אורגניזמים חד תאייםהכי הרבה צורות פשוטותחַיִים
משרד החינוך הגבוה והתיכוני של הפדרציה הרוסית
האוניברסיטה הממלכתית של מוסקבה לייצור מזון
המכון לכלכלה ויזמות
תקציר על הנושא:
אורגניזמים חד-תאיים כצורות החיים הפשוטות ביותר
הושלם על ידי תלמיד
קבוצות 06 ה-5
Pantyukhina O.S.
נבדק על ידי פרופ. Butova S.V.
מוסקבה 2006
מבוא. . . . . . . . . . . .3
פרוטוזואה. . . . . . . . . . . 4-5
ארבע מחלקות עיקריות של פרוטוזואה. . . . .5-7
רבייה היא הבסיס לחיים. . . . . . . . . 8-9
התפקיד הגדול של פרוטוזואה קטנה. . . . . 9-11
סיכום. . . . . . . . . . . . .12
בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה. . . . . . .13
מבוא
אורגניזמים חד-תאיים מבצעים את אותן פונקציות כמו אורגניזמים רב-תאיים: הם ניזונים, נעים ומתרבים. התאים שלהם חייבים להיות<<мастером на все руки>> לעשות את כל זה שבעלי חיים אחרים עושים גופים מיוחדים. לכן, בעלי חיים חד-תאיים שונים כל כך מהשאר, עד שהם מובחנים לתת-ממלכות נפרדות של פרוטוזואה.
פרוטוזואה
גוף הפרוטוזואה מורכב מתא אחד בלבד. צורת הגוף של פרוטוזואה מגוונת. זה יכול להיות קבוע, להיות בעל סימטריה רדיאלית, דו-צדדית (פלאגללטים, ריסים) או ללא צורה קבועה בכלל (אמבה). גדלי הגוף של פרוטוזואה הם בדרך כלל קטנים - מ-2-4 מיקרון עד 1.5 מ"מ, למרות שחלק מהפרטים הגדולים מגיעים לאורך של 5 מ"מ, וקנה שורש של קונכיות מאובנים היו בקוטר של 3 ס"מ או יותר.
גוף הפרוטוזואה מורכב מציטופלזמה ומגרעין. הציטופלזמה מוגבלת על ידי הממברנה הציטופלזמית החיצונית, היא מכילה אברונים - מיטוכונדריה, ריבוזומים, רטיקולום אנדופלזמי, מנגנון Golgi. לפרוטוזואה יש גרעין אחד או יותר. צורת החלוקה הגרעינית היא מיטוזה. יש גם תהליך מיני. זה מורכב מהיווצרות של זיגוטה. האברונים של תנועת פרוטוזואה הם דגלים, ריסים, פסאודופודים; או שהם לא קיימים בכלל. רוב הפרוטוזואה, כמו כל הנציגים האחרים של ממלכת החיות, הם הטרוטרופיים. עם זאת, ביניהם יש גם אוטוטרופיים.
המוזרות של פרוטוזואה לסבול תנאים סביבתיים שליליים היא היכולת חרסעייף, כלומר טופס כִּיס. כאשר נוצרת ציסטה, אברוני התנועה נעלמים, נפח החיה יורד, הוא מקבל צורה מעוגלת, התא מכוסה קליפה צפופה. החיה נכנסת למצב של מנוחה וכאשר מתרחשים תנאים נוחים, חוזרת לחיים פעילים.
רבייה של פרוטוזואה מגוונת מאוד, החל מחלוקה פשוטה (רבייה א-מינית) ועד לתהליך מיני מורכב למדי - צימוד והזדווגות.
בית הגידול של פרוטוזואה מגוון - זה הים, מים מתוקים, אדמה לחה.
ארבע מחלקות עיקריות של פרוטוזואה
1 - flagella (Flagellata, או Mastigophora);
2 - Sarcodidae (Sarcodina, או Rhizopoda);
3 - sporozoans (Sporozoa);
4 - ריסים (Infusoria, או Ciliata).
