Streszczenie wątku 6

Klasyfikacja i identyfikacja organizmów

Systematyka bada różnorodność organizmów, ich pokrewieństwo oraz tworzy klasyfikacje odzwierciedlające historię ewolucyjną.

Taksonomia zajmuje się rozpoznawaniem, opisywaniem, nazywaniem i klasyfikowaniem taksonów.

Filogenetyka rekonstruuje relacje pokrewieństwa i historię ewolucyjną.

Nomenklatura biologiczna określa zasady nadawania i stosowania nazw naukowych.

Takson jest grupą organizmów wyróżnioną w klasyfikacji, na przykład gatunkiem, rodzajem lub rodziną.

Ranga taksonomicznaokreśla poziom taksonu w hierarchii.

Typy grup systematycznych:

Podejścia do klasyfikacji

• Fenetyka - grupuje organizmy według ogólnego podobieństwa wielu cech. Nie zawsze odróżnia podobieństwa odziedziczone od podobieństw powstałych niezależnie.

• Klasyczna systematyka ewolucyjna - uwzględnia pochodzenie organizmów oraz stopień zmian ewolucyjnych. Może zachowywać niektóre tradycyjne grupy parafiletyczne.

• Kladystyka - rekonstruuje pokrewieństwo na podstawie wspólnych cech pochodnych i wyróżnia grupy monofiletyczne.

Hierarchia taksonomiczna

Podstawowe rangi można uporządkować następująco:

domena → królestwo → typ lub gromada → klasa → rząd → rodzina → rodzaj → gatunek

Pomiędzy nimi mogą występować rangi dodatkowe, na przykład nadrodzina, podrodzina, plemię i podgatunek.

Domena jest rangą najbardziej ogólną. W tradycyjnym systemie trzech domen wyróżnia się:

• bakterie (Bacteria);

• archeony Archaea;

• eukarionty Eucaryota.

Gatunek

Gatunek jest podstawową jednostką klasyfikacji, ale nie istnieje jedna definicja odpowiednia dla wszystkich organizmów.

Biologiczna koncepcja gatunku opiera się na możliwości krzyżowania osobników i wydawania płodnego potomstwa oraz izolacji rozrodczej od innych grup.

Nazewnictwo binominalne

Nazwa gatunku składa się z:

1. nazwy rodzaju;

2. epitetu gatunkowego.

Nazwy taksonów wyższych rang zwykle nie są zapisywane kursywą.

Klucze do oznaczania gatunków

Aby móc je prawidłowo zidentyfikować organizm, należy skorzystać ze specjalnego klucza do oznaczania organizmów. Wyróżnia się klucze:

• klucz dychotomiczny - składa się z par przeciwstawnych opisów, każdy wybór prowadzi do następnego etapu lub nazwy taksonu;

• klucz politomiczny - daje więcej niż dwie możliwości na danym etapie, przez co może skrócić drogę oznaczania, ale wymaga jednoczesnego rozróżnienia większej liczby stanów cechy.

Protisty - zróżnicowane organizmy eukariotyczne

Protisty są umownym określeniem bardzo zróżnicowanych eukariontów, które w tradycyjnym ujęciu nie należą do zwierząt, grzybów ani roślin lądowych. Nie tworzą jednego kladu.

Mogą być:

• jednokomórkowe;

• kolonijne;

• wielokomórkowe;

• jednojądrowe lub wielojądrowe;

• samożywne, cudzożywne albo miksotroficzne;

Tradycyjny podział na protisty roślinopodobne, zwierzęce i grzybopodobne opisuje przede wszystkim sposób odżywiania i ogólny typ budowy. Nie odzwierciedla dokładnie pokrewieństwa ewolucyjnego.

Zróżnicowanie budowy

Każda komórka jest otoczona błoną komórkową. U niektórych protistów z błoną związane są dodatkowe elementy wzmacniające, tworzące pellikulę. Inne mają ścianę komórkową albo skorupkę mineralną lub organiczną. Okrzemki wytwarzają charakterystyczne pancerzyki z krzemionki, a część protistów planktonowych — złożone szkielety mineralne.

Kolonie są zespołami połączonych komórek tego samego gatunku. Komórki mogą pozostawać podobne albo wykazywać podział funkcji.

