Gyvybės įvairovė priklauso nuo individų gebėjimo prisitaikyti gyventi tam tikru būdu tam tikromis sąlygomis. Vienaląsčiai pirmuonys ir dumbliai gali gyventi tvenkinyje, grybai tarp miško pievutėje, vabzdžiai - medžiuose, gali skraidyti. Visi šie organizmai prisitaikę prie savo gyvenimo būdo, kaip ir dauguma žydinčių augalų ar stuburinių gyvūnų prisitaikę prie savojo.
Remdamiesi sukaupta rašytine patirtimi, molekulinės biologijos ir kitų sričių tyrimais, biologai nustatė svarbiausių organizmų grupių ryšius ir išaiškino bendrąją gyvybės formų įvairovės istoriją, įvardijo žinomas rūšis dvinare nomenklatūra, rado evoliucinio giminingumo ryšius, nustatė rūšių priklausymą atitinkamam rangui, sutarė dėl penkių karalysčių sistemos:
- moneros (virusai, bakterijos ir archėjos),
- prostitai (dumbliai, pirmuonys, oomicetai, gleivūnai),
- grybai,
- augalai,
- gyvūnai.
Karalystės ir Jų Charakteristikos
Monerų karalystė jungia vienaląsčius organizmus, kurių ląstelės tipas yra prokariotinis, mitybos būdas įvairus autotrofinis arba įvairus heterotrofinis, judrumas nebūtinas, nors kartais juda žiuželiais, gyvenimo ciklas įprastas nelytinis, zigotos nėra, nereikalinga ir jos išorinė apsauga, nervų sistemos neturi.
Protistų karalystė jungia vienaląsčius organizmus, kurių ląstelės tipas eukariotinis (ląstelė su branduoliu), mitybos būdas - fotosintezė arba įvairus heterotrofinis, kai kurie juda žiuželiais arba blakstienėlėmis, gyvenimo ciklas įvairus, zigotos išorinės apsaugos nėra, nervų sistemos nėra, tik kai kurie iš jų perduoda dirginimus.
Grybų karalystė vienija vienaląsčius arba daugialąsčius organizmus, kurių ląstelės tipas eukariotinis. Pagal mitybos būdą tai heterotrofiniai saprofitai, nejudrūs. Jų gyvenimo ciklas haploidinis, zigotos išorinės apsaugos nėra, nervų sistemos nėra.
Augalų karalystė apjungia daugialąsčius organizmus, kurių ląstelės tipas eukariotinis, mitybos būdas - fotosintezė. Jie nejudrūs - nekeičia augimo vietos. Gyvenimo ciklas - kartų kaita. Turi gerą išorinę zigotos apsaugą. Nervų sistemos nėra.
Gyvūnų karalystė apima daugialąsčius organizmus, kurių ląstelės tipas eukariotinis, mitybos būdas heterotrofinis ryjant. Juda susitraukiant kūno audinių skaidulų pluoštams. Gyvenimo ciklas diploidinis, yra išorinė zigotos apsauga, jau turi nervų sistemą.
Organizmo Klasifikavimas
Pirmas žingsnis klasifikuojant gyvuosius organizmus yra tų organizmų pavadinimas. Neįvardijus organizmų, neįmanoma sudaryti jų sąrašo. Turint sąrašą tektų spręsti, kuo remdamiesi organizmus grupuosime, kokios bus grupės, kokia tvarka jas išdėstysime, kiek tų grupių bus.
Taksonomijos pradininku laikytinas graikų filosofas Aristotelis, kuris, aprašydamas augalus, suteikdavo jiems vardus. Vėliau, jau XVII a., Džonas Rėjus teigė, kad kiekvienam organizmui turi būti duotas nuolatinis pavadinimas. XVIII a. viduryje K. Linėjus sukūrė rūšių įvardijimo dvinarę nomenklatūrą.
Pavadinimas duodamas rūšiai, yra dvinaris, nes turi turėti dvi dalis. Pavyzdžiui, dvi skirtingos žirnių rūšys vadinamos Pisum savitum - sėjamasis žirnis ir Pisum arvense pašarinis žirnis. Pirmasis žodis Pisum reiškia gentį - klasifikacijos rangą, aukštesnį vienetą, kuriam gali priklausyti keletas ar daug rūšių. Antrasis žodis (savitum, arvense) - tai tos genties rūšiai būdingas epitetas, kuriuo kiek galima tiksliau apibūdinimas organizmas.
