Архитектор, рисовальщик, гравер

Окончил Королевскую академию архитектуры в Париже (1780). За проект собора получил II премию и право на пенсионерскую поездку в Италию, где продолжил образование в Академии Св. Луки в Риме. Совершил поездки в Неаполь и Флоренцию. В 1788–1789 работал в Королевской Академии в Фонтенбло в качестве нумизмата и архитектора. В 1790–1791 побывал в Италии (Венеция) и Австрии. В начале 1790-х руководил перестройкой дворца князей Любомирских в городе Ланьцут (Польша), в 1794–1798 служил при дворе графа М. Эстерхази в Венгрии.

В 1799 по приглашению князя А. М. Голицына приехал в Россию. Первоначально работал в его имении Самойлово, где построил церковь Пречистой Богородицы. С 1800 жил в Петербурге. В том же году «по трем рисункам», представляющим внутренние и наружные виды в проспекте…» был удостоен звания академика ИАХ. Преподавал в ИАХ, с 1802 - профессор оптики и перспективы, с 1810 - профессор архитектуры.

В 1802 утвержден в звании придворного архитектора. Руководил перестройкой Большого театра в Петербурге (1802–1805), Биржи на стрелке Васильевского острова (1805–1810), начатой по проекту Дж. Кваренги, дома графини А. Г. Лаваль (1806–1809). Построил церковь на Волковом кладбище в Петербурге (1804–1809). Выполнил проекты мавзолея Павла I в Павловске (1800-е), надгробие графа П. А. Румянцева-Задунайского (1807), фонтана на Пулковской горе на Царскосельской дороге (1809). Создавал проекты мебели, осветительных приборов, часов, ваз, церковной утвари. С 1804 работал на Императорском стеклянном заводе, выполнил множество изделий из стекла.

Был превосходным рисовальщиком, причем известность Тома де Томона как графика в начале XIX века опережала его славу как архитектора. Много работал в техниках акварели, сангины, мела, соуса. Создавал виды Петербурга, архитектурные фантазии, в которых варьировал темы римской и греческой античности. Тиражировал свои рисунки способом контр-эпрев. Выполнил цикл гравюр Vues originales d`Italie (СПб., 1801). Автор трактата Traité de peinture, précédé de l`originale des Arts... par Thomas de Thomon.

Тома де Томон - один из крупнейших мастеров архитектуры в России начала XIX столетия, представитель позднего классицизма. Он создал собственный стиль в архитектуре, характерными особенностями которого являются композиционная простота, ясность членений, монументальность, массивность форм, активное использование колоннад дорического ордера и круглых элементов - ротонды, купола. В области прикладного искусства существует проблема разделения произведений Тома де Томона и А. Н. Воронихина.

Графическое наследие мастера достаточно велико; значительную его часть составляют контр-эпревы - листы небольшого формата, оттиснутые художником с собственных рисунков и впоследствии доработанные от руки. Чрезвычайно характерным является заключение композиции в овальную или круглую форму.

Произведения Тома де Томона находятся во многих музейных собраниях, среди них - Государственный Русский музей, ГМИИ им. А. С. Пушкина, Государственная Третьяковская галерея, Музей архитектуры им. А. В. Щусева и другие.

(1760-1813)

Тома де Томон родился 12 апреля 1760 года в швейцарском городе Берне. Образование получил во Франции, где отец его находился на военной службе. Сведения о детстве и юности Томона, о его первоначальном воспитании скудны и зачастую противоречивы. Но рисунки и акварели Томона дают представление о его первых опытах в искусстве.

После успешного окончания Парижской академии архитектуры Тома де Томон уехал в Рим продолжать образование. От итальянского периода сохранились многочисленные рисунки. Наиболее ранний из них датирован 1784 годом. Из Рима он совершил путешествие в Неаполь и Флоренцию, а также в Венецию.

Томон поступил на службу к графу д"Артуа, брату короля Людовика XVI, в качестве рисовальщика и архитектора. Возвращение во Францию, казалось, сулило ему многочисленные заказы в придворных кругах. Но аристократии было не до того: назревали бурные политические события – Великая французская буржуазная революция.

В начале 1790-х годов Томона пригласили в имение князей Любомирских, в польский город Ланьцут. Здесь до наших дней сохранился великолепный дворец, построенный в первой половине XVII века в стиле барокко, – резиденция магнатов Любомирских. Тома де Томон принял участие в работах по его перестройке.