1. כ-1000 מינים, בעיקר בעלי גוף סגלגל או בצורת אגס מוארך, מרכיבים את מחלקת הדגלונים (Flagellata או Mastigophora).אברוני התנועה הם דגלים, אשר לנציגים שונים של הכיתה יכולים להיות מ-1 עד 8 או יותר. פלאגלום- צמיחה ציטופלזמית דקה, המורכבת מהסיביים הדקים ביותר. הבסיס שלו מחובר אליו גוף בסיסיאוֹ kinetoplast. פלגללטים נעים עם חוסם עורקים קדימה, יוצרים מערבולות מערבולת עם תנועתם וכביכול "מבריגים" את החיה
לתוך הנוזל שמסביב.
דֶרֶך מזון: פלפלטים מחולקים לבעלי כלורופיל ולאכילה אוטוטרופית, וללא כלורופיל ולהאכיל, כמו בעלי חיים אחרים, בצורה הטרוטרופית. להטרוטרופים בצד הקדמי של הגוף יש דיכאון מיוחד - ציטוסטוםשדרכו, כאשר הדגלון נע, המזון מונע לתוך ואקוול העיכול. מספר צורות של flagellates ניזונות על ידי אוסמוזה, סופג חומרים אורגניים מומסים מהסביבה בכל פני השטח של הגוף.
דרכים רבייה: רבייה מתרחשת לרוב על ידי חלוקה לשניים: בדרך כלל פרט אחד מוליד שתי בנות. לפעמים הרבייה מתרחשת מהר מאוד, עם היווצרות אינספור פרטים (מציתי לילה).
2. נציגי מחלקת הסרקוד, או קני שורש ( סרקודינהאוֹ ריזופודה), לזוז בעזרת פסאודופודים - פסאודוזיליות.
המעמד כולל מגוון של יצורים חד-תאיים מימיים: אמבות, חמניות, קרניים. בין האמבות, בנוסף לצורות שאין להן שלד או קליפה, ישנם מינים שיש להם בית.
רוב הסרקודים הם תושבי ים, אבל יש גם מים מתוקים שחיים באדמה.
Sarcodidae מאופיינים בצורת גוף לא עקבית. הנשימה מתבצעת על ידי כל פני השטח שלה. תזונה היא הטרוטרופית. רבייה היא א-מינית, יש גם תהליך מיני.
בבעלי חוליות - יונקים, דגים, ציפורים. Coccidia toxoplasmosis גורם למחלה האנושית toxoplasmosis. הם יכולים להידבק מכל אחד מבני משפחת החתולים.
4. נציגי מעמד הריצות ( אינפוזוריאניםאוֹ סיליאטה) בעלי אברוני תנועה - ריסים, לרוב במספרים גדולים. אז, ליד הנעל ( Paramecium caudatum) מספר cilia הוא יותר מ 2000. Cilia (כמו flagella) הם תולדות ציטופלזמה מורכבות מיוחדות. גוף הסיליאטים מכוסה בקליפה המחוררת בנקבוביות זעירות שדרכן יוצאות ריסים.
סוג הסיליאטים משלב את הפרוטוזואה המאורגנת ביותר. הם פסגת ההישגים שעשתה האבולוציה בתת-תחום זה. ריסים מנהלים אורח חיים צף חופשי או מחובר. שכון כמו
לכל הריצות יש לפחות שני גרעינים. הגרעין הגדול מווסת את כל תהליכי החיים. הגרעין הקטן ממלא תפקיד מרכזי בתהליך המיני.
ריסים מתרבים על ידי חלוקה (על פני ציר הגוף). בנוסף, מעת לעת יש להם תהליך מיני - נְטִיָה. הריצות "הנעל" מחולקות מדי יום, חלקן אחרות מספר פעמים ביום, וה"חצוצרן" פעם אחת
בעוד כמה ימים.
מזון נכנס לגוף החי דרך ה"פה" התאי, שם הוא מונע על ידי תנועת cilia; בתחתית הלוע נוצרים ואקוולי עיכול. שאריות לא מעוכלות נגררות.
ריסים רבים ניזונים רק מחיידקים, בעוד שאחרים הם טורפים. לדוגמה, האויבים המסוכנים ביותר של "הנעליים" הם דידיניה. הם קטנים ממנה, אבל, כשהם תוקפים שניים או ארבעה, הם מקיפים את ה"נעל" מכל הצדדים והורגים אותה, זורקים "שרביט" מיוחד מגרונה, כמו חנית. כמה דידיניה אוכלים עד 12 "נעליים" ביום.