Protisty wielokomórkowe mają ciało w postaci plechy. Plecha może być nitkowata, plektenchymatyczna lub tkankowa. Struktury przypominające liście, łodygi i korzenie nie są homologiczne z organami roślin lądowych.

Ruch i odżywianie

Protisty mogą poruszać się za pomocą:

• nibynóżek;

• wici i rzęsek.

Kierunkową reakcję ruchową na bodziec nazywa się taksją.

Protisty fotosyntetyzujące zawierają plastydy oraz różne zestawy barwników. Protisty cudzożywne pobierają substancje przez:

• wchłanianie związków rozpuszczonych;

• pinocytozę;

• fagocytozę.

Podczas fagocytozy cząstka zostaje otoczona błoną i trafia do wodniczki pokarmowej, która łączy się z lizosomami.

Miksotrofy mogą łączyć fotosyntezę z pobieraniem związków organicznych. Udział poszczególnych sposobów odżywiania zależy od gatunku i warunków.

Wymiana gazowa, oddychanie i osmoregulacja

U niewielkich protistów wymiana tlenu i dwutlenku węgla zachodzi przez powierzchnię komórki. Wiele gatunków prowadzi oddychanie tlenowe, lecz protisty zasiedlające środowiska ubogie w tlen mogą wykorzystywać inne szlaki pozyskiwania energii.

U wielu protistów słodkowodnych woda napływa do komórki osmotycznie. Wodniczka tętniąca zbiera jej nadmiar i okresowo usuwa go na zewnątrz, zapobiegając nadmiernemu wzrostowi objętości komórki. Pełni ona funkcję przede wszystkim osmoregulacyjną. U protistów morskich i pasożytniczych wodniczki tętniące są zazwyczaj mniej rozwinięte lub nie występują, ponieważ warunki osmotyczne są inne niż w wodzie słodkiej.

Dwutlenek węgla i amoniak są usuwane głównie przez błonę komórkową. Wodniczka tętniąca pełni przede wszystkim funkcję osmoregulacyjną.

Rozmnażanie i procesy płciowe

Bezpłciowo protisty rozmnażają się przez:

• podział komórki;

• podział wielokrotny;

• fragmentację plechy;

• wytwarzanie zarodników.

Rozmnażanie płciowe obejmuje łączenie gamet:

• podobnych morfologicznie w izogamii;

• różniących się wielkością w anizogamii;

• silnie zróżnicowanych w  oogamii.

gallery‑without‑header

• Zakładka 1
• Zakładka 2
• Nowa zakładka

Zakładka 110

R1LTRFCH8N7UE

Na ilustracji znajdują się dwie identyczne gamety. Mają owalny kształt, są otoczone szarą błoną, posiadają czerwone wnętrze i pomarańczowe jądro. Z góry każdej gamety odchodzą dwie długie, cienkie wici.

Zakładka 240

R19NUEVXANQXO

Na ilustracji znajdują się dwie gamety. Mają owalny kształt, są otoczone szarą błoną, posiadają czerwone wnętrze i pomarańczowe jądro. Z góry każdej gamety odchodzą dwie długie, cienkie wici. Jedna z nich jest znacznie większa od drugiej.

Nowa zakładka40

RHHXDZL1U8T2H

Na ilustracji znajdują się dwie gamety. Jedna z nich ma okrągły kształt, jest otoczona szarą błoną, posiada czerwone wnętrze i pomarańczowe jądro. Druga z nich jest mała, składa się z niebieskiej, zbliżonej do trójkąta główki i wici umożliwiającej jej przemieszczanie się.

Przemiana faz i pokoleń

Haplofaza trwa od mejozy do zapłodnienia, a diplofazatrwa od zapłodnienia do mejozy. Przemiana faz jądrowych nie jest równoznaczna z przemianą pokoleń. Przemiana pokoleń występuje wtedy, gdy gametofit i sporofit są odrębnymi wielokomórkowymi organizmami. 

Przemiana pokoleń może być:

• izomorficzna, gdy oba pokolenia są podobne;

• heteromorficzna z dominacją gametofitu;

• heteromorficzna z dominacją sporofitu.