В конце 1794 года Томон приезжает в Венгрию, где заключает контракт с герцогом Миклошем Эстергази на «руководство и составление всех архитектурных проектов, которые его высочество пожелает осуществить, и съемку планов дворцов и имений…». В свободное время архитектору предоставляется возможность выполнять заказы и совершенствовать свое мастерство.

Первые два года службы Томона у Эстергази были наиболее плодотворны. В это время он создает несколько интересных проектов, сохранившихся до наших дней.

Проект школы – первый известный проект общественного сооружения Томона, был выполнен, очевидно, для Вены. Как в жилых античных постройках, композиционным центром, по замыслу Томона, стал двор, приобретающий здесь значительные размеры. Вокруг двора должны были группироваться классные помещения. В том же 1795 году для города Эйзенштадта, где долгое время находилась резиденция Эстергази, Томон создает проект серных бань.

Жалованье, девятьсот флоринов в год, которое Томон получал из княжеской казны, не было щедрым. Архитектор часто с трудом сводил концы с концами и неоднократно обращался к князю с просьбой оплатить его расходы, связанные, главным образом, с содержанием квартиры.

После долгих колебаний Томон в конце 1797 года решил оставить службу и уехать в далекую и загадочную Россию. Весной 1798 года архитектор навсегда покинул Вену, забрав с собой чертежи, коллекции, неосуществленные творческие замыслы и надежды.

После приезда в январе 1799 года в «вольный город» Гамбург Томон смог, наконец, получить у русского посланника паспорт, выданный ему по особому разрешению царя. К весне архитектор добрался до русской границы, а затем из Риги направился в Москву.

Спустя некоторое время по поручению Александра Михайловича Голицына Тома де Томон отправился в его имение Самойлово, где проектировал и строил церковь во имя Пречистой Богородицы. Вскоре архитектор уехал в Петербург.

Столица произвела на Томона необыкновенное впечатление. Такого города он еще не видел. Построенный в течение короткого времени, город не знал западноевропейской пестроты. Барокко и классицизм господствовали в его архитектуре, придавая облику города стилистическую цельность.

В архитекторах и строителях Петербург испытывал постоянную потребность, и Томон полностью окунулся в радостную для него атмосферу творчества. Вскоре Томон допустили к конкурсу на проект Казанского собора, в котором принимали участие архитекторы Камерон, Воронихин и Гонзага. Утвердили проект Воронихина, но для Томона участие в конкурсе было хорошей практикой. Знакомство с Воронихиным переросло впоследствии в дружбу, подкреплявшуюся совместной работой. В проекте Казанского собора Томон показал себя способным решать сложные проблемы, связанные с новым, ансамблевым характером русской архитектуры.

Не случайно ему поручили составление проекта триумфальных ворот с кордегардиями у одной из застав Москвы. В течение короткого времени архитектор разработал несколько вариантов проекта и позаботился о воплощении идеи заказчика – Павла I: центральные триумфальные ворота, символизирующие мощь Российского государства, должны были составить единую архитектурную композицию с фланкирующими их кордегардиями.

Царю-заказчику понравился третий вариант, на проекте фасада которого он написал: «Быть по сему». Проект триумфальных ворот явился первой большой удачей архитектора, но смерть Павла I помешала его осуществлению.

Первый год пребывания архитектора в Петербурге ознаменовался радостным для него событием. По решению совета Академии художеств от 18 августа 1800 года он удостоился звания академика «по трем рисункам, представляющим внутренние и наружные виды в проспекте…». Признание Тома де Томона превосходным рисовальщиком значительно опередило будущую славу его как архитектора. Своими превосходно выполненными графическими работами Томон обратил на себя всеобщее внимание. 24 мая 1801 года «архитектору Томону за гравировку» был выдан из «Кабинета» «перстень бриллиантовый с изумрудом».

Практическая деятельность Тома де Томона-зодчего в Петербурге началась в 1802 году. 30 января 1802 года Александр I издал указ: «Архитектора Томона, приняв в Российскую службу, повелеваю причислить его в ведомство Кабинета и производить жалованья по две тысячи рублей в год».

С этого момента перед Томоном открылись широкие возможности для полного раскрытия его замечательного таланта. Он получил заказ на перестройку Большого театра в Петербурге.

