РЕФЕРАТ
з дисципліни «Природознавство»
по темі:
«Системи живого світу»
Зміст
Введення
1. Сучасні підходи до побудови системи живого світу
2. Класична система живого світу
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Як і все в природі, живі організми складаються з молекул і атомів, але де межа між живим і неживим? Існує межа, після якого втрачають силу наявні системотворчі чинники і неживе переходить у розряд живого. Так, наприклад, молекула складається з 5000000 атомів являє собою вірус тютюнової мозаїки - найменше відоме живе утворення, здатне до самостійного існування.
У цілому питання про системність живої природи не викликає сумнівів. Більше того, саме вивчення живих матеріальних утворень значною мірою сприяло формуванню системних уявлень про світ.
Основними системами живого, утворюючими різноманітні рівні організації, в даний час признаються: 1) віруси - системи, що складаються в основному з двох взаємодіючих компонентів: молекул нуклеїнової кислоти і молекул білка; 2) клітини - системи, що складаються з ядра, цитоплазми й оболонки; кожна з цих підсистем, у свою чергу, складається з особливих елементів; 3) багатоклітинні системи (організми, популяції одноклітинних); 4) види, популяції - системи організмів одного типу; 5) біоценози - системи, що поєднують організми різних видів; 6) біогеоценоз - система, що об'єднує організми поверхні Землі; 7) біосфера - система живої матерії на Землі.
Система кожного рівня відрізняється від інших рівнів і за структурою, і за ступенем організації (біологічна класифікація). Але взаємодія елементів системи не обов'язково припускає жорстку, постійний зв'язок. Цей зв'язок може носити тимчасовий, випадковий, генетичний, цільовий характер.
У цілому жива природа, також як і нежива, являє собою систему систем, причому вона дає надзвичайні приклади розмаїтості систем, які нерідко виявляються об'єднанням елементів різних рівнів. Наприклад, ландшафт як система містить у собі: 1) абіотичні геосистеми (земна кора з рельєфами, атмосфера, гідросфера і кріосфера), 2) геосистеми грунтової сфери; 3) біотичні геосистеми, що утворять біосферу; 4) соціально-економічні геосистеми, що виникли в результаті суспільно-історичної діяльності людини. Всі ці системи пов'язані між собою і впливають один на одного, утворюючи єдину саморегулюючу систему. Зміна будь-якої складової частини ландшафту веде, у кінцевому рахунку, до зміни його в цілому. Разом з тим, кожна система живої природи, будучи її елементом і визначаючись нею, в той же час має достатню самостійність саморозвитку, щоб вийти на інший рівень організації матерії.
У цій роботі буде докладно розглянута класична таксономічна система живого світу, що відображає і структурні рівні розвитку живого, а також деякі некласичні принципи підходу до систем живого світу.
1. Сучасні підходи до побудови системи живого світу
З самого початку історії людського суспільства люди з особливим інтересом споглядали світ живих істот - біос. Характерна риса міфології - уявлення про єдність людини з усім, що в світі і взагалі з усім Космосом. Вже первісна людина не тільки малював тварин на стінах печер, але і пов'язував власний родовід з певним тваринам - тотемом. Міфологічний розуміння живого втілено, наприклад, у творах мистецтва доантичной Криту (III-II тисячоліття до н.е.). Критські вази прикрашалися сценами з життя мешканців моря, наприклад, восьминогів.
Історично перший науковий підхід до живого - натурфілософські - Виник як результат раціональної обробки міфологічного світосприйняття. Міфологічні образи стихій і духів наповнювали життям безкрайню Всесвіт. Такі уявлення були відображені в творах ранніх натурфілософів (Лукреція, Плінія) і в працях мислителів наступних епох (Р. Бекона, Б. Телезіо, А. Чезальпіно). Світ для натурфілософа представлявся єдиним живим цілим. Космос розглядався як єдине ціле. Кожна річ в ньому представлялася свого роду зменшеною копією цілого. Всі об'єкти в світі вважалися живими, наділялися принаймні прихованої життям.
Пануючи в науці про живе протягом багатьох століть, натурфілософія приділяла особливу увагу зв'язку між людиною та іншими формами живого. У розумінні живих істот присутній фактор співпереживання, тварини наділялися людськими здібностями і якостями. Дійсно, і людина, і інші живі організми розглядалися як втілення одних і тих же універсальних стихій. Живі істоти наділялися людськими моральними якостями. Наприклад, великий поет і натурфілософ І.В. Гете захоплювався поведінкою птахів, що піклуються про своє потомство, як свідченням присутності Бога в природі.
Прогрес у фізиці (в першу чергу, класичній механіці), хімії, математики породив в епоху нового часу погляд, що живі організми являють собою фізико-хімічні системи. Навіть поведінка живих істот часто зводили до схеми стимул-рефлекс: дзвінок задзвенів, собака виділила слину, - живі організми уподібнювалися автоматів.
Класично-науковий підхід дозволив біології отримати важливі, незаперечні результати, особливо в XX столітті. Цей підхід послужив методологічною основою молекулярної біології. Відомо, що саме молекулярна біологія підготувала грунт для розвитку генетичної інженерії, одного з найважливіших методів біотехнології.
Однак у XX столітті яскраво проявилися і недоліки класично-наукового підходу до живого. Як проблеми життя в цілому, так і специфічні проблеми людини виявилися нерозв'язними з позицій класично-наукового підходу. У біології протягом XX століття поступово викристалізовується нова концепція живого. Ідея незвідність живих організмів до фізико-хімічним об'єктам набуває першочергового значення
На роль серйозної альтернативи класично-науковому підходу претендує біоцентризм. Цей підхід відкидає як фізико-хімічний підхід до живого, так і протилежну крайність - підхід, стирає відмінності між біологічними об'єктами і розумними істотами. Стверджується автономія біології по відношенню і до фізико-хімічними, і до соціальних наук. Завдання біоцентрістского підходу - розробка адекватних понять і концепцій для дослідження унікальної біологічної реальності. Цей підхід фактично розроблявся з початку XX століття багатьма вченими, особливо одним із засновників «теоретичної біології» - бароном фон Уекскюллем і його послідовниками.
Фон Уекскюлль вважав, що біолог повинен розглядати кожен вид живого, кожну особину як унікальне жива істота зі специфічним внутрішнім світом і навколишнім світом. Вивчаючи морську зірку, молюска, амебу, біолог повинен прагнути до того, щоб відкинути всі людські аналогії як неприпустимі. Потрібно намагатися бачити навколишній світ очима досліджуваного істоти.
Вітацентрізм розглядає життя як всесвітню стихію. Людина з її розумом, соціумом, технікою представляється як особлива високорозвинена форма життя. Культура людського суспільства розглядається в загальній біосоціологіческой перспективі. Вітацентрізм виходить за рамки біології як такої і виступає як етико-філософська доктрина, пов'язана з ідеєю благоговіння перед життям, висунутої А. Швейцером. Видатний індійський мислитель Шрі Ауробіндо Гхош, воскресити в XX столітті натурфілософію, писав: «Життя еволюціонує з Матерії, Розум - з Життя, оскільки вони вже містилися там з самого початку: Матерія - форма прихованої Життя, Життя - форма прихованого розуму».
Соціобіологія відома як галузь біології, присвячена вивченню груп і співтовариств живих організмів, включаючи і людське суспільство. Соціобіологія прагне до подолання прірви між людиною та іншими формами життя на біосоціальних рівні. У рамках цього завдання соціобіологія виступає як певна конкретизація вітацентрізма. Дослідження форм соціальної поведінки (агресія та інші форми антагоністичного взаємодії, кооперація, афіліація тощо) і складаються в результаті цих взаємодій живих організмів біосоціальних структур (бактеріальна колонія, мурашине співтовариство, зграя риб, група мавп) принесли важливі результати, які говорять про наявність єдиних об'єднують законів біосоціальних, що реалізовуються в гігантському еволюційному діапазоні, що включає і людське суспільство.
Різні біологічні підходи відображають у своїй сукупності складність і багатогранність біоса. Один з аспектів біоса пов'язаний з наявністю у нього рівневої структури. Натурфілософські у своїй основі концепція рівнів живого «червоною ниткою» проходить через всю історію наук про життя. Уявлення про рівні живого не чужі і сучасній науці, де критеріями виокремлення рівнів служать розміри, шкали часів життя, складність організації, просунутість з еволюційних позицій і т.д. Еволюційну точку зору на рівневого життя живого втілив, наприклад, В.І. Донцов, виокремлює рівні:
· Предбіологічною (аутокаталіз, гіперциклу, дисипативні структури);
· Біологічний (клітинний, організменний, біосфери).