Koniugacja orzęsków

Orzęski mają makronukleus uczestniczący w bieżącej ekspresji genów oraz mikronukleus biorący udział w procesie płciowym.

Podczas koniugacji:

1. dwa zgodne osobniki czasowo się łączą;

2. mikronukleusy przechodzą mejozę;

3. powstają jądra stacjonarne i migracyjne;

4. partnerzy wymieniają jądra migracyjne;

5. jądra migracyjne łączą się ze stacjonarnymi;

6. odbudowywany jest aparat jądrowy.

Koniugacja zwiększa zmienność genetyczną, ale nie zwiększa bezpośrednio liczby osobników.

Znaczenie ekologiczne

Protisty fotosyntetyzujące są ważnymi producentami w wodach. Protisty cudzożywne regulują liczebność bakterii i innych mikroorganizmów, uczestniczą w rozkładzie materii i stanowią pokarm dla zwierząt.

Duże wielokomórkowe protisty roślinopodobne tworzą siedliska dla innych organizmów. Okrzemki uczestniczą w obiegu krzemu i tworzeniu osadów. Protisty odgrywają istotną rolę w oceanicznych obiegach węgla, azotu i krzemu

Zastosowania obejmują:

• produkcję żywności;

• otrzymywanie agarów i kwasu alginowego;

• oczyszczanie ścieków;

• produkcję nawozów i pasz;

• bioindykację jakości wód;

• pozyskiwanie substancji dla przemysłu spożywczego, kosmetycznego i farmaceutycznego.

Protisty chorobotwórcze

Niektóre protisty są pasożytami człowieka. Wywołują między innymi malarię, toksoplazmozę, giardiozę, pełzakowicę, rzęsistkowicę i śpiączkę afrykańską. Drogi zarażenia zależą od gatunku pasożyta i mogą obejmować spożycie zanieczyszczonej wody lub żywności, udział wektora albo bezpośrednie przeniesienie między ludźmi.

Cykl rozwojowy zarodźca malarii

Grzyby

Grzyby są organizmami beztkankowymi, jedno- lub wielokomórkowymi. W komórkach nie mają plastydów, a w ich ścianie komórkowej występuję chityna. Jako materiał zapasowy gromadzą tłuszcz, glikogen, a niektóre gatunki również wolutynę.

Ciało większości grzybów wielokomórkowych ma postać grzybni zbudowanej ze strzępek. Strzępki mogą być: 

• komórczakowe, bez przegród, z wieloma jądrami w cytoplazmie;

• septowane, podzielone przegrodami na człony.

Strzępki mogą luźno się przeplatać albo tworzyć plektenchymę. Z plektenchymy mogą powstawać owocniki, które wytwarzają zarodniki. 

Odżywianie i pozyskiwanie energii

Wszystkie grzyby są cudzożywne. Pokarm pobierają metodą absorpcyjną: wydzielają enzymy trawienne do środowiska, a następnie wchłaniają produkty trawienia. Ze względu na sposób pozyskiwania pokarmu grzyby mogą być:

• saprotrofami, rozkładającymi martwą materię;

• pasożytami, pobierającymi pokarm z żywego gospodarza;

• drapieżnikami, chwytającymi drobne organizmy za pomocą wyspecjalizowanych strzępek;

• symbiontami, tworzącymi między innymi mikoryzy i porosty.

Większość grzybów prowadzi oddychanie tlenowe. Niektóre mogą uzyskiwać energię bez udziału tlenu. Drożdże w warunkach ograniczonego dostępu tlenu przeprowadzają fermentację alkoholową, w której powstają etanol i dwutlenek węgla.

Rozmnażanie grzybów 

Rozmnażanie bezpłciowe zachodzi przez: podział komórki, pączkowanie, fragmentację grzybni i mitospory. 

Rozmnażanie płciowe może obejmować:

• gametogamię - łączenie gamet;

• gametangiogamię - łączenie gametangiów;

• somatogamię - łączenie dwóch zróżnicowanych płciowo strzępek. 

W procesie płciowym zachodzą kolejno plazmogamia, kariogamia i mejoza prowadząca do powstania haploidalnych jąder lub mejospor (zarodników workowych lub podstawkowych). U wielu grzybów między plazmogamią a kariogamią występuje długotrwała faza dikariotyczna. 