Как свидетельствуют архивные документы, первое каменное здание Большого театра начали возводить в 1775 году по проекту Антонио Ринальди. Открытие его состоялось в 1783 году. Через два года потребовались различного рода внутренние переделки. А в 1802 году было решено произвести в театре капитальный ремонт и сделать более парадным его внешний облик. Ремонт закончился полной перестройкой здания по проекту Тома де Томона. Неузнаваемо изменился не только его внешний облик. Здание было заново распланировано, и его помещения получили иную отделку. Проект театра утвердили 9 апреля 1802 года. Все работы были выполнены за восемь месяцев – необычайно короткий по тому времени срок.

Если с решением плана Томон справился быстро, то над созданием фасада пришлось потрудиться. Задача была не из легких: в строго определенных габаритах найти вариант, наиболее обогащающий облик здания, улучшающий его пропорции. И Томон нашел такое решение. В центре главного фасада по ширине возвышающейся сценической коробки архитектор задал сильно выступающий вперед восьмиколонный портик со свободно стоящими колоннами ионического ордера.

Многочисленные проекты театров для Петербурга, выполненные Тома де Томоном, показывают широту замыслов зодчего и свидетельствуют о его высоком мастерстве в разработке композиционных приемов театральных зданий. А первый вариант театра драмы и комедии по своим небывалым масштабам превосходил все известные театральные здания того времени.

Открытие нового театра явилось значительным событием не только для Петербурга. Красота, удобство и техническое оснащение здания сделали его известным не только в России, но и за границей. Вот что писал один из современников Тома де Томона об этом событии: «Несколько месяцев тому назад газеты с похвалой говорили о новом театре… и дали описание этого сооружения, одного из самых замечательных среди ныне существующих по своей величине и великолепию… Единственный перистиль в восемь колонн, находящийся на главном фасаде, позволяет удобно выходить под его защитой, так как колонны находятся на уровне земли, достаточно удалены от стены, давая возможность проезда экипажам… Подобного сооружения еще нет во Франции, несмотря на двадцать театров, которыми Париж скорее загроможден, чем украшен… Ни один из них не позволяет еще ставить оперу с помпой, требуемой при собрании богов и героев».

Свою проектную и строительную работу, а также службу на стекольном заводе Томон сочетал с педагогической деятельностью. 5 мая 1802 года президент Академии художеств А.С. Строганов предложил совету Академии зачислить для преподавания в архитектурный класс академика Томона – «человека по сей части совершенно знающего и способного». Окончательное решение «об определении академика Томона для обучения воспитанников архитектурного класса» было принято в конце мая.

В Академии художеств Тома де Томону была предоставлена квартира, занимаемая ранее академиком Павлом Брюлло. Из архивных источников удалось установить, что квартира Томона имела «по фасаду семь окон и шесть комнат, в коридоре один покой в одно окно и кухню; в антресолях по фасаду три комнаты, в них пять окон, и по коридору три комнаты». Квартира эта находилась на первом этаже со стороны Четвертой линии Васильевского острова в северной части здания, а классы, в которых Томон преподавал, размещались в противоположном конце здания на втором этаже.

Еще в 1803 году, когда Томон работал над проектами нового петербургского театра, он проектировал также театр для города Одессы. Хорошо понимая градостроительные особенности приморского города и учитывая его рельеф, архитектор создает театр на возвышении как отдельно стоящее здание. Он стремится поставить театр там, где бы его можно было обозревать с самых различных точек, и с суши, и с моря.

В опубликованном Тома де Томоном проекте одесский театр – монументальная, прямоугольная в плане постройка с самым необходимым количеством парадных и служебных помещений. В процессе строительства театра, которое затянулось на несколько лет, внешний облик его, по сравнению с проектом, значительно изменился. Портик занял всю ширину фасада. Колонны строгого ионического ордера сменились колоннами пышного коринфского ордера, величину которых архитектор рассчитал на высоту здания. Театр утратил цельно-воспринимаемый объем, но вид его стал более величественным.

Одновременно с театром Томон проектирует для Одессы военный госпиталь – грандиозное сооружение, задуманное как больничный комплекс. В случае осуществления этого проекта Одесса украсилась бы одним из самых монументальных и выразительных сооружений эпохи классицизма. Но замыслу не суждено было воплотиться в жизнь – архитектору поручили проектирование госпиталя значительно меньших размеров.

В те же годы Томон разрабатывает проект амбаров Сального буяна в Петербурге. Буяном называли специально отведенное обширное место для выгрузки больших партий товаров. Строгая архитектура амбаров Томона стала прекрасным «аккомпанементом» монументальному образу, созданному гением Воронихина.