אברונים של הפרשת ריצותהם שני ואקוולים מתכווצים; תוך 30 דקות הם מסירים מהריסים כמות מים השווה לנפח כל גופה.
רבייה היא הבסיס לחיים
חלוקת תאי רבייה א-מינית: נמצא לרוב בפרוטוזואה לֹא מִינִישִׁעתוּק. זה מתרחש על ידי חלוקת תאים. הגרעין מחולק ראשון. תוכנית הפיתוח של הגוף ממוקמת בגרעין התא בצורה של קבוצה של מולקולות DNA. לכן, עוד לפני חלוקת התא, הגרעין מכפיל את עצמו כך שכל אחד מתאי הבת מקבל עותק משלו של הטקסט התורשתי. ואז התא מחולק לשני חלקים שווים בערך. כל אחד מהצאצאים מקבל רק מחצית מהציטופלזמה עם אברונים, אבל עותק שלם של ה-DNA האימהי, ובעזרת ההוראות בונה את עצמו לתא שלם.
רבייה א-מינית היא דרך פשוטה ומהירה להגדיל את מספר הצאצאים שלך. שיטת רבייה זו, למעשה, אינה שונה מחלוקת תאים במהלך צמיחת הגוף של אורגניזם רב תאי. כל ההבדל הוא שתאי הבת של חד-תאיים, בסופו של דבר, מתפצלים כאורגניזמים עצמאיים.
במהלך חלוקת התא, הפרט ההורה אינו נעלם, אלא פשוט הופך לשני פרטים תאומים. המשמעות היא שעם רבייה א-מינית, האורגניזם יכול לחיות לנצח, וחוזר בדיוק על עצמו בצאצאיו. ואכן, מדענים הצליחו לשמר את התרבות הפרוטוזואה עם אותן תכונות תורשתיות במשך כמה עשורים. אבל, ראשית, בטבע, מספר בעלי החיים מוגבל בהחלט על ידי אספקת מזון, כך שרק צאצאים בודדים שורדים. שנית, אורגניזמים זהים לחלוטין עשויים בקרוב להיות בלתי מותאמים באותה מידה לתנאים משתנים וכולם ימותו. התהליך המיני עוזר למנוע את האסון הזה.
תהליך מיני וחלוקת צמצום: התהליך המיני מורכב משילוב המידע התורשתי של שני אנשים. ברוב הפרוטוזואה, זה קורה על ידי היתוך של שני תאים הנקראים גמטות.בעזרת הפלגלה, לפחות אחד הגמטות זז באופן פעיל, ופוגש את הגמטה של המין השני. שתי גמטות מתמזגות לחלוטין ליצירת זיגוטהתא עם סט כפול של DNA. התכונות התורשתיות שלו מאחדות את הגמטות ההוריות שלהם.
כמות ה-DNA תגדל ללא הגבלת זמן אלמלא התהליך ההפוך. חלוקת הפחתה. זהו שמה של חלוקת התא, שלקראתה ה-DNA אינו מכפיל את עצמו, מכל תא בת מקבל בדיוק מחצית מהחומר התורשתי. תאים כאלה יכולים להתאחד שוב בתהליך המיני וליצור זיגוטה.
בשל כמות זו של חומר תורשתי בתאים בכל מין, היא אינה משתנה יותר מפעמיים. בפרוטוזואה רבים (וגם בטחבים) במהלך החיים זה בדרך כלל שווה לקבוצה אחת של DNA (n), וברוב בעלי החיים האחרים (והצמחים) מדובר בקבוצה כפולה של DNA (2n).
רבייה מינית כרוכה בהוצאת זמן ואנרגיה במציאת בן זוג והכנה נוספת. אבל לצאצאים יש איכות חשובה - שונות, וחלק מהפרטים עשויים להסתגל יותר מהורים.
תפקיד גדול של פרוטוזואה קטנה
שתי אסטרטגיות הישרדות בואו נשווה את התכונות של חיות קטנות וגדולות. האורגניזם נמצא במגע עם הסביבה דרך פני השטח: ככל שהמשטח גדול יותר, כך גדלה התלות בסביבה החיצונית. אם ניקח 70 ק"ג של ריצות, אז המשטח הכולל של הגוף שלהם גדול פי 20 אלף משטח הגוף של אדם עם אותו משקל. אין כאן חיים אישיים, הגוף כפוף לחלוטין לסביבה. כל גרגר חול, יתוש או טיפת גשם טומנים בחובם סכנת מוות בכל שנייה. הם מתים בהמוניהם.