Цікаву спробу узагальнити уявлення про рівневого біоса зробив В. І. Кремянского в роботі «Структурні рівні живої матерії». Його схема включає такі рівні:
· Самоорганізуються комплекси апериодических полімерів;
· Одноклітинні організми;
· Багатоклітинні організми;
· Надорганізменних групи.
Кількість виділених рівнів та критерії їх розмежування багато в чому залежать від уподобань того чи іншого вченого. У Міллера мова йде про 8 рівнях живого: від субклітинних структур до супранаціонального держави. Будь-яка класифікація відображає ієрархічність структури живого, гармонійне функціонування живих систем на різних рівнях. Проте виникає питання чому має бути саме 4, або 6, або 8 рівнів? Чому одноклітинні і багатоклітинні істоти об'єднуються в один (організменний) рівень або розлучаються по різних рівнях?
У подібних класифікаціях рівнів неминуче постає питання про їх концептуально-методологічному базисі. Досить обгрунтованою представляється точка зору Кремянского, що вводить два основних критерії для розмежування рівнів. У всякій класифікації суміжні рівні (наприклад, рівні одноклітинних і багатоклітинних організмів у класифікації самого Кремянского) повинні співвідноситися наступним чином:
· Повинно мати місце органічне ставлення цілого і його основних елементів між системами одного (вищого) та іншого (менш високого) рівня;
· Повинні бути специфічні структури, властиві кожному рівню.
Представляє інтерес зіставлення рівневих класифікацій сучасної науки з уявленнями античності. Візьмемо класичну схему Арістотеля. Розглядаючи Життя як реалізацію "життєвої потенції" фізичного тіла, забезпеченого відповідними органами, Аристотель виокремлювати різні рівні - різні «душі»:
· Рослинну душу (anima vegetativis), що відповідає за харчування, ріст, відтворення;
· Тваринну (відчуваю) душу (anima sensitivis), здатну до сприйняття, руху, прагненню;
· Людську (раціональну) душу (anima rationalis), яка включає здатність до мислення і пізнання.
Відомо, що аристотелівська класифікація відтворюється в тій чи іншій формі в роботах пізньоантичних і середньовічних мислителів, причому не тільки перипатетиків, але і неплатників, прикладом може бути класифікація типів життя (vita) Еріугена:
vita insensibilis рослини
vita sensibilis тварини
vita rationalis людина
vita intellectualis ангел
Який інтерес представляють подібні натурфілософські класифікації з точки зору сучасної науки? Цей інтерес полягає не в їх буквальному застосуванні до аналізу рівневого живого, а в критичному зіставленні з рівневим концепціями сучасної науки.
Сучасні наукові дані говорять про суттєве значенні того властивості (і «щаблі буття»), яке стоїки позначали як «зчепленість». Це властивість як рефрен проходить на ділі через всі рівні організації як матерії взагалі, так і живого. І в той же час його можна використовувати як специфічну характеристику одного з рівнів життя - а саме найнижчого рівня прояву специфіки життя, рівня «самоорганізуемих комплексів апериодических полімерів» по Кремянского, предбіологічною рівня по Донцову. У 1944 р. А. Гурвич писав про «констелляциях» молекул як базисі живого. У чому ж полягає зчепленість молекул, що входять до складу біосистем? У 1935 р. Е. Бауер дає відповідь, знову і знову підтверджується протягом XX століття «некласичними» експериментальними даними.
Мова йде про особливе нерівноважному стані матерії в живих організмах. Молекули «зчіплюються» між собою в ансамблі (білки, нуклеїнові кислоти), що володіють особливим запасом енергії. Вмирання організму, втрата нерівноважного стану веде до вивільнення енергії у вигляді випромінювання (В. Л. Воєйков). Чим більше відомостей ми отримуємо про біомолекулярних ансамблях з цілісними властивостями (і здібністю до самозбирання), тим більшою мірою стає ясно, що багато біологічні науки (біофізика, біохімія, «молекулярна біологія» мають справу з трупами. Фотографії тканини м'язів, що увійшли до підручників з біології, на яких видно чергуються світлі й темні смуги, відображають будову мертвих тканин.
Відомо в той же час, що і труп деякий час продовжує виявляти поступово згасаючі явища життя. Відповідно, «залишкову» здатність молекулярних ансамблів до самоорганізації, спостерігають у препаратів, виділених з організмів методами сучасної «фізико-хімічної біології». З цим пов'язана і вражала перші покоління молекулярних біологів можливість самозбірки рибосом, згортання ДНК. До аналогічних явищ можна віднести і матричний синтез білка на рибосомах в безклітинних системі. Зрозуміло, що лише «бліде подобу» тих здібностей, які молекули проявляють безпосередньо в живій клітині.
У рамках рівня молекулярних ансамблів, наділених цією властивістю, створюються структури наступного рівня життя. Його можна назвати вітальним. Вітальних рівень в найбільшій мірі порівняти з «рівнем одноклітинного організму». Чому мова йде саме про одноклітинні організми? Багатоклітинні організми в меншій мірі, ніж одноклітинний, може бути зведений до вітальної рівня, оскільки в ньому більшою мірою проявляється наступний, більш високий рівень.
В. Новак кладе у фундамент біологічної еволюції «принцип социогенеза». Цей принцип передбачає асоціацію і поступову інтеграцію біологічних структур. Такий підхід до дослідження систем живого світу вимагає більш докладно розглянути проблему структурної організації і самоорганізації живої матерії.
2. Класична система живого світу
Побудова природної системи органічного світу є безперервним процесом. Це пов'язано з нескінченною серією всі поглиблюються і ускладнюються досліджень. В даний час з урахуванням копалини і сучасного матеріалу виділяють від 4 до 26 царств, від 33 до 132 типів, від 100 до 200 класів, а загальне число видів оцінюється в декілька мільйонів. Природно, що системи органічного світу, побудовані в різні часи, істотно відрізняються один від одного.
Більшість класифікацій сучасних груп органічного світу побудовані на основі кладистичних методу, або кладистики (від грец. Klados - гілка). Кладистики - один з варіантів побудови родовідного древа органічного світу, що базується на ступеня споріднення, але без урахування геохронологічної послідовності. Отримані таким методом родоводи завдяки ембріологічним, цитологічним та іншим дослідженням в цілому досить об'єктивно відображають рівні еволюції і ступінь спорідненості груп. Тим не менш, без урахування палеонтологічних даних, тобто геохронології, аналізу ознак «предок-нащадок» і «брати-сестри», основної ланки розвитку і т.д., побудова відносно стабільною філогенетичної системи органічного світу неможливо.
з дисципліни «Природознавство»
по темі:
«Системи живого світу»
Зміст
Введення
1. Сучасні підходи до побудови системи живого світу
2. Класична система живого світу
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Як і все в природі, живі організми складаються з молекул і атомів, але де межа між живим і неживим? Існує межа, після якого втрачають силу наявні системотворчі чинники і неживе переходить у розряд живого. Так, наприклад, молекула складається з 5000000 атомів являє собою вірус тютюнової мозаїки - найменше відоме живе утворення, здатне до самостійного існування.
У цілому питання про системність живої природи не викликає сумнівів. Більше того, саме вивчення живих матеріальних утворень значною мірою сприяло формуванню системних уявлень про світ.
Основними системами живого, утворюючими різноманітні рівні організації, в даний час признаються: 1) віруси - системи, що складаються в основному з двох взаємодіючих компонентів: молекул нуклеїнової кислоти і молекул білка; 2) клітини - системи, що складаються з ядра, цитоплазми й оболонки; кожна з цих підсистем, у свою чергу, складається з особливих елементів; 3) багатоклітинні системи (організми, популяції одноклітинних); 4) види, популяції - системи організмів одного типу; 5) біоценози - системи, що поєднують організми різних видів; 6) біогеоценоз - система, що об'єднує організми поверхні Землі; 7) біосфера - система живої матерії на Землі.
Система кожного рівня відрізняється від інших рівнів і за структурою, і за ступенем організації (біологічна класифікація). Але взаємодія елементів системи не обов'язково припускає жорстку, постійний зв'язок. Цей зв'язок може носити тимчасовий, випадковий, генетичний, цільовий характер.