После смерти Павла I императрица Мария Федоровна решает воздвигнуть в его память мавзолей. Строительство предполагалось в живописном Павловском парке недалеко от дворца – резиденции вдовы. Она поручает Томону разработать проект памятника. В начале октября 1807 года Мария Федоровна утвердила «учиненный архитектором Томоном план саду, где будет сооружаться памятник», и приказала «оный план для наблюдения за работой отдать при повелении садовому мастеру Асмусу». Но только 21 июня 1809 года Томон смог написать рапорт об окончании работ.

Созданный талантом Тома де Томона и воплощенный в камне Карлом Висконти, мавзолей явился одним из блестящих шедевров парковой архитектуры русского классицизма. Общая планировка, объемно-пространственное решение и искусно выполненные архитектурные и скульптурные детали, – все свидетельствует здесь о высоком художественном мастерстве.

Мавзолей словно неожиданно вырастает из земли и представляется монументальным, несмотря на действительные скромные размеры. Отсюда видны одновременно и главный, и боковой фасады. Впечатление монументальности усиливается далее при подходе к гранитным ступеням мавзолея. Четыре мощные колонны дорического ордера, вытесанные из каменных монолитов, поддерживают тяжелый фронтон, в тимпане которого начертаны слова: «Супругу-благодетелю».

В ходе проектирования и строительства мавзолея в Павловском парке Тома де Томон получает заказ на создание другого монументального сооружения – триумфальной колонны в Полтаве. Весной 1805 года проект был уже готов и вскоре утвержден. Об основной идее монументального сооружения, построенного в июне 1811 года, его композиционных и конструктивных особенностях архитектор писал: «Так как колонна является триумфальным памятником, воздвигнутым в память Петра Великого, в честь самого памятного и решительного события его царствования, то я старался дать всей этой композиции характер оригинальный и, так сказать, присущий герою и его творчеству. С этой целью я прибегнул к аллегориям простым, но точным и ясным. Колонна из железа в четыре куска, и, чтобы скрыть их соединение, каждый шов закрыт венком; первый из лавра и пальм, второй из лавра, а третий из дубовых листьев. Промежутки между венками заполнены изображениями перекрещенного оружия. Капитель образована из больших пальмовых листьев. Наверху возвышается цоколь, увенчанный полусферой. Над полусферой распростер свои крылья орел, держащий в когтях молнии войны, а в клюве лавровый венок…»

В 1806 году Томон вместе с Воронихиным получил заказ на проектирование фонтанов вдоль дороги из Петербурга в Царское Село. Фонтан на склоне Пулковой горы Томон проектировал и строил вместе с Воронихиным, а остальные сооружал один.

Совместному творению зодчие придали облик грота – пещеры, как бы открывающей вход в земные недра. Грот оформлен монументальным приземистым портиком с двумя мощными колоннами дорического ордера, каннелированные стволы которых словно вросли в землю.

Одновременно с фонтаном на Пулковой горе Томон соорудил три фонтана на Царскосельской дороге. В 1807 году он разработал проект и составил смету на строительство фонтана в деревне Пулково. Тщательно прорабатывая композицию и выверяя пропорции, архитектор продумывал каждую деталь, строго отбирая только то, что усиливает звучание архитектурного образа. В результате Томон создал сооружение величественное и монументальное, несмотря на его небольшие размеры.

Первое десятилетие века для Тома де Томона явилось временем необычайного творческого подъема. Архитектор много работал над проектами для губернских городов. В 1806-1807 годах в мастерской архитектора один за другим рождались проекты жилых и общественных зданий, причем последним отводилась немаловажная роль.

В период между 1806 и 1809 годами по проекту Томона в Петербурге перестраивался дом Лаваль, сохранившийся до наших дней и представляющий собой один из наиболее интересных архитектурно-художественных и исторических памятников города. Архитектор сохранил в общих чертах планировку и назначение отдельных помещений. Однако заново отделал здание и его интерьеры. Неузнаваемо преобразился фасад. Он получил богатый архитектурно-художественный декор, сразу же выделивший дом Лаваль среди особняков знати, разместившихся вдоль набережной Невы.

Будучи придворным архитектором, Томон участвовал в переделке интерьеров Зимнего дворца. Он разработал проекты Овальной столовой и так называемых Холодных бань. В 1810 году придворного архитектора привлекли к работам, развернувшимся в летней царской резиденции на Каменном острове. Томон подошел к переделке сада тактично. Сад приобрел строгую, логически построенную, четкую планировку, основанную на сочетании регулярного принципа с пейзажным.