בין אם מדובר בבעלי חיים גדולים, כמו בעלי חיים: הם מוגנים בפרווה, הם לא מפחדים מקור וחום. חזק, אתה לא יכול לרסק עם אבן, ואתה לא יכול להדביק את הפער!! מצד שני, כמובן, מחלות, רעב... רק כמה גורים נולדים בחיים ארוכים. נמרים גדולים ומתים. קח את אותה אינפוזוריה: היא יכולה להכפיל כל יום, בעוד שנה היא תכסה את כל הגלובוס בסרט רציף.
ואכן, קצב ההתרבות של פרוטוזואה הוא באמת עצום. זה מאפשר לך לשלוט במהירות במשאבים של מזון מתאים, בכל מקום שבו הם מופיעים. כך, הטבע איזן את הסיכויים של אורגניזמים גדולים וקטנים להשפיע על המערכת האקולוגית.
פרוטוזואה-בוני סלעים: לפני כמעט 600 מיליון שנים התרחשו<<скелетная революция>>. רוב היצורים החיים<<оделось>> שלדים שהגנו עליהם מפני אויבים. מאז, אינספור דורות של פרוטוזואה מתו, קונכיותיהם הופקדו בקרקעית הים, קילומטרים של משקעים נדחסו תחת משקלם, והפכו לגיר ואבן גיר. תנועת קרום כדור הארץ העלתה סלעי משקע אל פני השטח, ובנו מהם הרים. המים שטפו את המינרלים בחזרה לים, שם הם שימשו שוב לבניית קונכיות. כך, הודות לפרוטוזואה, מחזור היסודות המינרליים בביוספרה התבצע לאורך ההיסטוריה שלה.
פרוטוזואה הם חוליה חשובה במערכות אקולוגיות מימיות: שרשראות מזון במערכות אקולוגיות מימיות מתחילות באצות מיקרוסקופיות. החוליה השנייה בהם היא בדרך כלל פרוטוזואה פלנקטונית - הצרכנים הראשונים של מוצרים ירוקים. אז הם הופכים לבסיס לתזונה של תושבים אוכלי בעלי חיים של מערכות אקולוגיות מימיות של סרטנים, דגים וכל הצרכנים הבאים. כאשר שרידי צמחים ובעלי חיים מתים שוקעים לקרקעית, הם נאספים על ידי פרוטוזואה בנטית.
פרוטוזואה רבים מאכלסים כל מילימטר של אדמה רוויה בלחות קרקע. יחד עם תושבים אחרים, הם שומרים על פוריות הקרקע.
ללא פרוטוזואה, חיות אוכלות עשב אינן יכולות להתקיים: אירונית הגורל: חיות אוכלי עשב בעצמן אינן מסוגלות לעכל תאית (סיבים) - הבסיס לרקמות הצומח! עבורם, זה נעשה על ידי הפרוטוזואה המאכלסת את מערכת המזון שלהם מהימים הראשונים לחייהם. המעיים של הטרמיטים, המעיים של הארנבת והקיבה של הפרה מצוידים במחסנים מיוחדים לאירוח תושבים משותפים אלה. הבעלים מטמיע רק את תוצאת העיכול שלהם, ובמקביל את הפרוטוזואה עצמם.
סיכום
בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה
1. מאמבה לאדם A.A. Vakhrushev, O.A. Bursky, A.S. Rautian.
2. Silvester N.R., Sleigh M.A. // ביולוגיה של מים מתוקים. 1985
3. Dovgal I.V., Kochin V.A. // Vestn. זוֹאוֹלוֹגִיָה. 1995.
4. דובגל I.V. // כתב עת. סה"כ ביולוגיה. 2000.
5. ז.פ. גרסימובה, זוול. מגזין 1989
תקצירים דומים:
המבנה והפיזיולוגיה של מעמד הדגלים, היווצרות שלבי מנוחה על ידי encysting. תהליך של חלוקות עוקבות ללא שלב של גדילה ועלייה בנפח התאים שנוצרו. מושבות מונוטומיות ופלינטומיות, שיטת רבייה.