У цілому жива природа, також як і нежива, являє собою систему систем, причому вона дає надзвичайні приклади розмаїтості систем, які нерідко виявляються об'єднанням елементів різних рівнів. Наприклад, ландшафт як система містить у собі: 1) абіотичні геосистеми (земна кора з рельєфами, атмосфера, гідросфера і кріосфера), 2) геосистеми грунтової сфери; 3) біотичні геосистеми, що утворять біосферу; 4) соціально-економічні геосистеми, що виникли в результаті суспільно-історичної діяльності людини. Всі ці системи пов'язані між собою і впливають один на одного, утворюючи єдину саморегулюючу систему. Зміна будь-якої складової частини ландшафту веде, у кінцевому рахунку, до зміни його в цілому. Разом з тим, кожна система живої природи, будучи її елементом і визначаючись нею, в той же час має достатню самостійність саморозвитку, щоб вийти на інший рівень організації матерії.
У цій роботі буде докладно розглянута класична таксономічна система живого світу, що відображає і структурні рівні розвитку живого, а також деякі некласичні принципи підходу до систем живого світу.
1. Сучасні підходи до побудови системи живого світу
З самого початку історії людського суспільства люди з особливим інтересом споглядали світ живих істот - біос. Характерна риса міфології - уявлення про єдність людини з усім, що в світі і взагалі з усім Космосом. Вже первісна людина не тільки малював тварин на стінах печер, але і пов'язував власний родовід з певним тваринам - тотемом. Міфологічний розуміння живого втілено, наприклад, у творах мистецтва доантичной Криту (III-II тисячоліття до н.е.). Критські вази прикрашалися сценами з життя мешканців моря, наприклад, восьминогів.
Історично перший науковий підхід до живого - натурфілософські - Виник як результат раціональної обробки міфологічного світосприйняття. Міфологічні образи стихій і духів наповнювали життям безкрайню Всесвіт. Такі уявлення були відображені в творах ранніх натурфілософів (Лукреція, Плінія) і в працях мислителів наступних епох (Р. Бекона, Б. Телезіо, А. Чезальпіно). Світ для натурфілософа представлявся єдиним живим цілим. Космос розглядався як єдине ціле. Кожна річ в ньому представлялася свого роду зменшеною копією цілого. Всі об'єкти в світі вважалися живими, наділялися принаймні прихованої життям.
Пануючи в науці про живе протягом багатьох століть, натурфілософія приділяла особливу увагу зв'язку між людиною та іншими формами живого. У розумінні живих істот присутній фактор співпереживання, тварини наділялися людськими здібностями і якостями. Дійсно, і людина, і інші живі організми розглядалися як втілення одних і тих же універсальних стихій. Живі істоти наділялися людськими моральними якостями. Наприклад, великий поет і натурфілософ І.В. Гете захоплювався поведінкою птахів, що піклуються про своє потомство, як свідченням присутності Бога в природі.
Прогрес у фізиці (в першу чергу, класичній механіці), хімії, математики породив в епоху нового часу погляд, що живі організми являють собою фізико-хімічні системи. Навіть поведінка живих істот часто зводили до схеми стимул-рефлекс: дзвінок задзвенів, собака виділила слину, - живі організми уподібнювалися автоматів.
Класично-науковий підхід дозволив біології отримати важливі, незаперечні результати, особливо в XX столітті. Цей підхід послужив методологічною основою молекулярної біології. Відомо, що саме молекулярна біологія підготувала грунт для розвитку генетичної інженерії, одного з найважливіших методів біотехнології.
Однак у XX столітті яскраво проявилися і недоліки класично-наукового підходу до живого. Як проблеми життя в цілому, так і специфічні проблеми людини виявилися нерозв'язними з позицій класично-наукового підходу. У біології протягом XX століття поступово викристалізовується нова концепція живого. Ідея незвідність живих організмів до фізико-хімічним об'єктам набуває першочергового значення
На роль серйозної альтернативи класично-науковому підходу претендує біоцентризм. Цей підхід відкидає як фізико-хімічний підхід до живого, так і протилежну крайність - підхід, стирає відмінності між біологічними об'єктами і розумними істотами. Стверджується автономія біології по відношенню і до фізико-хімічними, і до соціальних наук. Завдання біоцентрістского підходу - розробка адекватних понять і концепцій для дослідження унікальної біологічної реальності. Цей підхід фактично розроблявся з початку XX століття багатьма вченими, особливо одним із засновників «теоретичної біології» - бароном фон Уекскюллем і його послідовниками.
Фон Уекскюлль вважав, що біолог повинен розглядати кожен вид живого, кожну особину як унікальне жива істота зі специфічним внутрішнім світом і навколишнім світом. Вивчаючи морську зірку, молюска, амебу, біолог повинен прагнути до того, щоб відкинути всі людські аналогії як неприпустимі. Потрібно намагатися бачити навколишній світ очима досліджуваного істоти.
Вітацентрізм розглядає життя як всесвітню стихію. Людина з її розумом, соціумом, технікою представляється як особлива високорозвинена форма життя. Культура людського суспільства розглядається в загальній біосоціологіческой перспективі. Вітацентрізм виходить за рамки біології як такої і виступає як етико-філософська доктрина, пов'язана з ідеєю благоговіння перед життям, висунутої А. Швейцером. Видатний індійський мислитель Шрі Ауробіндо Гхош, воскресити в XX столітті натурфілософію, писав: «Життя еволюціонує з Матерії, Розум - з Життя, оскільки вони вже містилися там з самого початку: Матерія - форма прихованої Життя, Життя - форма прихованого розуму».
Соціобіологія відома як галузь біології, присвячена вивченню груп і співтовариств живих організмів, включаючи і людське суспільство. Соціобіологія прагне до подолання прірви між людиною та іншими формами життя на біосоціальних рівні. У рамках цього завдання соціобіологія виступає як певна конкретизація вітацентрізма. Дослідження форм соціальної поведінки (агресія та інші форми антагоністичного взаємодії, кооперація, афіліація тощо) і складаються в результаті цих взаємодій живих організмів біосоціальних структур (бактеріальна колонія, мурашине співтовариство, зграя риб, група мавп) принесли важливі результати, які говорять про наявність єдиних об'єднують законів біосоціальних, що реалізовуються в гігантському еволюційному діапазоні, що включає і людське суспільство.
Різні біологічні підходи відображають у своїй сукупності складність і багатогранність біоса. Один з аспектів біоса пов'язаний з наявністю у нього рівневої структури. Натурфілософські у своїй основі концепція рівнів живого «червоною ниткою» проходить через всю історію наук про життя. Уявлення про рівні живого не чужі і сучасній науці, де критеріями виокремлення рівнів служать розміри, шкали часів життя, складність організації, просунутість з еволюційних позицій і т.д. Еволюційну точку зору на рівневого життя живого втілив, наприклад, В.І. Донцов, виокремлює рівні:
· Предбіологічною (аутокаталіз, гіперциклу, дисипативні структури);
· Біологічний (клітинний, організменний, біосфери).
Цікаву спробу узагальнити уявлення про рівневого біоса зробив В. І. Кремянского в роботі «Структурні рівні живої матерії». Його схема включає такі рівні:
· Самоорганізуються комплекси апериодических полімерів;
· Одноклітинні організми;
· Багатоклітинні організми;
· Надорганізменних групи.
Кількість виділених рівнів та критерії їх розмежування багато в чому залежать від уподобань того чи іншого вченого. У Міллера мова йде про 8 рівнях живого: від субклітинних структур до супранаціонального держави. Будь-яка класифікація відображає ієрархічність структури живого, гармонійне функціонування живих систем на різних рівнях. Проте виникає питання чому має бути саме 4, або 6, або 8 рівнів? Чому одноклітинні і багатоклітинні істоти об'єднуються в один (організменний) рівень або розлучаються по різних рівнях?
У подібних класифікаціях рівнів неминуче постає питання про їх концептуально-методологічному базисі. Досить обгрунтованою представляється точка зору Кремянского, що вводить два основних критерії для розмежування рівнів. У всякій класифікації суміжні рівні (наприклад, рівні одноклітинних і багатоклітинних організмів у класифікації самого Кремянского) повинні співвідноситися наступним чином:
· Повинно мати місце органічне ставлення цілого і його основних елементів між системами одного (вищого) та іншого (менш високого) рівня;
· Повинні бути специфічні структури, властиві кожному рівню.
Представляє інтерес зіставлення рівневих класифікацій сучасної науки з уявленнями античності. Візьмемо класичну схему Арістотеля. Розглядаючи Життя як реалізацію "життєвої потенції" фізичного тіла, забезпеченого відповідними органами, Аристотель виокремлювати різні рівні - різні «душі»:
· Рослинну душу (anima vegetativis), що відповідає за харчування, ріст, відтворення;
· Тваринну (відчуваю) душу (anima sensitivis), здатну до сприйняття, руху, прагненню;
· Людську (раціональну) душу (anima rationalis), яка включає здатність до мислення і пізнання.