1810 год для Томона ознаменовался еще одним радостным событием. 1 сентября в большом общем собрании Академии художеств ему единодушно было присвоено звание профессора архитектуры.

Период работы Тома де Томона в Петербурге охватывает тринадцать лет. Деятельность его была плодотворной. Но один из его замыслов принес ему мировую известность. Это прославленный ансамбль Стрелки Васильевского острова. Он достойно завершил неповторимый архитектурный облик центра Петербурга – одного из красивейших городов Европы.

Проектирование и сооружение этого ансамбля охватывает почти весь петербургский период творчества Тома де Томона – наиболее продолжительный и плодотворный в его жизни. Именно в этом произведении наиболее ярко проявился творческий гений мастера. Томон создал прекрасный архитектурный памятник, символизирующий новую эпоху в развитии русской архитектурной мысли.

Для составления проекта Томону потребовалось несколько лет неустанных поисков при постоянной творческой поддержке совета Академии художеств. Архитектор сделал несколько проектов. Неустанные поиски привели Томона к созданию лучшего из них, который и был утвержден 26 февраля 1804 года. Основные усилия при разработке его были направлены на улучшение общих пропорций и планировочной структуры, а также на доработку деталей. Число колонн на боковых фасадах уменьшилось до четырнадцати. Плоские перемычки окон первого этажа были заменены декоративными замковыми камнями укрупненных пропорций. Исчезли ненужные мелкие декоративные элементы, не различимые на значительных расстояниях, – например барельефы во фризе. Изменилась и внутренняя планировка. Улучшились пропорции отдельных помещений, в том числе и центрального зала. Сохранились только две внутренние лестницы, но зато с достаточно широкими маршами. Для удобства они располагаются по диагонали в противоположных углах здания.

Работы на Стрелке начались весной 1804 года, а 23 июня 1805 года в присутствии царской семьи и при большом стечении народа состоялась торжественная закладка Биржи.

25 декабря 1811 года объявили «высочайший указ, которым поведено было закрыть строительную комиссию, а новое биржевое здание со всеми оными принадлежностями, ростральными колоннами, площадью и набережной, сдать в ведение министра финансов». В связи с завершением работ «чиновники, бывшие при построении новой Биржи», получили из царской казны перстни с драгоценными камнями, а Тома де Томону был пожалован орден Св. Владимира IV степени.

Во время приема здания Биржи обнаружились недоделки, что затянуло работы еще на два года. Но и в 1814 году открытия Биржи не состоялось – еще продолжалась война с Наполеоном – это произошло 15 июля 1816 года и стало настоящим праздником. Биржа настолько всем нравилась, что ее повсеместно стали изображать на картинах, акварелях, гравюрах и предметах прикладного искусства: шпалерах, вазах, стеклянной и фарфоровой посуде.

Ансамбль Биржи уже издали производит сильное впечатление, откуда бы вы к нему ни приближались: с Дворцовой набережной или со стороны Петропавловской крепости. На значительных расстояниях хорошо воспринимаются весь объем спокойного, окруженного колоннадой здания, как бы противостоящий течению быстрой реки, прекрасные силуэты Ростральных колонн и упругая лента набережной. Объединенные в единое и неразрывное целое, части ансамбля предлагают поразительное разнообразие точек обзора. Благодаря удачно найденному масштабу, биржевой ансамбль превосходно согласуется с ансамблем Петропавловской крепости и застройкой Дворцовой набережной. Он явился тем недостающим звеном, которого так не хватало для завершения столь привычного теперь облика городского центра.

Тома де Томон скончался 4 сентября 1813 года. Отпевали его в католической церкви Св. Екатерины и похоронили на Смоленском кладбище. На могиле был поставлен памятник из розового гранита в виде античного жертвенника на высоком постаменте.

Долгое время оставался спорным вопрос относительно причины скоропостижной смерти Тома де Томона. Многие документы на французском языке (ни Томон, ни его жена русского языка не знали) оставались вне поля зрения исследователей. В их числе прошение вдовы Клер де Томон от 22 марта 1816 года на высочайшее имя, в котором есть такие строчки о кончине зодчего: «Смерть явилась следствием падения, которое произошло в Каменном театре при осмотре состояния стен этого здания после пожара».

Биология (от греческих слов bios - жизнь, logos - учение) - это наука, изучающая живые организмы и явления живой природы.

Предметом изучения биологии является многообразие живых организмов, населяющих Землю.