אמבה כיצור מיקרוסקופי חד תאי ג'לטיני, תכונותיו ומבנהו, תכונות התנועה והתזונה. תיאור המבנה של נעלי ריסים כמורכבים ביותר בפרוטוזואה. תיאור מבנה הדגלים. התנהגות של אמבה דיזנטרית.
מיקרוגרפי אלקטרונים של Sutoria Disscophrya elongata על רגלו של פשפש מים, Ranatra linearis. מבנה שכבת הגבול כאזור הסתגלותי. התאמות של פרוטוזואה לחיים בשכבת הגבול.
זנים של ממלכת החיות. זואולוגיה היא מדע החיות. סיווג בעלי חיים לפי סימני קרבה. תת-ממלכה של בעלי חיים חד-תאיים (פרוטוזואה). מקור ומשמעות של פרוטוזואה. תת-ממלכה של בעלי חיים רב-תאיים, סוג של coelenterates.
הממלכה היא אחת הקטגוריות (הדרגות) הטקסונומיות הגבוהות ביותר במערכת של העולם האורגני. מאז תקופת אריסטו, החלוקה של כל היצורים החיים לשתי ממלכות הייתה מקובלת: צמחים ובעלי חיים. מאמצע המאה העשרים יותר ויותר תומכים בקרב ביולוגים מוצאים מערכת חדשהעולם אורגני. לפי זה...
טבלת ביולוגיה.
1. מבוא……………………………………………………………………………………….2
2. התפתחות החיים על פני כדור הארץ…………………………………………………………………3
2.1. האבולוציה של אורגניזמים חד-תאיים…………………………………………3
2.2. אבולוציה של אורגניזמים רב-תאיים…………………………………..6
2.3. האבולוציה של עולם הצומח……………………………………………….8
2.4. האבולוציה של עולם החי…………………………………………………...10
2.5 אבולוציה של הביוספרה…………………………………………………..……….…….12
3. מסקנה……………………………………………………………………………….18
4. הפניות………………………………………………………………….19
מבוא.
לעתים קרובות נדמה שאורגניזמים נתונים לחלוטין לחסדי הסביבה: הסביבה מציבה להם גבולות, ובמסגרת הגבולות הללו הם חייבים או להצליח או לגווע. אבל האורגניזמים עצמם משפיעים על הסביבה. הם משנים אותו ישירות במהלך קיומם הקצר ולאורך תקופות ארוכות של זמן אבולוציוני. ידוע שהטרוטרופים ספגו חומרי הזנה מה"מרק" הראשוני וכי אוטוטרופים תרמו להופעת אטמוספרה מחמצנת, ובכך הכינו את התנאים להופעתו והתפתחותו של תהליך הנשימה.
נוכחות חמצן באטמוספירה גרמה להיווצרות שכבת האוזון. האוזון נוצר מחמצן בהשפעת קרינה אולטרה סגולה מהשמש ופועל כמסנן הלוכד קרינה אולטרה סגולה המזיקה לחלבונים וחומצות גרעין ומונע ממנה להגיע אל פני כדור הארץ.
האורגניזמים הראשונים חיו במים, והמים הגנו עליהם על ידי קליטת אנרגיית קרינה אולטרה סגולה. מתיישבי האדמה הראשונים שנמצאו כאן בשפע אוֹר שֶׁמֶשׁ, ומינרלים, כך שבהתחלה הם היו כמעט חופשיים מתחרות. עצים ועשבים שכיסו עד מהרה את החלק הצומח של פני כדור הארץ, חידשו את אספקת החמצן באטמוספרה, בנוסף, הם שינו את אופי זרימת המים על פני כדור הארץ והאיצו את היווצרותן של קרקעות מסלעים. צעד ענק לקראת התפתחות החיים היה קשור להופעתו של העיקרי תהליכים ביוכימייםהחלפה - פוטוסינתזה ונשימה, כמו גם עם היווצרות ארגון סלולרי אוקריוטי המכיל מנגנון גרעיני.
התפתחות החיים על פני כדור הארץ.
2.1 אבולוציה של אורגניזמים חד-תאיים.