Mokslinis rūšies pavadinimas lotynų kalba rašomas kursyvu. Gentis rašoma didžiąja raide, o rūšies epitetas - mažąja. Rūšis vadinama visu vardu dviem žodžiais - Pisum savitum arba Pisum arvense, nes iš vieno, pvz., iš antrojo, pavadinimo žodžio nesužinotume, apie ką kalbame, o vien iš pirmojo žodžio nesuprastume, apie kurį iš žirnių kalbame.
Taksonai ir Rangai
Genetiškai artimų individų grupės - biologinės rūšies apibrėžimas remiasi nuostata, kad bendrus bruožus tėvai perduoda palikuonims dalydamiesi bendrą genų rinkinį. Remiantis filogeneze - organizmų istoriniu vystymusi, rūšys klasifikuojamos - perskiriamos atskiriems rangams, t.y. taksonams, apimantiems giminingų organizmų grupes. Pisum yra genties lygio taksonas, genties pavadinimas.
Klasifikuojant organizmus dabar naudojamasi pagrindiniais šešiais rangais: rūšis, gentis, šeima, eilė arba būrys, klasė, skyrius arba tipas. Šiuos rangus jungia bendras septintas rangas karalystė - REGNUM. Tokia hierarchija privaloma. Gentyje gali būti daug rūšių, šeimoje - daug genčių, eilėje - daug šeimų, klasėje - daug eilių, skyriuje - kelios klasės.
Pvz., rūšis Pisum savitum įeina i genties Pisum sudėtį, gentis Pisum įeina į šeimos Fabaceae sudėtį, kuri savo ruožtu įeina į MAGNOLIOPSIDA klasę, kuri yra skyriuje MAGNOLIOPHYTA.
Kiekvienas iš šių pagrindinių klasifikacijos rangų gali būti padalyti į papildomus, tarpinius rangus, pvz., eilė, anteilis, šeima, pošeimis; rūšis, porūšis ir t.t.
Šiuo metu Žemėje žinoma daugiau kaip 500000 augalų rūšių. Samanų įvardinta per 23000 rūšių, sporinių induočių apie 12000 rūšių, plikasėklių iki 600 rūšių ir gaubtasėklių beveik 300000 rūšių.
Augalų Sistematika ir Jos Raida
Iš gausybės augalų vieni yra maistas, vaistai, puošmena, kiti - pašaras, pluoštas, kuras, statybinės medžiagos, dar kiti - nuodai, parazitai, piktžolės. Todėl pažinti, atskirti, o vėliau ir grupuoti augalus prireikė jau pirmykščiam žmogui. Skirstymą į valgomus (maistinius), gydančius (vaistinius), pluoštą teikiančius (pluoštinius), dažančius ir t.t. reikia laikyti pirmaisiais sisteminimo bandymais.
Ilgainiui primityvūs skirstymai pagal vartojamąją vertę peraugo į skirstymą pagal vis sudėtingesnius požymius. Vėliau tai įgavo mokslinės sistematikos požymių, kur skirstymas, klasifikacija atspindi augalų pasaulio vystymąsi, jo evoliucija ir atskirų augalų grupių giminingumo ryšius. Šiuolaikinė augalų sistematika ne tik padeda orientuotis gausiame augalų pasaulyje, bet ir atskleidžia jo vystymosi dėsningumus.
Nuo Aristotelio laikų iki XIX a. devintojo dešimtmečio biologai pripažino tik dvi gyvų organizmų karalystes: augalai (Plantae) ir gyvūnai (Animalia), kol E. Haeckelis (1866 m.) neįvedė trečiosios karalystės - prostitai (Prostita), kad būtų išskirti vienaląsčiai organizmai iš daugialąsčių.
1969 m. R. H. Vitakeris klasifikacijos sistemą praplėtė iki penkių karalysčių. Augalas - daugialąstis autotrofinis eukariotas su ryškiais susiformavusiais audiniais. Kai kurie augalai turi apytakos indų sistemą. Visų augalų gemalas apsaugotas nuo išdžiūvimo, o kai kurių apsaugota visa gametofito karta. Visų augalų gyvenimo ciklui būdinga kartų kaita.
Indų neturintys augalai yra kerpsamanės, lapsamanės ir ylvaisūnai, vadinami bendru netaksonominio rango vardu - samanos. Indus turintys augalai vadinami induočiais. Vieni jų dauginasi sporomis, kiti - sėklomis.
Visos samanos, sporiniai induočiai ir dalis plikasėklių apsivaisina judriais spermatozoidais, o kita dalis plikasėklių ir visi gaubtasėkliai - nejudriais spermiais. Sėklas sudaro tik heterosporiniai augalai. Visa tai prisitaikymas prie sausumos gyvenimo sąlygų.
