Параграф 3. Различия между археями и бактериями

Различия	Археи	Бактерии
Наличие интронов	+	-
Строение мембраны	Мембрана состоит из эфиров глицерола и фитанола (не имеет аналогов). Бислойна или монослойна.	В состав мембраны входят фосфолипиды, характерные и для эукариот. Мембрана бислойна.
Основа клеточной стенки	Псевдомуреин или один S-слой или отсутствует	Муреин
Наличие гистонов	+	-
Паразитизм на других прокариотах	+	-
Пример уникальной особенности метаболизма	Метилотрофия	Азотфиксация

Параграф 4. Систематика вирусов

Для упорядочения наименований вирусов выработан ряд правил. Название семейств оканчивается на «viridae» (примеры – Herpesviridae, ), подсемейств — «virinae», рода — «virus». В названиях допускаются привычные латинизированные обозначения, цифры и обозначения типов, сокращения, буквы и их сочетания. Правила номенклатуры вирусов дают определения виду, роду и семейству.

В 1991 году МКТВ принял следующее определение: вид - это класс вирусов, характеризующийся большим числом критериев, образующий реплицирующуюся линию и занимающий особую экологическую нишу. Это определение учитывает вариабельность вирусов и не зависит от какого-либо единственного уникального параметра. Род - это группа видов с определенными общими характеристиками и отличающаяся от вирусов других родов. Критерии для выделения родов различаются у разных семейств.

Семейство - это группа родов с общими характеристиками, отличающаяся от других семейств. Основные критерии, использующиеся для деления на семейства, включают фундаментальные свойства вирионов:

Ø тип и структуру нуклеиновой кислоты;

Ø наличие липопротеиновой оболочки;

Ø стратегию вирусного генома; размер и морфологию вирионов.

Искусственно полученные лабораторные гибриды различных вирусов таксономией не рассматриваются.

Параграф 4. Развитие жизни на Земле. Положения клеточной теории.

К началу XVIII века было установлено, что организмы имеют, как правило, клеточное строение, а у простейших клетка составляет целый организм. Пуркинье и Мюллер доказали, что клеточное строение универсально, и оно имеется и у животных. Дано определение понятию клетка – элементарная биологическая система, обладающая всеми свойствами и признаками жизни. Есть единица строения, функции и развития организма.

Шван и Шлейден вывели основные положения клеточной теории:

1. Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития живых организмов. Вне клетки жизни нет.

2. Клетка – единая система, состоит из множества закономерно связанных друг с другом элементов, которые в совокупности представляют собой целостное образование.

3. Клетки всех организмы гомологичны, сходны по химическому составу, строению и функциям.

4. Новые клетки образуются только в результате деления исходных клеток (Cellula ex cellula, принцип открыт Рудольфом Вирхов в дополнение к общим положениям)

5. Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, ткани образуют органы. Жизнь организма обусловлена взаимодействием составляющих его клеток

6. Клетки многоклеточных организмов имеют полный и сходный набор генов, но отличаются друг от друга разной экспрессией тех или иных генов.

Имеют и дополнительные положения этой теории, разработанные уже в XX веке:

7. Клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности, и не полностью гомологичны друг другу

8. В основе жизненных процессов лежит копирование нуклеиновых кислот. В природе кодирующая НК возникает только при копировании другой кодирующей НК.

9. Многоклеточные организмы представляют собой принципиально новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных связей.

Время появления жизни на Земле точно не известно. Земля сформировалась 4,5 – 4,6 млрд лет назад, но от первых 700-800 млн лет существования в земной коре осталось слишком мало следов. В Западной Австралии были обнаружены кристаллы циркона возрастом 4,4 млрд лет, строение и изотопный состав которых заставляет предположить, что они сформировались в присутствии воды. То есть гидросфера могла возникнуть очень рано.

Самым ранним свидетельством жизни считается облегчённый изотопный состав углерода из графитовых включений в кристаллах апатита, найденных в Гренландии в отложениях возрастом 3, 8 млрд лет. В этих включениях повышено содержание лёгкого изотопа углерода, что может быть результатом деятельности автотрофных организмов, однако, эти сведения не до конца достоверны. Более достоверные сведения получены из образцов возрастом 3,7 млрд лет.

С уверенностью можно сказать, что 3,55 млрд лет назад на Земле уже жили разнообразные организмы, напоминающие бактерий. В отложениях этого возраста проявляются их следы, следы их жизнедеятельности, окаменевшие строматолиты.

Строматолит (бактериальный мат) – многослойное структурированное образование, созданное совместной деятельностью различных микроорганизмов, главным образом автотрофных прокариот.

Внутри мата легко различимы несколько функционально дискретных слоев:

1. Плотный верхний слой - поверхность роста, в котором есть автотрофы, продуцирующие кислород, и гетеротрофы - облигатно аэробные (неспособные жить в отсутствие кислорода) бактерии.

2. Тонкая (менее 1 мм) подкладка; в ней автотрофами служат бактерии с бескислородный фотосинтез. Гетеротрофами служат факультативные аэробы, которые могут использовать кислород, но в его отсутствие способны удовлетворять свои потребности в энергии не дыханием, а брожением.

3. Ниже двух верхних слоев, в которых идут процессы фотосинтеза и которые в совокупности называют фотической зоной мата, лежит толстая бескислородная зона. В ней процветают разнообразные анаэробы: для них молекулярный кислород не нужен или даже является ядом.

Но как же изучать эти организмы? По форме клеток невозможно точно определить, к какой группе микробов относятся древнейшие ископаемые организмы, а кроме формы от бактерий в палеонтологической летописи не остаётся почти ничего. Изредка, правда, удаётся найти «молекулярные окаменелости», или биомаркеры – остатки некоторых органических молекул, но и этого недостаточно. Поэтому главным способом реконструкции древнейших этапов развития земной жизни является сравнительно-генетический анализ. Сравнивая между собой геномы различных организмов, строят их филогенетические древа, восстанавливают порядок, в котором происходило разделение эволюционных линий. Затем пытаются датировать эти узлы разветвления.

А. В. Марков, А. М. Куликов. Происхождение эукариот как результат интеграционных процессов в микробном сообществе (иллюстрированный доклад)

7