הקדום מבין החיידקים (פרוקריוטים) היה קיים כבר לפני כ-3.5 מיליארד שנים. עד היום שרדו שתי משפחות של חיידקים: עתיקות, או ארכאיבקטריות (הלופיליות, מתאן, תרמופיליות) ו-eubacteria (כל השאר). לפיכך, היצורים החיים היחידים על פני כדור הארץ במשך 3 מיליארד שנים היו מיקרואורגניזמים פרימיטיביים. אולי הם היו יצורים חד-תאיים הדומים לחיידקים מודרניים, כמו קלוסטרידיום, החיים על בסיס תסיסה ושימוש בתרכובות אורגניות עתירות אנרגיה, הנובעות באופן אביוגני בהשפעת פריקות חשמליות וקרניים אולטרה סגולות. כתוצאה מכך, בעידן זה, יצורים חיים היו צרכנים של חומרים אורגניים, לא יצרנים שלהם.
צעד ענק לקראת התפתחות החיים נקשר בהופעתם של התהליכים המטבוליים הביוכימיים העיקריים - פוטוסינתזה ונשימה, ועם היווצרות ארגון תאי המכיל מנגנון גרעיני (אוקריוטים). "המצאות אלו", שנעשו בשלבים הראשונים של האבולוציה הביולוגית, שרדו במידה רבה באורגניזמים מודרניים. שיטות הביולוגיה המולקולרית ביססו את האחידות הבולטת של היסודות הביוכימיים של החיים, עם הבדל עצום באורגניזמים אחרים. החלבונים של כמעט כל היצורים החיים מורכבים מ-20 חומצות אמינו. חומצות גרעין המקודדות לחלבונים מורכבות מארבעה נוקלאוטידים. ביוסינתזה של חלבון מתבצעת על פי סכימה אחידה, מקום הסינתזה שלהם הוא ריבוזומים, היא כרוכה ב-i-RNA ו-t-RNA. הרוב המכריע של האורגניזמים משתמש באנרגיה של חמצון, נשימה וגליקוליזה, אשר מאוחסנת ב-ATP.
ההבדל בין פרוקריוטים לאאוקריוטים נעוץ גם בעובדה שהראשונים יכולים לחיות הן בסביבה אנוקסית והן בסביבה עם תכולת חמצן שונה, בעוד שלאוקריוטים, למעט חריגים בודדים, נדרש חמצן. כל ההבדלים הללו היו משמעותיים להבנת השלבים המוקדמים של האבולוציה הביולוגית.
השוואה בין פרוקריוטים לאאוקריוטים במונחים של דרישת חמצן מובילה למסקנה כי פרוקריוטים נוצרו בתקופה בה השתנתה תכולת החמצן בסביבה. עד להופעת האאוקריוטים, ריכוז החמצן היה גבוה וקבוע יחסית.
האורגניזמים הפוטוסינתטיים הראשונים הופיעו לפני כ-3 מיליארד שנים. אלה היו חיידקים אנאירוביים, מבשרי חיידקים פוטוסינתטיים מודרניים. ההנחה היא שהם יצרו את הסביבות העתיקות ביותר של סטרומטוליטים ידועים. השילוב של הסביבה עם תרכובות אורגניות חנקניות גרם להופעת יצורים חיים המסוגלים להשתמש בחנקן אטמוספרי. אורגניזמים כאלה שיכולים להתקיים בסביבה נטולת פחמן ותרכובות חנקן אורגניות לחלוטין, הן אצות כחולות-ירקות מקובעות חנקן פוטוסינתטיות. אורגניזמים אלה ביצעו פוטוסינתזה אירובית. הם עמידים לחמצן שהם מייצרים ויכולים להשתמש בו למטבוליזם שלהם. מכיוון שאצות כחולות ירוקות התעוררו בתקופה שבה ריכוז החמצן באטמוספרה השתנה, בהחלט ייתכן שהן - אורגניזמים בינייםבין אנאירובים לאירובים.