Відомо, що аристотелівська класифікація відтворюється в тій чи іншій формі в роботах пізньоантичних і середньовічних мислителів, причому не тільки перипатетиків, але і неплатників, прикладом може бути класифікація типів життя (vita) Еріугена:
vita insensibilis рослини
vita sensibilis тварини
vita rationalis людина
vita intellectualis ангел
Який інтерес представляють подібні натурфілософські класифікації з точки зору сучасної науки? Цей інтерес полягає не в їх буквальному застосуванні до аналізу рівневого живого, а в критичному зіставленні з рівневим концепціями сучасної науки.
Сучасні наукові дані говорять про суттєве значенні того властивості (і «щаблі буття»), яке стоїки позначали як «зчепленість». Це властивість як рефрен проходить на ділі через всі рівні організації як матерії взагалі, так і живого. І в той же час його можна використовувати як специфічну характеристику одного з рівнів життя - а саме найнижчого рівня прояву специфіки життя, рівня «самоорганізуемих комплексів апериодических полімерів» по Кремянского, предбіологічною рівня по Донцову. У 1944 р. А. Гурвич писав про «констелляциях» молекул як базисі живого. У чому ж полягає зчепленість молекул, що входять до складу біосистем? У 1935 р. Е. Бауер дає відповідь, знову і знову підтверджується протягом XX століття «некласичними» експериментальними даними.
Мова йде про особливе нерівноважному стані матерії в живих організмах. Молекули «зчіплюються» між собою в ансамблі (білки, нуклеїнові кислоти), що володіють особливим запасом енергії. Вмирання організму, втрата нерівноважного стану веде до вивільнення енергії у вигляді випромінювання (В. Л. Воєйков). Чим більше відомостей ми отримуємо про біомолекулярних ансамблях з цілісними властивостями (і здібністю до самозбирання), тим більшою мірою стає ясно, що багато біологічні науки (біофізика, біохімія, «молекулярна біологія» мають справу з трупами. Фотографії тканини м'язів, що увійшли до підручників з біології, на яких видно чергуються світлі й темні смуги, відображають будову мертвих тканин.
Відомо в той же час, що і труп деякий час продовжує виявляти поступово згасаючі явища життя. Відповідно, «залишкову» здатність молекулярних ансамблів до самоорганізації, спостерігають у препаратів, виділених з організмів методами сучасної «фізико-хімічної біології». З цим пов'язана і вражала перші покоління молекулярних біологів можливість самозбірки рибосом, згортання ДНК. До аналогічних явищ можна віднести і матричний синтез білка на рибосомах в безклітинних системі. Зрозуміло, що лише «бліде подобу» тих здібностей, які молекули проявляють безпосередньо в живій клітині.
У рамках рівня молекулярних ансамблів, наділених цією властивістю, створюються структури наступного рівня життя. Його можна назвати вітальним. Вітальних рівень в найбільшій мірі порівняти з «рівнем одноклітинного організму». Чому мова йде саме про одноклітинні організми? Багатоклітинні організми в меншій мірі, ніж одноклітинний, може бути зведений до вітальної рівня, оскільки в ньому більшою мірою проявляється наступний, більш високий рівень.
В. Новак кладе у фундамент біологічної еволюції «принцип социогенеза». Цей принцип передбачає асоціацію і поступову інтеграцію біологічних структур. Такий підхід до дослідження систем живого світу вимагає більш докладно розглянути проблему структурної організації і самоорганізації живої матерії.
2. Класична система живого світу
Побудова природної системи органічного світу є безперервним процесом. Це пов'язано з нескінченною серією всі поглиблюються і ускладнюються досліджень. В даний час з урахуванням копалини і сучасного матеріалу виділяють від 4 до 26 царств, від 33 до 132 типів, від 100 до 200 класів, а загальне число видів оцінюється в декілька мільйонів. Природно, що системи органічного світу, побудовані в різні часи, істотно відрізняються один від одного.
Більшість класифікацій сучасних груп органічного світу побудовані на основі кладистичних методу, або кладистики (від грец. Klados - гілка). Кладистики - один з варіантів побудови родовідного древа органічного світу, що базується на ступеня споріднення, але без урахування геохронологічної послідовності. Отримані таким методом родоводи завдяки ембріологічним, цитологічним та іншим дослідженням в цілому досить об'єктивно відображають рівні еволюції і ступінь спорідненості груп. Тим не менш, без урахування палеонтологічних даних, тобто геохронології, аналізу ознак «предок-нащадок» і «брати-сестри», основної ланки розвитку і т.д., побудова відносно стабільною філогенетичної системи органічного світу неможливо.
Теорія і практика класифікації органічних об'єктів отримали назву таксономія (від грец. Taxis - розташування, лад, закон). Необхідно розрізняти два поняття: таксони і таксономічні категорії, тобто ранги таксонів. Число таксонів як біологічних об'єктів по мірі пізнання органічного світу весь час зростає.
Систематика (від грец. Systematikos - впорядкований) представляє собою розділ біології, в завдання якого входять, з одного боку, опис всього різноманіття як сучасних, так і вимерлих організмів, а з іншого, «упорядкований ієрархічне розташування таксономічних категорій по відношенню один до одного. Іноді терміни «систематика», «таксономія» і «класифікація» вважають синонімами, тому поряд з поняттям «таксономічна категорія» нерідко використовують поняття «систематична категорія». Таким чином, систематика (таксономія, класифікація) являє собою перш за все, процес дослідження, а побудова системи є кінцевим результатом.
Вважають, що поняття «рід» і «вид», а також бінарне назва (біном) виду вперше запропонував у середині XVI століття Конрад Геснер. Бінарна номенклатура (від лат. Binarius - що складається з двох частин і nomenclatura - перелік імен) означає, що вид отримує подвійне найменування: перше слово відповідала назві роду, а друге являло відповідно видову назву, наприклад Betula alba, тобто Береза біла.
Широке застосування бінарної номенклатури почалося з робіт англійського священнослужителя Дж. Рея (1628-1705), який залишив помітний слід у розвитку природознавства. Ботанік-систематик, зоолог і мандрівник Дж. Рей запропонував розділяти рослини на дві великі групи (у сучасному розумінні однодольні і дводольні).
Творцем наукової таксономії і систематики по праву є шведський натураліст К. Лінней (1707-1778). Він розробив правила і принципи класифікації і побудував ієрархічну систему для відомих у той час сучасних і викопних тварин і рослин. З його роботами з середини XVIII століття остаточно утвердилася застосування бінарної номенклатури.
В даний час число основних таксономічних категорій зросла до дванадцяти: вид, рід, триба, сімейство, загін, когорта, клас, тип, розділ, царство, домініон, імперія. Для ботанічних таксонів у ранзі загону та типу використовуються відповідно порядок і відділ, хоча деякі автори вважають, що типу в царстві тварин відповідає підвідділ в царстві рослин.
Завдяки систематиці різноманітність життя постає не як хаотичне нагромадження організмів, а як певним чином упорядкована система, що змінюється від простого до складного. Природно прагнення побудувати таку систему, яка відображала б послідовність «предки - нащадки». Вихідним може бути постулат, що більш прості організми відповідають предкової станам, а більш складні - наступним рівнями розвитку. Але й прості організми, розвиваючись, утворюють сукупності різної складності.
Систему органічного світу зображують у двох основних варіантах: у вигляді родовідного древа, гілки якого пов'язані родинними відносинами і відповідають певним таксонам, або як перелік назв таксонів в ієрархічній послідовності. Излагаемая нижче система включає два надцарства і п'ять царств:
Для двох найбільш великих царств - рослин і тварин - прийнята наступна ієрархія вищих таксонів:
Багато організмів бактеріального, рослинного і тваринного походження на одноклітинному рівні мають ряд схожих рис. На це давно було звернуто увагу, і в 1866 році Е. Геккель виділив самостійне царство Protista (від грец. Protistos - найперший). Сучасні прихильники відокремлення царства Protista включають до нього як одноклітинних еукаріотів, так і багатоклітинні водорості.
Основу живих організмів становить клітина, яка функціонує як самостійний організм - різноманітні одноклітинні, або клітини є складовою частиною багатоклітинних. Основне вміст клітини - цитоплазма укладає одну чи кілька ядер, вакуолі, мітохондрії і т.д. Наявність ядра, що представляє собою генетичний апарат, або відсутність оформленого ядра є морфологічною ознакою для розмежування надцарства прокаріотів (доядерние) і еукаріот (ядерні).