Šie faktai patvirtina, kad samanos, sporiniai induočiai, plikasėkliai ir gaubtasėkliai augalai yra vienas su kita susijusios augalų grupės, o tai rodo jų bendrą kilmę. Kiekvienas iš tų grupių yra aukštesnis augalų evoliucijos etapas.
Protistai
protstai (Protista), eukariotinių organizmų karalystė. Tai heterogeninė tarpusavyje mažai susijusių organizmų grupė. Protistams priskiriami pirmuonys, eukariotiniai dumbliai ir straminipiliniai grybai. Daugiau kaip 200 000 rūšių (manoma, aprašyta tik nedidelė jų dalis), menkai ištirti.
Paplitę visame pasaulyje, gyvena daugiausia vandenyje arba drėgnoje aplinkoje, t. p. 1858 vokiečių mokslininkas E. Haeckelis siūlė visus vienaląsčius eukariotinius organizmus priskirti atskirai protistų karalystei, tačiau iki 1969 pirmuonys buvo laikomi gyvūnais, dumbliai, gleivūnai ir žemesnieji grybai - augalais.
Roberto Hardingo Whittakerio (Jungtinės Amerikos Valstijos) pasiūlytoje eukariotinių organizmų 4 karalysčių klasifikacijoje šalia gyvūnų, augalų ir grybų buvo išskirta ir protistų karalystė, į kurią buvo įtraukti visi daugiausia vienaląsčiai organizmai, nepriskirtini kitoms karalystėms.
Panaudojus molekulinius tyrimo metodus įsitvirtino nuomonė, jog protistai yra pagrindinė eukariotų grupė, iš kurios išsivystė 3 daugialąsčių organizmų karalystės.
2005 Sina M. Adlis (Kanada) su bendraautoriais protistus suskirstė į 6 monofilines grupes (Amoebozoa, Opisthoconta, Rhizaria, Archaeplastida, Chromalveolata, Excavata), kurias sudaro visi bendro protėvio palikuonys.
Protistų grupės atstovams būdinga palyginti paprasta sandara. Jie, išskyrus tik kai kuriuos rudadumblius, neturi diferencijuotų audinių. Daugelis protistų vienaląsčiai, tačiau yra ir daugialąsčių (pvz., rudadumbliai, raudondumbliai), t. p. formuojančių sferines kolonijas (pvz., maurakulis).
Dauginasi nelytiškai ir lytiškai. Protistai yra pirmieji eukariotiniai daugialąsčiai organizmai, pradėję daugintis lytiškai. Kūno formos nepaprastai įvairios, neretai kintančios, dydžiai nuo 1 µm iki kelių dešimčių metrų (pvz., rudadumbliai). Mitybos būdai - autotrofinis (fotosintezė), heterotrofinis (siurbimas, rijimas) arba mišrus.
Daugelis protistų prisitaikę judėti žiuželiais arba blakstienėlėmis. Jų neturintys juda ameboidiškai, keisdami ląstelės pavidalą. Dalis protistų turi ilgas ataugas, kuriomis plūduriuoja vandenyje, kai kurie gyvena prisitvirtinę.
Daugeliui protistų būdingi gyvybiniai ciklai, kurių metu kinta jų morfologija, neretai ir gyvenimo aplinka bei medžiagų apykaita. Dažnai suformuoja cistas ar sporas, kurios pasižymi dideliu atsparumu nepalankioms aplinkos sąlygoms. Tai ypač svarbu rūšių adaptacijai, išlikimui ir paplitimui.
Protistai atlieka svarbias ekologines funkcijas. Maitindamiesi bakterijomis ir pūvančiomis organinėmis liekanomis protistai valo vandens telkinius. Protistai yra maisto ir deguonies šaltinis tiek gėlųjų vandenų, tiek jūrinėse ekosistemose, svarbūs dirvožemio formavimuisi.
Protistų fosilijų (pvz., foraminiferų, kokolitoforidų) kiautelių nuogulos sudaro kreidos ir kitų organinės kilmės uolienų didžiulius klodus. Tarp protistų yra daug parazitinių rūšių, sukeliančių įvairių gyvūnų grupių ir žmogaus ligas (pvz., maliariją, amebiazę, afrikinę miegligę, toksoplazmozę, ichtioftiriozę), kiti protistai yra pavojingi augalų patogenai, pvz., paprastasis bulviapūdis (Phytophthora infestans) sukelia bulvių marą.