לפעילות הפוטוסינתטית של אורגניזמים חד-תאיים ראשוניים היו שלוש השלכות שהיו להן השפעה מכרעת על כל המשך האבולוציה של יצורים חיים. ראשית, הפוטוסינתזה שחררה אורגניזמים מתחרות על מאגרים טבעיים של תרכובות אורגניות אביוגניות, שמספרן בסביבה הצטמצם באופן משמעותי. תזונה אוטוטרופית משתוללת באמצעות פוטוסינתזה ואחסון של חומרים מוכנים מזינים ב רקמות צמחיותלאחר מכן יצרו את התנאים להופעתם של מגוון עצום של אורגניזמים אוטוטרופיים והטרוטרופיים. שנית, הפוטוסינתזה הבטיחה את הרוויה של האטמוספירה בכמות מספקת של חמצן להופעה והתפתחות של אורגניזמים שחילוף החומרים האנרגטי שלהם מבוסס על תהליכי הנשימה. שלישית, כתוצאה מפוטוסינתזה, נוצר מסך אוזון בחלק העליון של האטמוספירה, המגן על החיים הארציים מפני הקרינה האולטרה סגולה ההרסנית של החלל.
הבדל משמעותי נוסף בין פרוקריוטים לאאוקריוטים הוא שהאחרון מנגנון מרכזיהחלפה היא נשימה, בעוד שברוב הפרוקריוטים, חילוף חומרים אנרגטי מתבצע בתהליכי התסיסה. השוואה של חילוף החומרים של פרוקריוטים ואיקריוטים מובילה למסקנה לגבי הקשר האבולוציוני ביניהם. ככל הנראה, תסיסה אנאירובית הופיעה בשלב מוקדם יותר של האבולוציה. לאחר הופעת כמות מספקת של חמצן חופשי באטמוספרה, חילוף החומרים האירובי התברר כרווחי הרבה יותר, שכן חמצון הפחמן מגדיל את התפוקה של אנרגיה שימושית ביולוגית פי 18 בהשוואה לתסיסה. לפיכך, דרך אירובית להפקת אנרגיה על ידי אורגניזמים חד-תאיים הצטרפה לחילוף החומרים האנאירובי.
לא ידוע מתי בדיוק הופיעו תאים איקריוטיים, על פי מחקר, ניתן לומר שגילם הוא לפני כ-1.5 מיליארד שנים.
באבולוציה של ארגון חד-תאי, מובחנים שלבי ביניים הקשורים לסיבוך של מבנה האורגניזם, שיפור המנגנון הגנטי ושיטות הרבייה.
השלב הפרימיטיבי ביותר - agamous arakaryoginaya - מיוצג על ידי ציאניד וחיידקים. המורפולוגיה של אורגניזמים אלה היא הפשוטה ביותר בהשוואה לאורגניזמים חד-תאיים אחרים. עם זאת, כבר בשלב זה מופיעה התמיינות לציטופלזמה, ליסודות גרעיניים, גרגירים בזאליים ולממברנה הציטופלזמית. בחיידקים ידועה החלפת החומר הגנטי באמצעות צימוד. מגוון רחב של מיני חיידקים, היכולת להתקיים ברובו תנאים שוניםסביבות מעידות על יכולת הסתגלות גבוהה של הארגון שלהן.
השלב הבא - אוקריוגי אגמי - מאופיין בבידול נוסף של המבנה הפנימי עם היווצרות אברונים מיוחדים מאוד (ממברנות, גרעין, ציטופלזמה, ריבוזומים, מיטוכונדריה וכו'). משמעותית במיוחד כאן הייתה האבולוציה של המנגנון הגרעיני - היווצרות כרומוזומים אמיתיים בהשוואה לפרוקריוטים, שבהם החומר התורשתי מופץ באופן דיפוזי בכל התא. שלב זה אופייני לפרוטוזואה, שההתפתחות המתקדמת שלה הלכה בדרך של הגדלת מספר האברונים הזהים (פילמור), הגדלת מספר הכרומוזומים בגרעין (פוליפלואידיזציה), הופעת גרעינים יצירתיים וצמחיים - המאקרונוקלאוס (גרעיני). שְׁנִיוּת). בין אורגניזמים איקריוטיים חד-תאיים, ישנם מינים רבים עם רבייה אגאמית (אמבה עירומה, קני שורש צוואה, דגלים).