U workowców zarodniki płciowe powstają w workach, a u podstawczaków na podstawkach.

Mikoryza 

Mikoryza jest związkiem grzyba z korzeniem lub innym podziemnym organem rośliny. Grzyb zwiększa powierzchnię pobierania wody i składników mineralnych, a roślina dostarcza mu związki organiczne.

Znaczenie grzybów 

Grzyby jako destruenci mineralizują związki organiczne i uczestniczą w obiegu pierwiastków. Są ważnymi partnerami roślin oraz składnikami sieci troficznych.

R1Zadq2u8TXRZ

Ilustracja składa się z czterech obrazków, połączonych strzałkami, przedstawiających obieg materii. Pierwszy z lewej ukazuje zielone rośliny: drzewa i krzewy razem z ich korzeniami w brązowej glebie. Od nich jedna strzałka prowadzi do obrazka brązowej sarny, która żywi się roślinami. Druga strzałka z napisem: szczątki roślin wskazuje koło po prawej stronie. Do niego prowadzi także strzałka od sarny z napisem: szczątki i odchody zwierząt. W kole znajdują się kolorowe sylwetki saprobiontów, na przykład bakterii i grzybów, czyli organizmów rozkładających szczątki. Od nich strzałka wskazuje dwie kule na dole: pomarańczową i zieloną. Oznaczają one proste substancje, powstałe w efekcie rozkładu szczątków. Te związki trafiają do korzeni roślin. Koło się zamyka.

W gospodarce grzyby stosuje się, m.in. w:

• piekarnictwie;

• produkcji napojów fermentowanych;

• produkcji serów;

• otrzymywaniu enzymów i antybiotyków;

• biotechnologii i badaniach genetycznych.

Negatywne znaczenie obejmuje choroby zwierząt i człowieka (grzybice), psucie żywności, wytwarzanie toksyn, niszczenie materiałów i powodowanie strat w uprawach przez grzybowe pasożyty roślin.

Porosty 

Porost jest trwałym układem tworzonym przez grzyb i partnera fotosyntetyzującego, którym jest zielenica albo sinica. Grzyb buduje znaczną część plechy, zatrzymuje wodę i pobiera składniki mineralne. Zielenica lub sinica przeprowadza fotosyntezę.

Porosty są plechowcami. Ze względu na kształt wyróżnia się plechy skorupiaste, listkowate i krzaczkowate.

Ze względu na budowę wewnętrzną wyróżnia się plechy:

• homeomeryczne, bez wyraźnego układu warstw;

• heteromeryczne, z wyodrębnionymi warstwami.

RMPDEAERROQCR

Grafika przedstawia budowę dwóch typów plech porostów. W górnej części grafiki przedstawiono budowę plechy niewarstwowanej. Komórki glonów w postaci zielonych, owalnych punktów są luźno i dość równomiernie rozmieszczone pomiędzy strzępkami grzybów, które przedstawiono jako kremowe, kręte linie. Między nimi widoczne są także brązowe, skręcone linie. W dolnej części grafiki przedstawiono budowę plechy warstwowej. Składa się z kolejnych warstw: górnej warstwy korowej, warstwy glonowej, warstwy rdzeniowej oraz dolnej warstwy korowej. U dołu ilustracji znajdują się chwytniki w postaci niewielkich, brązowych punktów. W warstwie glonowej pogrupowane są zielone, owalne, spore punkty przedstawiające glony. W warstwie środkowej widoczne są strzępki grzyba.

Porosty mogą rozmnażać się wegetatywnie przez fragmentację plechy, wyrostki i urwistki, dzięki czemu oba tworzące je komponenty – grzyb oraz zielenica lub sinica – rozprzestrzeniają się wspólnie. Grzyb może również rozmnażać się płciowo, natomiast glon lub sinica nie rozmnażają się płciowo w obrębie porostu.

Porosty są organizmami pionierskimi, uczestniczą w wietrzeniu podłoża i procesach glebotwórczych. Wykorzystywane są jako bioindykatory zanieczyszczenia powietrza, głównie dwutlenkiem siarki.