4.3 Типы клеток и организмов

Многоклеточные организмы также развиваются из одной клетки – яйца. Но в процессе его деления клетки видоизменяются. Это приводит к появлению множества разных клеток – мышечных, нервных, кровяных и т.д. Разные клетки синтезируют разные белки. Тем не менее, в каждой клетке многоклеточного организма есть полная генетическая информация для построения всех белков, нужных для этого организма.

В зависимости от типа клеток все организмы делятся на две группы:

 прокариоты – клетки, лишенные оформленного ядра. В них молекулы ДНК не окружены ядерной мембраной и не организованы в хромосомы. К прокариотам относятся бактерии;

 эукариоты – клетки, содержащие ядра. Кроме того, в них есть митохондрии – органеллы, в которых идет процесс окисления. К эукариотам относятся простейшие, грибы, растения и животные, поэтому они могут быть одноклеточными и многоклеточными.

Таким образом, между прокариотами и эукариотами есть существенные отличия в структуре и функционировании генетического аппарата, клеточных стенок и мембранных систем, синтезе белка и т.д. Предполагается, что первыми организмами, появившимися на Земле, были прока-риоты. Так считалось до 1960-х гг., когда углубленное изучение клетки привело к открытию архебактерий, строение которых сходно как с прокариотами, так и с эукариотами. Вопрос о том, какие одноклеточные организмы являются более древними, о возможности существования некой первоклетки, из которой потом появились все три линия развития клетки, до сих пор остается открытым.

Изучая живую клетку, ученые обратили внимание на существование двух основных типов ее питания, что позволило все организмы разделить на два вида:

 автотрофные организмы – они не нуждаются в органической пище и могут жить за счет хемосинтеза (бактерии) или фотосинтеза (растения), то есть сами производят необходимые им питательные вещества;

 гетеротрофные организмы – это все организмы, которые не могут обходиться без органической пищи.

Позднее были уточнены такие важные факторы, как способность организмов синтезировать необходимые вещества (витамины, гормоны и т.д.), обеспечивать себя энергией, зависимость от экологической среды и др. Таким образом, сложный и дифференцированный характер трофических связей свидетельствует о необходимости системного подхода к изучению жизни и на онтогенети-ческом уровне. Так была сформулирована концепция функциональной системности П.К. Анохина, в соответствии с которой в одноклеточных и многоклеточных организмах согласованно функционируют различные компоненты систем. При этом отдельные компоненты способствуют согласованному функционированию других, обеспечивая тем самым единство и целостность протекания всех процессов жизнедеятельности организма. Функциональная системность также проявляется в том, что процессы на низших уровнях организуются функциональными связями на высших уровнях. Особенно заметно функциональная системность проявляется у многоклеточных организмов.

Многоклеточные организмы

Многоклеточные организмы делятся на три царства: грибы, растения и животные. Их жизне-деятельность, а также работа отдельных частей организма изучается физиологией. Она изучает также различные функции живого организма, их связь между собой, регуляцию и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи. По сути дела, физиология изучает процесс онтогенеза. Этот процесс описывается на основе знаменитого биогенетического закона, сформулированного Э. Геккелем, автором термина «онтогенез».

Биогенетический закон утверждает, что онтогенез в краткой форме повторяет историю развития своего вида – филогенез, то есть отдельный организм в своем индивидуальном развитии в сокращенной форме проводит все стадии развития своего вида.

Таким образом, онтогенез представляет собой реализацию наследственной информации, закодированной в зародышевой клетке, а также проверку согласованности всех систем организма во время его работы и приспособления к окружающей среде.

Все многоклеточные организмы состоят из органов и тканей.

Ткани – это группа физически объединенных клеток и межклеточных веществ для выпол-нения определенных функций.

Их изучение является предметом гистологии. Ткани могут образовываться как из одинаковых, так и из разных клеток. Например, у животных из одинаковых клеток построен плоский эпителий, а из разных клеток – мышечная, нервная, соединительная ткани.

Органы – это относительно крупные функциональные единицы, которые объединяют различ-ные ткани в те или иные физиологические комплексы.

Внутренние органы есть только у животных, у растений они отсутствуют. В свою очередь органы входят в состав более крупных единиц – систем организма. Среди них выделяют нервную, пищеварительную, сердечно-сосудистую, дыхательную и другие системы.

Собственно живой организм представляет собой особую внутреннюю среду, существующую во внешней среде. Он образуется в результате взаимодействия генотипа с фенотипом. Таким образом, организм представляет собой стабильную систему внутренних органов и тканей, существующих во внешней среде.

Поскольку условия внешней среды постоянно меняются, живые организмы должны на них реагировать, но сохранять при этом стабильность своей внутренней среды. По этой причине живые организмы являются открытыми системами с гомеостатическими обратными связями. Подобная мысль была высказана еще в середине XIX в. французским биологом К. Бернаром, а термин «гомеостаз» введен в 1932 г. американским физиологом У. Кэнноном.

Гомеостаз – совокупность сложных приспособительных реакций животного и человека, на-правленных на устранение или максимальное ограничение действий различных факторов внешней или внутренней среды, нарушающих относительное динамическое постоянство внутренней среды организма (например, постоянство температуры тела, кровяного давления, содержания глюкозы в крови).

Таким образом, организмы поддерживают свою жизнедеятельность за счет постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. При этом процесс метаболизма регулируется посредством механизмов гомеостаза, поддерживающих все клеточные, тканевые, организменные и поведенческие показатели на оптимальных уровнях. Например, в организмах животных такими регуляторами являются железы внутренней секреции, нервная система, которые в свою очередь управляются из соответствующих центров головного и спинного мозга.