תופעה מתקדמת בפילוגניה של פרוטוזואה הייתה הופעתה של רבייה מינית (גמוגוניה) בהן, השונה מהצימוד הרגיל. לפרוטוזואה יש מיוזה עם שתי חלוקות וחוצה ברמת הכרומטידות, וגמטות נוצרות עם סט הפלואידיכרומוזומים. אצל חלק מהדגלונים, כמעט שלא ניתן להבחין בין גמטות ליחידים א-מיניים ועדיין אין חלוקה לזכר ו גמטות נשיות, כלומר נצפית איזוגמיה. בהדרגה, במהלך האבולוציה המתקדמת, מתרחש מעבר מאיזוגמיה לאניסוגמיה, או חלוקה של תאים יצירתיים לנקבה וזכר, ולהזדווגות אניסוגמית. היתוך הגמטות מייצר זיגוטה דיפלואידית. כתוצאה מכך, בפרוטוזואה חל מעבר מהשלב האאוקריטי האגאמי לשלב הזיגוטי - השלב הראשוני של הקסנוגמיה (רבייה על ידי הפריה הדדית). הפיתוח שלאחר מכן של אורגניזמים רב-תאיים כבר הלך בדרך של שיפור השיטות של רבייה קסנוגמית.
אורגניזמים חד-תאיים הם אורגניזמים שגופם מורכב מתא אחד בלבד עם גרעין. הם משלבים תכונות של תא ואורגניזם עצמאי.
צמחים חד-תאיים הם הנפוצים ביותר בקרב האצות. אצות חד-תאיות חיות במים מתוקים, בים, באדמה.
כלורלה חד-תאית כדורית נפוצה בטבע. הוא מוגן על ידי קליפה צפופה, שמתחתיה יש קרום. הציטופלזמה מכילה את הגרעין וכלורופלסט אחד, שאצל אצות נקרא כרומטופור. הוא מכיל כלורופיל. בכרומטפור תחת פעולת אנרגיה סולארית נוצרים חומר אורגני, כמו בכלורופלסטים של צמחי אדמה.
האצה הכדורית Chlorococcus ("כדור ירוק") דומה לכלורלה. כמה מינים של כלורוקוק חיים גם על היבשה. הם אלה שנותנים לגזע של עצים ישנים הגדלים בתנאי לחות צבע ירקרק.
יש גם צורות ניידות בין אצות חד-תאיות, למשל. איבר תנועתו הם דגלים - יציאות דקות של הציטופלזמה.
פטריות חד תאיות
חבילות שמרים הנמכרות בחנויות הן שמרים חד-תאיים דחוסים. לתא השמרים מבנה תאים פטרייתי טיפוסי.
פטריית ה-phytophthora החד-תאית מדביקה עלים חיים ופקעות של תפוחי אדמה, עלים ופירות של עגבניות.
בעלי חיים חד תאיים
כמו צמחים חד תאייםופטריות, יש בעלי חיים שבהם הפונקציות של האורגניזם כולו מבוצעות על ידי תא אחד. מדענים התאחדו הכל קבוצה גדולה- הכי פשוט.
למרות מגוון האורגניזמים בקבוצה זו, המבנה שלהם מבוסס על אחד תא חיה. מכיוון שהוא אינו מכיל כלורופלסטים, הפרוטוזואה אינם מסוגלים לייצר חומרים אורגניים, אלא צורכים אותם בצורה מוגמרת. הם ניזונים מחיידקים. חתיכות חד-תאיות של אורגניזמים מתכלים. ישנם פתוגנים רבים ביניהם. מחלה רציניתבני אדם ובעלי חיים (דיזנטריה, למבליה, פלסמודיום מלריה).
הפרוטוזואה, המופצת באופן נרחב במים מתוקים, כוללת את האמבה ואת נעל הריסת. גופם מורכב מציטופלזמה ומגרעין אחד (אמבה) או שניים (אינפוזוריה-נעל). בציטופלזמה נוצרים ואקואולים במערכת העיכול, שבהם מתעכל מזון. דרך ואקואולים מתכווציםעודפי מים ומוצרים מטבוליים מוסרים. בחוץ, הגוף מכוסה בקרום חדיר. חמצן ומים נכנסים דרכו ומשתחררים חומרים שונים. לרוב הפרוטוזואה יש איברי תנועה מיוחדים - דגלים או ריסים. בנעלי ריסים, כל הגוף מכוסה בריסים, יש 10-15 אלף כאלה.
תנועת האמבה מתרחשת בעזרת פסאודופודים - בליטות הגוף. נוכחותם של אורגנואידים מיוחדים (איברי תנועה, כיווץ ועיכול) מאפשרת לתאים של הפשוטים ביותר לבצע את הפונקציות של אורגניזם חי.