Існує гіпотеза, що на перших етапах еволюції органічного світу широко проявлявся процес виникнення більш складних організмів за рахунок злиття декількох простих (Ендосимбіотична, вторинний ендосимбіоз). Сучасна еукаріотичної клітини клітини виникла в результаті тривалих і багаторазових вторинний ендосимбіоз. Можливо, що такі клітинні структури, як вії, джгутики, центріолі, з'явилися за рахунок серії впроваджень різних бактерій і ціанобіонтов.
Надцарство доядерние організми. Superregnum Procaryota
Це одноклітинні і колоніальні організми, що не мають відокремленого ядра. Цитоплазма має стінку, генетична інформація зосереджена в єдиній хромосомі. Розміри прокаріотів від 0,015 мкм до 20 см. Вони з'явилися в інтервалі 3,8-3,1 млрд років. Прокаріоти поділяються на два царства: бактерії і ціанобіонти. Обмін речовин здійснюється в процесі хемосинтезу і фотосинтезу.
Царство Бактерії. Regnum Bacteria
Бактерії є мікроскопічні організми, розміри яких зазвичай близько 1-5 мкм. Гігантські бактерії розміром до 10 000 мкм виявлені в денсалі. Серед бактерій зустрічаються автотрофні і гетеротрофні форми. Перші створюють органічні речовини з неорганічних, другі використовують готові органічні речовини. Більшість бактерій є автотрофами, зазвичай їх називають літотрофамі. Процеси обміну речовин у автотрофних бактерій йдуть без використання світла (хемосинтез, хемолітотрофи) або тільки на світлі (фотосинтез, фотолітотрофи).
Деякі дослідники об'єднують з бактеріями віруси, вважаючи, що спрощення їх будови обумовлено способом існування - внутрішньоклітинні паразити. Інші розглядають їх як доклеточний форму життя і виділяють у самостійне царство Virae. Віруси у викопному стані поки не виявлені.
Царство Ціанобіонти. Regnum Cyanobionta
Одиночні і колоніальні організми з постійною формою клітин без відокремленого ядра. Розміри одиночних форм мікроскопічні - близько 10 мкм. Розміри колоній, а особливо продуктів їх життєдіяльності (строматоліти) можуть досягати багатьох сотень метрів. Колоніальні форми вкриті загальної слизовою оболонкою. У самому організмі, на його поверхні і в слизовій оболонці може відбуватися накопичення карбонатів, що приводить надалі до формування вапняків. Вапнякові шаруваті освіти отримали назву строматолітів.
Надцарство ядерні організми. Superregnum Eucaryota
Еукаріоти - одноклітинні або багатоклітинні організми, поділені на три царства: рослини, тварини та гриби. На відміну від прокаріотів вони мають відокремлене ядро. Розміри еукаріот змінюються в діапазоні від 10 мкм (одноклітинні) до 33 м (довжина китоподібних) і 100 м (висота деяких гігантських хвойних). Еукаріоти з'явилися пізніше прокаріотів, швидше за все на рівні 1,5-1,7 млрд. років тому (ранній протерозой), хоча не виключено і більш раннє виникнення.
Царство Рослини. Regnum Phyta.
Це різноманітні, переважно нерухомі одноклітинні і багатоклітинні організми, що мають верхівковий ріст, щільні, переважно целюлозні оболонки клітин і автотрофний спосіб харчування. Для всіх рослин характерний фотосинтез: за допомогою енергії світла, що поглинається хлорофілом, рідше іншими пігментами, вони виділяють молекулярний кисень, а з неорганічних сполук створюють органічні.
Царство рослин поділяється на два підцарство, що відрізняються між собою рівнем організації і середовищем проживання: Thallophyta (нижчі рослини) і Telomophyta (вищі рослини). Перші живуть у різноманітних водних басейнах, і для них використовується збірна назва «водорості», тобто ростуть у воді. Вищі рослини живуть в наземних умовах, зустрічаючись майже на всіх широтах, лише невелика кількість з них веде повторноводних спосіб життя.
Підцарство Нижчі рослини.
Subregnum Thallophyta
Це нижчі рослини - одноклітинні і багатоклітинні організми, які мешкають у різноманітних водних басейнах, зрідка вони живуть у грунті. Водорості мають єдине тіло (талом, слань), в якому не виділяються корінь, стебло і листя. В основу виділення відділів, число яких перевищує 10, покладені число клітин (одноклітинні і багатоклітинні), різний набір офарблюючих пігментів і особливості мінерального кістяка.
Підцарство Вищі рослини.
Subregnum Telomophyta
Підцарство вищих рослин відрізняється від підцарство нижчих рослин наступними особливостями: 1) тіло розчленоване на корінь, стебло, листя та органи розмноження; 2) спеціалізація клітин призводить до утворення різних специфічних тканин, які здійснюють провідну, захисну, механічну та інші функції; 3) середовище проживання наземна, хоча є деякі вторинно-водні форми; 4) закономірне чергування статевого (гаметофіт) та безстатевого (спорофіт) поколінь. У відповідності зі способом розмноження підцарство вищих рослин розділене на два Відділ: Sporophyta (спорові) і Spermatophyta (насіннєві).
Надотдел Спорові рослини.
Superdivisio Sporophyta
Спорові рослини характеризуються наступними ознаками: 1) розмноження здійснюється за допомогою спор, 2) гаметофит вільноживучих; 3) ксилема складається з трахеїдів - подовжених клітин з товстою оболонкою, яка несе різноманітну скульптуру і пори, 4) еволюція спорових пов'язана з виходом рослин на сушу і формуванням стовбура, листя і кореня.
До спорових рослин відноситься п'ять відділів: Моховидні, риниофитов, Плауноподібні, Хвощеподібні і папоротеподібних. Надотдел Насінні.
Superdivisio Spermatophyta
Насінні характеризуються наступними ознаками: 1) розмноження здійснюється за допомогою насіння. Загальна ознака голонасінних і покритонасінних рослин - наявність насіння, але у голонасінних відсутня зав'язь, тому насіння вважають голим; 2) мегаспори дозрівають на спорофіті і не залишають його, 3) гаметофіт не існує як самостійне рослина, 4) вперше з'являється судинна система.
До насіннєвим рослинам віднесені два відділи: пінофіти, або голонасінні, і магноліофіти, або покритонасінні. Насіннєві рослини з'явилися в пізньому девоні, у сучасній флорі вони різко переважають над споровими.
Царство Гриби. Regnum Fungi
Царство грибів поєднує властивості як рослин, так і тварин. Загальні ознаки грибів і рослин: нерухомість, верхівковий ріст і розмноження за допомогою спор. Разом з тим у грибів, як і у тварин, відсутня фотосинтез, в продуктах обміну присутній сечовина, а в щільних оболонках клітин є хітин, тому оболонки клітин можуть зберігатися у викопному стані. Відомо близько 100 тис. видів грибів. За типом харчування гриби є гетеротрофами: сапротрофов, паразитами, рідко хижаками.
Царство Тварини. Regnum Zoa (Animalia)
Царство тварин включає одноклітинні і багатоклітинні організми, для яких характерні наступні ознаки: 1) харчування здійснюється готовими органічними продуктами (гетеротрофи). Для тварин на відміну від грибів характерний фаготрофний тип харчування, тобто захоплення (заковтування) харчового матеріалу; 2) клітини не мають целюлозної оболонки і різних пігментів, властивих рослинам; 3) протягом всього життя або на окремих вікових стадіях організми рухливі.
Розмноження тварин відбувається двома способами: статевим і безстатевим. Статевий процес супроводжується виникненням статевих клітин, злиття яких дає початок новому організму. Безстатеве розмноження представляє собою розподіл або брунькування. У результаті утворюються колонії або єдиний організм розпадається на кілька собі подібних особин.
Підцарство Найпростіші або Одноклітинні. Subregnum Protozoa
Це підцарство включає тварин, які хоч і складаються з однієї клітини, але характеризуються значною різноманітністю як за розмірами, так і за будовою клітини. Найпростіші численні й поширені всюди, загальне число сучасних і викопних видів наближається до 50 тис. За способом живлення найпростіші відносяться до фитофагам і зоофагам: вони харчуються мікроорганізмами рослинного і тваринного походження.
Підцарство Багатоклітинні.
