находится на поверхности того субстрата, на котором развивается гриб, и часто проникает внутрь его. Субстратом для грибов могут служить самые раз-личные органические соединения: остатки растений продукты питания человека и животных, бумага, кожа, краски и многое другое. Обладая огромной суммарной поверхностью, гифы всасывают питательные вещества субстрата. При соответствующих условиях на грибнице появляются плодовые тела грибов. Размножаются грибы с помощью специальных образований, называемых спорами.