Subregnum Metazoa
До підцарства багатоклітинних відносяться тварини, тіло яких складається з великої кількості клітин, що складають тканини і органи і виконують різні функції. За рівнем будови Metazoa поділяються на два надраздела: Parazoa - примітивні (? Несправжні) і Eumetazoa - справжні багатоклітинні. У першого з названих надразделов відсутня нервова система, а в другого є.
Надраздел Примітивні багатоклітинні. Superdivisio Parazoa
Примітивні багатоклітинні не мають стабільної диференціації клітин як по морфології і функцій, так і по положенню в тілі тварини. Тому в них відсутні тканини і органи, а в ембріогенезі не формуються зародкові листки. Це водні тварини, провідні прикріплений спосіб життя. Вони є фільтраторамі і отримують їжу разом з потоком води. Їм властиво пристеночное і внутрішньоклітинне травлення, що зближує цей надраздел з підцарство найпростіших. До надразделу Parazoa відносяться три типи: Spongiata, Placozoa і Archaeocyathi, третій з названих типів є вимерлим.
Надраздел Справжні багатоклітинні. Superdivisio Eumetazoa
Справжні багатоклітинні мають стабільної диференціацією клітин, у них є тканини і органи, в ембріогенезі закладаються два або три зародкових листка. Для цих тварин характерно позаклітинне «резервуарні» травлення, що відбувається в єдиній травної порожнини, або в серії порожнин, що утворюють травну систему. При такому типі травлення розмір поглинаються харчових часток не залежить від розмірів клітини, що різко підвищує кормову базу, а звідси і всі метаболічні та фізіологічні процеси. Тим не менш, зберігається внутрішньоклітинний і пристінкових травлення.
Надраздел Eumetazoa відповідно до типу симетрії і числом зародкових листків розглядається у складі двох розділів. До першого належать тварини, які мають радіальної симетрією і мають у ембріогенезі два зародкових листка. До другого розділу належать організми, для яких характерні двостороння симетрія і закладка в ембріогенезі трьох зародкових листків. Двошарові знаходяться на більш низькому щаблі, ніж тришарові, тому нерідко йдеться про нижчих і вищих справжніх багатоклітинних.
Розділ Радіально-симетричні
або Двошарові. Divisio Radiata або Diblastica
У переважній більшості це радіально-симетричні багатоклітинні тварини, у яких закладається два зародкових листка (ектодерма + ентодерма). Травна система з єдиним ротовим отвором. До цього розділу належать два типи: Кнідарії і Реброплави, що відрізняються присутністю жалких клітин у першого типу і відсутністю таких у другого. До недавнього часу названі тварини розглядалися в ранзі двох підтипів, що входять в єдиний тип кишковопорожнинних.
Розділ Двобічно-симетричні
або Тришарові. Divisio Bilateria або Triblastica
До двосторонньо-симетричним відносяться справжні багатоклітинні тварини, що володіють трьома зародковими листками (ектодерма + ентодерма + мезодерма) і травною системою, що має, як правило, два отвори: ротовий і анальний. Ектодерма дає початок покривним утворень, включаючи формування зовнішнього скелета, органів чуття та нервової системи; ентодерма - перш за все травній системі, а за рахунок мезодерми виникають внутрішній скелет, кровоносна і інші системи.
У розділі білатерій виділяють два підрозділи: первичноротих (Protostomia) і Вториннороті (Deuterostomia), що відрізняються між собою типом дроблення яйця, способом закладки мезодерми, а також різним становищем ротового і анального отворів на ембріонального і постембріонального стадії розвитку. Достовірні білатеріі відомі з вендського періоду.
В останні роки зростає число прихильників іншої концепції. Визнаючи, що розвиток тришарових тварин йшло за двома основними напрямками еволюційним, деякі дослідники вважають основним ознакою не положення ротового отвору, а тип дроблення яйця. Тварини, для яких характерні спіральне дроблення яйця і телобластіческій спосіб закладання мезодерми, об'єднуються в Spiraloblastica (= Spiralia), а ті, у яких радіальне дроблення яйця і найчастіше ентероцельний спосіб закладання мезодерми, - у Radialoblastica (= Radialia). Обсяг первичноротих і вторичноротих в основному збігається з знову пропонованими еволюційними стовбурами.
Необхідно відзначити, що більшість систем органічного світу побудовані за принципом монофілії та дивергенції. Останнім часом збільшується кількість прихильників паралельного розвитку різних гілок (парафилия, але не Поліфілія). Більше того, стверджується ідея про радіального многоцарственном розвитку органічного світу, що нараховує 22 царства. Про радіальному розвитку свідчить і схема еволюції живих істот, уточнена за допомогою геномних досліджень.
Висновок
Для вивчення процесу розвитку необхідно знати характер зміни структур у часі, їх динамічні параметри. Треба також уміти розкривати закономірності взаємозв'язку між структурою і проявляється системою функцією. До недавнього часу природознавство та інші науки могли обходитися без цілісного, системного підходу до своїх об'єктів вивчення, без урахування колективних ефектів і дослідження процесів утворення стійких структур і самоорганізації. В даний час проблеми самоорганізації, що вивчаються в синергетики, набувають актуальний характер в багатьох науках, починаючи від фізики і кінчаючи екологією. Питання про оптимальну впорядкованості та організації особливо гостро стоїть при дослідженнях глобальних проблем - енергетичних, екологічних, багатьох інших, які потребують залучення величезних ресурсів.
Ідея розвитку нерозривно пов'язана з концепцією ієрархії структурних рівнів природи, що виступають як ступені, етапи розвитку природних об'єктів. Це положення єдине для систем різної природи. Згідно зі схемою ієрархічного ступеневої будови матерії, окремі об'єкти певного рівня матерії, вступаючи у специфічні взаємодії, служать вихідними утвореннями у розвитку принципово нових типів об'єктів з іншими властивостями і формами взаємодії. При цьому основним вихідним положенням є наявність наступності. Якщо немає наступності, то ми будемо спостерігати не процес розвитку, а лише хаотичні зміни кругообігів. Нове завжди народжується в надрах старого.
Розвиток неживої і живої природи розглядається як необоротне зміна структури об'єктів природи. Важлива проблема в теорії розвитку - виявлення об'єктивних критеріїв прогресу, які визначають перехід системи від одного рівня розвитку до іншого, більш високого. Таксономія має велике значення в розвитку синергетичної теорії еволюційного розвитку живого.
Список використаної літератури
1. Авер'янов О.М. Системне пізнання світу. М.: Політвидав, 1985.
2. Андрєєв І.Д. Методологічні основи пізнання соціальних явищ. М., 1977.
3. Бауер Е. Теоретична біологія. - М.; Л., 1935.
4. Гурвич А. Теорія біологічного поля. - М., 1944.
5. Йорданський М.М. Макроеволюція: Системна теорія. - М., 1994.
6. Кремянского В.І. Структурні рівні організації живої матерії. - М., 1969.
Систематика (від грец. Systematikos - впорядкований) представляє собою розділ біології, в завдання якого входять, з одного боку, опис всього різноманіття як сучасних, так і вимерлих організмів, а з іншого, «упорядкований ієрархічне розташування таксономічних категорій по відношенню один до одного. Іноді терміни «систематика», «таксономія» і «класифікація» вважають синонімами, тому поряд з поняттям «таксономічна категорія» нерідко використовують поняття «систематична категорія». Таким чином, систематика (таксономія, класифікація) являє собою перш за все, процес дослідження, а побудова системи є кінцевим результатом.
Вважають, що поняття «рід» і «вид», а також бінарне назва (біном) виду вперше запропонував у середині XVI століття Конрад Геснер. Бінарна номенклатура (від лат. Binarius - що складається з двох частин і nomenclatura - перелік імен) означає, що вид отримує подвійне найменування: перше слово відповідала назві роду, а друге являло відповідно видову назву, наприклад Betula alba, тобто Береза біла.
Широке застосування бінарної номенклатури почалося з робіт англійського священнослужителя Дж. Рея (1628-1705), який залишив помітний слід у розвитку природознавства. Ботанік-систематик, зоолог і мандрівник Дж. Рей запропонував розділяти рослини на дві великі групи (у сучасному розумінні однодольні і дводольні).
Творцем наукової таксономії і систематики по праву є шведський натураліст К. Лінней (1707-1778). Він розробив правила і принципи класифікації і побудував ієрархічну систему для відомих у той час сучасних і викопних тварин і рослин. З його роботами з середини XVIII століття остаточно утвердилася застосування бінарної номенклатури.
В даний час число основних таксономічних категорій зросла до дванадцяти: вид, рід, триба, сімейство, загін, когорта, клас, тип, розділ, царство, домініон, імперія. Для ботанічних таксонів у ранзі загону та типу використовуються відповідно порядок і відділ, хоча деякі автори вважають, що типу в царстві тварин відповідає підвідділ в царстві рослин.
Завдяки систематиці різноманітність життя постає не як хаотичне нагромадження організмів, а як певним чином упорядкована система, що змінюється від простого до складного. Природно прагнення побудувати таку систему, яка відображала б послідовність «предки - нащадки». Вихідним може бути постулат, що більш прості організми відповідають предкової станам, а більш складні - наступним рівнями розвитку. Але й прості організми, розвиваючись, утворюють сукупності різної складності.
Систему органічного світу зображують у двох основних варіантах: у вигляді родовідного древа, гілки якого пов'язані родинними відносинами і відповідають певним таксонам, або як перелік назв таксонів в ієрархічній послідовності. Излагаемая нижче система включає два надцарства і п'ять царств:
Для двох найбільш великих царств - рослин і тварин - прийнята наступна ієрархія вищих таксонів:
Багато організмів бактеріального, рослинного і тваринного походження на одноклітинному рівні мають ряд схожих рис. На це давно було звернуто увагу, і в 1866 році Е. Геккель виділив самостійне царство Protista (від грец. Protistos - найперший). Сучасні прихильники відокремлення царства Protista включають до нього як одноклітинних еукаріотів, так і багатоклітинні водорості.
Основу живих організмів становить клітина, яка функціонує як самостійний організм - різноманітні одноклітинні, або клітини є складовою частиною багатоклітинних. Основне вміст клітини - цитоплазма укладає одну чи кілька ядер, вакуолі, мітохондрії і т.д. Наявність ядра, що представляє собою генетичний апарат, або відсутність оформленого ядра є морфологічною ознакою для розмежування надцарства прокаріотів (доядерние) і еукаріот (ядерні).
Існує гіпотеза, що на перших етапах еволюції органічного світу широко проявлявся процес виникнення більш складних організмів за рахунок злиття декількох простих (Ендосимбіотична, вторинний ендосимбіоз). Сучасна еукаріотичної клітини клітини виникла в результаті тривалих і багаторазових вторинний ендосимбіоз. Можливо, що такі клітинні структури, як вії, джгутики, центріолі, з'явилися за рахунок серії впроваджень різних бактерій і ціанобіонтов.
Надцарство доядерние організми. Superregnum Procaryota
Це одноклітинні і колоніальні організми, що не мають відокремленого ядра. Цитоплазма має стінку, генетична інформація зосереджена в єдиній хромосомі. Розміри прокаріотів від 0,015 мкм до 20 см. Вони з'явилися в інтервалі 3,8-3,1 млрд років. Прокаріоти поділяються на два царства: бактерії і ціанобіонти. Обмін речовин здійснюється в процесі хемосинтезу і фотосинтезу.
Царство Бактерії. Regnum Bacteria
Бактерії є мікроскопічні організми, розміри яких зазвичай близько 1-5 мкм. Гігантські бактерії розміром до 10 000 мкм виявлені в денсалі. Серед бактерій зустрічаються автотрофні і гетеротрофні форми. Перші створюють органічні речовини з неорганічних, другі використовують готові органічні речовини. Більшість бактерій є автотрофами, зазвичай їх називають літотрофамі. Процеси обміну речовин у автотрофних бактерій йдуть без використання світла (хемосинтез, хемолітотрофи) або тільки на світлі (фотосинтез, фотолітотрофи).
Деякі дослідники об'єднують з бактеріями віруси, вважаючи, що спрощення їх будови обумовлено способом існування - внутрішньоклітинні паразити. Інші розглядають їх як доклеточний форму життя і виділяють у самостійне царство Virae. Віруси у викопному стані поки не виявлені.
Царство Ціанобіонти. Regnum Cyanobionta
Одиночні і колоніальні організми з постійною формою клітин без відокремленого ядра. Розміри одиночних форм мікроскопічні - близько 10 мкм. Розміри колоній, а особливо продуктів їх життєдіяльності (строматоліти) можуть досягати багатьох сотень метрів. Колоніальні форми вкриті загальної слизовою оболонкою. У самому організмі, на його поверхні і в слизовій оболонці може відбуватися накопичення карбонатів, що приводить надалі до формування вапняків. Вапнякові шаруваті освіти отримали назву строматолітів.
Надцарство ядерні організми. Superregnum Eucaryota
Еукаріоти - одноклітинні або багатоклітинні організми, поділені на три царства: рослини, тварини та гриби. На відміну від прокаріотів вони мають відокремлене ядро. Розміри еукаріот змінюються в діапазоні від 10 мкм (одноклітинні) до 33 м (довжина китоподібних) і 100 м (висота деяких гігантських хвойних). Еукаріоти з'явилися пізніше прокаріотів, швидше за все на рівні 1,5-1,7 млрд. років тому (ранній протерозой), хоча не виключено і більш раннє виникнення.
Царство Рослини. Regnum Phyta.
Це різноманітні, переважно нерухомі одноклітинні і багатоклітинні організми, що мають верхівковий ріст, щільні, переважно целюлозні оболонки клітин і автотрофний спосіб харчування. Для всіх рослин характерний фотосинтез: за допомогою енергії світла, що поглинається хлорофілом, рідше іншими пігментами, вони виділяють молекулярний кисень, а з неорганічних сполук створюють органічні.
Царство рослин поділяється на два підцарство, що відрізняються між собою рівнем організації і середовищем проживання: Thallophyta (нижчі рослини) і Telomophyta (вищі рослини). Перші живуть у різноманітних водних басейнах, і для них використовується збірна назва «водорості», тобто ростуть у воді. Вищі рослини живуть в наземних умовах, зустрічаючись майже на всіх широтах, лише невелика кількість з них веде повторноводних спосіб життя.
Підцарство Нижчі рослини.
Subregnum Thallophyta
Це нижчі рослини - одноклітинні і багатоклітинні організми, які мешкають у різноманітних водних басейнах, зрідка вони живуть у грунті. Водорості мають єдине тіло (талом, слань), в якому не виділяються корінь, стебло і листя. В основу виділення відділів, число яких перевищує 10, покладені число клітин (одноклітинні і багатоклітинні), різний набір офарблюючих пігментів і особливості мінерального кістяка.
Підцарство Вищі рослини.
Subregnum Telomophyta
Підцарство вищих рослин відрізняється від підцарство нижчих рослин наступними особливостями: 1) тіло розчленоване на корінь, стебло, листя та органи розмноження; 2) спеціалізація клітин призводить до утворення різних специфічних тканин, які здійснюють провідну, захисну, механічну та інші функції; 3) середовище проживання наземна, хоча є деякі вторинно-водні форми; 4) закономірне чергування статевого (гаметофіт) та безстатевого (спорофіт) поколінь. У відповідності зі способом розмноження підцарство вищих рослин розділене на два Відділ: Sporophyta (спорові) і Spermatophyta (насіннєві).
Надотдел Спорові рослини.
Superdivisio Sporophyta
Спорові рослини характеризуються наступними ознаками: 1) розмноження здійснюється за допомогою спор, 2) гаметофит вільноживучих; 3) ксилема складається з трахеїдів - подовжених клітин з товстою оболонкою, яка несе різноманітну скульптуру і пори, 4) еволюція спорових пов'язана з виходом рослин на сушу і формуванням стовбура, листя і кореня.
До спорових рослин відноситься п'ять відділів: Моховидні, риниофитов, Плауноподібні, Хвощеподібні і папоротеподібних. Надотдел Насінні.
Superdivisio Spermatophyta
Насінні характеризуються наступними ознаками: 1) розмноження здійснюється за допомогою насіння. Загальна ознака голонасінних і покритонасінних рослин - наявність насіння, але у голонасінних відсутня зав'язь, тому насіння вважають голим; 2) мегаспори дозрівають на спорофіті і не залишають його, 3) гаметофіт не існує як самостійне рослина, 4) вперше з'являється судинна система.
До насіннєвим рослинам віднесені два відділи: пінофіти, або голонасінні, і магноліофіти, або покритонасінні. Насіннєві рослини з'явилися в пізньому девоні, у сучасній флорі вони різко переважають над споровими.
Царство Гриби. Regnum Fungi
Царство грибів поєднує властивості як рослин, так і тварин. Загальні ознаки грибів і рослин: нерухомість, верхівковий ріст і розмноження за допомогою спор. Разом з тим у грибів, як і у тварин, відсутня фотосинтез, в продуктах обміну присутній сечовина, а в щільних оболонках клітин є хітин, тому оболонки клітин можуть зберігатися у викопному стані. Відомо близько 100 тис. видів грибів. За типом харчування гриби є гетеротрофами: сапротрофов, паразитами, рідко хижаками.
Царство Тварини. Regnum Zoa (Animalia)
Царство тварин включає одноклітинні і багатоклітинні організми, для яких характерні наступні ознаки: 1) харчування здійснюється готовими органічними продуктами (гетеротрофи). Для тварин на відміну від грибів характерний фаготрофний тип харчування, тобто захоплення (заковтування) харчового матеріалу; 2) клітини не мають целюлозної оболонки і різних пігментів, властивих рослинам; 3) протягом всього життя або на окремих вікових стадіях організми рухливі.
Розмноження тварин відбувається двома способами: статевим і безстатевим. Статевий процес супроводжується виникненням статевих клітин, злиття яких дає початок новому організму. Безстатеве розмноження представляє собою розподіл або брунькування. У результаті утворюються колонії або єдиний організм розпадається на кілька собі подібних особин.
Підцарство Найпростіші або Одноклітинні. Subregnum Protozoa
Це підцарство включає тварин, які хоч і складаються з однієї клітини, але характеризуються значною різноманітністю як за розмірами, так і за будовою клітини. Найпростіші численні й поширені всюди, загальне число сучасних і викопних видів наближається до 50 тис. За способом живлення найпростіші відносяться до фитофагам і зоофагам: вони харчуються мікроорганізмами рослинного і тваринного походження.
Підцарство Багатоклітинні.
Subregnum Metazoa
До підцарства багатоклітинних відносяться тварини, тіло яких складається з великої кількості клітин, що складають тканини і органи і виконують різні функції. За рівнем будови Metazoa поділяються на два надраздела: Parazoa - примітивні (? Несправжні) і Eumetazoa - справжні багатоклітинні. У першого з названих надразделов відсутня нервова система, а в другого є.
Надраздел Примітивні багатоклітинні. Superdivisio Parazoa
Примітивні багатоклітинні не мають стабільної диференціації клітин як по морфології і функцій, так і по положенню в тілі тварини. Тому в них відсутні тканини і органи, а в ембріогенезі не формуються зародкові листки. Це водні тварини, провідні прикріплений спосіб життя. Вони є фільтраторамі і отримують їжу разом з потоком води. Їм властиво пристеночное і внутрішньоклітинне травлення, що зближує цей надраздел з підцарство найпростіших. До надразделу Parazoa відносяться три типи: Spongiata, Placozoa і Archaeocyathi, третій з названих типів є вимерлим.
Надраздел Справжні багатоклітинні. Superdivisio Eumetazoa
Справжні багатоклітинні мають стабільної диференціацією клітин, у них є тканини і органи, в ембріогенезі закладаються два або три зародкових листка. Для цих тварин характерно позаклітинне «резервуарні» травлення, що відбувається в єдиній травної порожнини, або в серії порожнин, що утворюють травну систему. При такому типі травлення розмір поглинаються харчових часток не залежить від розмірів клітини, що різко підвищує кормову базу, а звідси і всі метаболічні та фізіологічні процеси. Тим не менш, зберігається внутрішньоклітинний і пристінкових травлення.
Надраздел Eumetazoa відповідно до типу симетрії і числом зародкових листків розглядається у складі двох розділів. До першого належать тварини, які мають радіальної симетрією і мають у ембріогенезі два зародкових листка. До другого розділу належать організми, для яких характерні двостороння симетрія і закладка в ембріогенезі трьох зародкових листків. Двошарові знаходяться на більш низькому щаблі, ніж тришарові, тому нерідко йдеться про нижчих і вищих справжніх багатоклітинних.
Розділ Радіально-симетричні
або Двошарові. Divisio Radiata або Diblastica
У переважній більшості це радіально-симетричні багатоклітинні тварини, у яких закладається два зародкових листка (ектодерма + ентодерма). Травна система з єдиним ротовим отвором. До цього розділу належать два типи: Кнідарії і Реброплави, що відрізняються присутністю жалких клітин у першого типу і відсутністю таких у другого. До недавнього часу названі тварини розглядалися в ранзі двох підтипів, що входять в єдиний тип кишковопорожнинних.
Розділ Двобічно-симетричні
або Тришарові. Divisio Bilateria або Triblastica
До двосторонньо-симетричним відносяться справжні багатоклітинні тварини, що володіють трьома зародковими листками (ектодерма + ентодерма + мезодерма) і травною системою, що має, як правило, два отвори: ротовий і анальний. Ектодерма дає початок покривним утворень, включаючи формування зовнішнього скелета, органів чуття та нервової системи; ентодерма - перш за все травній системі, а за рахунок мезодерми виникають внутрішній скелет, кровоносна і інші системи.
У розділі білатерій виділяють два підрозділи: первичноротих (Protostomia) і Вториннороті (Deuterostomia), що відрізняються між собою типом дроблення яйця, способом закладки мезодерми, а також різним становищем ротового і анального отворів на ембріонального і постембріонального стадії розвитку. Достовірні білатеріі відомі з вендського періоду.
В останні роки зростає число прихильників іншої концепції. Визнаючи, що розвиток тришарових тварин йшло за двома основними напрямками еволюційним, деякі дослідники вважають основним ознакою не положення ротового отвору, а тип дроблення яйця. Тварини, для яких характерні спіральне дроблення яйця і телобластіческій спосіб закладання мезодерми, об'єднуються в Spiraloblastica (= Spiralia), а ті, у яких радіальне дроблення яйця і найчастіше ентероцельний спосіб закладання мезодерми, - у Radialoblastica (= Radialia). Обсяг первичноротих і вторичноротих в основному збігається з знову пропонованими еволюційними стовбурами.
Необхідно відзначити, що більшість систем органічного світу побудовані за принципом монофілії та дивергенції. Останнім часом збільшується кількість прихильників паралельного розвитку різних гілок (парафилия, але не Поліфілія). Більше того, стверджується ідея про радіального многоцарственном розвитку органічного світу, що нараховує 22 царства. Про радіальному розвитку свідчить і схема еволюції живих істот, уточнена за допомогою геномних досліджень.
Висновок
Для вивчення процесу розвитку необхідно знати характер зміни структур у часі, їх динамічні параметри. Треба також уміти розкривати закономірності взаємозв'язку між структурою і проявляється системою функцією. До недавнього часу природознавство та інші науки могли обходитися без цілісного, системного підходу до своїх об'єктів вивчення, без урахування колективних ефектів і дослідження процесів утворення стійких структур і самоорганізації. В даний час проблеми самоорганізації, що вивчаються в синергетики, набувають актуальний характер в багатьох науках, починаючи від фізики і кінчаючи екологією. Питання про оптимальну впорядкованості та організації особливо гостро стоїть при дослідженнях глобальних проблем - енергетичних, екологічних, багатьох інших, які потребують залучення величезних ресурсів.
Ідея розвитку нерозривно пов'язана з концепцією ієрархії структурних рівнів природи, що виступають як ступені, етапи розвитку природних об'єктів. Це положення єдине для систем різної природи. Згідно зі схемою ієрархічного ступеневої будови матерії, окремі об'єкти певного рівня матерії, вступаючи у специфічні взаємодії, служать вихідними утвореннями у розвитку принципово нових типів об'єктів з іншими властивостями і формами взаємодії. При цьому основним вихідним положенням є наявність наступності. Якщо немає наступності, то ми будемо спостерігати не процес розвитку, а лише хаотичні зміни кругообігів. Нове завжди народжується в надрах старого.
Розвиток неживої і живої природи розглядається як необоротне зміна структури об'єктів природи. Важлива проблема в теорії розвитку - виявлення об'єктивних критеріїв прогресу, які визначають перехід системи від одного рівня розвитку до іншого, більш високого. Таксономія має велике значення в розвитку синергетичної теорії еволюційного розвитку живого.
Список використаної літератури
1. Авер'янов О.М. Системне пізнання світу. М.: Політвидав, 1985.
2. Андрєєв І.Д. Методологічні основи пізнання соціальних явищ. М., 1977.
3. Бауер Е. Теоретична біологія. - М.; Л., 1935.
4. Гурвич А. Теорія біологічного поля. - М., 1944.
5. Йорданський М.М. Макроеволюція: Системна теорія. - М., 1994.
6. Кремянского В.І. Структурні рівні організації живої матерії. - М., 1969.