Свойства живой природы. Все живые организмы обладают рядом общих признаков и свойств, которые отличают их от тел неживой природы. Это особенности строения, обмен веществ, движение, рост, размножение, раздражимость, саморегуляция. Остановимся на каждом из перечисленных свойств живой материи.

Высокоупорядоченное строение. Живые организмы состоят из химических веществ, которые имеют более высокий уровень организации, чем вещества неживой природы. Все организмы имеют определенный план строения - клеточный или неклеточный (вирусы).

Обмен веществ и энергии - это совокупность процессов дыхания, питания, выделения, посредством которых организм получает из внешней среды необходимые ему вещества и энергию, преобразует и накапливает их в своем организме и выделяет в окружающую среду продукты жизнедеятельности.

Раздражимость - это ответная реакция организма на изменения окружающей среды, помогающая ему адаптироваться и выжить в изменяющихся условиях. При уколе иглой человек отдергивает руку, а гидра сжимается в комочек. Растения поворачиваются к свету, а амеба удаляется от кристаллика поваренной соли.

Рост и развитие. Живые организмы растут, увеличиваются в размерах, развиваются, изменяются благодаря поступлению питательных веществ.

Размножение - способность живого к самовоспроизведению. Размножение связано с явлением передачи наследственной информации и является самым характерным признаком живого. Жизнь любого организма ограничена, но в результате размножения живая материя «бессмертна».

Движение. Организмы способны к более или менее активному движению. Это один из ярких признаков живого. Движение происходит и внутри организма, и на уровне клетки.

Саморегуляция. Одним из самых характерных свойств живого является постоянство внутренней среды организма при изменяющихся внешних условиях. Регулируются температура тела, давление, насыщенность газами, концентрация веществ и т. д. Явление саморегуляции осуществляется не только на уровне всего организма, но и на уровне клетки. Кроме того, благодаря деятельности живых организмов саморегуляция присуща и биосфере в целом. Саморегуляция связана с такими свойствами живого, как наследственность и изменчивость.

Наследственность - это способность передавать признаки и свойства организма из поколения в поколение в процессе размножения.

Изменчивость - это способность организма изменять свои признаки при взаимодействии со средой.

ВИРУСЫ - неклеточная форма жизни, занимающая промежуточное положение между живой и неживой природой.

Каждая вирусная частица состоит из ДНК или РНК и оболочки - капсида, в основном белковой природы. По-видимому, вирусы произошли от организмов, утративших клеточное строение, или из генетического материала клеток «хозяев», часть которого приобрела самостоятельность. Особенность вирусов в том, что размножаться они могут только в живых клетках. Вирусная ДНК или РНК встраивается в генетический аппарат клетки «хозяина» и вынуждает клетку синтезировать новые белки для оболочки вируса и новый вирусный генетический материал. Под воздействием встроившегося вируса клетка производит ферменты, которые её же и разрушают, высвобождая порой сотни новых вирусных частиц. Размеры вирусов от 15 до 300 нм.

Вирусы были открыты в 1892 г. русским учёным Д. И. Ивановским. Большинство вирусов - причина опасных болезней человека, среди которых оспа, корь, бешенство, полиомиелит, грипп, ОРЗ, рак и СПИД. Вирусы могут поражать не только животных, но и растения и бактериальные организмы. Вирусы, поражающие растения, называют фитовирусами, они проникают в растения лишь в местах механических повреждений, причём их переносчиками чаще всего являются насекомые (тля) или клещи. Среди вирусных заболеваний растений известны такие, как табачная мозаика, карликовая кустистость томатов, бронзовость плодов, штрихи или пятнистость на околоцветниках тюльпанов. Не всегда поражение растения вирусами приводит к его гибели, хотя урожайность заболевших растений снижается. Бороться с фитовйрусами можно, один из способов - выведение безвирусных растений путём выращивания меристем кусочков образовательной ткани на питательных средах.

Вирусы, поражающие бактерии, называют бактериофагами. Фаг прикрепляется к клеточной стенке бактерии и вводит в бактериальную клетку свой генетический материал, при этом оболочка фага, имеющая форму иксаэд-рической головки, остаётся снаружи бактериальной клетки, прикрепляясь к ней «хвостом», в котором различают полый стержень и пластинку с шипами и нитями, от которой зависят особенности прикрепления бактериофага. Оболочка вируса действует как шприц, впрыскивая генетический материал вируса в клетку. Впервые бактериофаги были описаны Ф. Туортом в 1915 г.

Многие болезни, вызываемые вирусами, сегодня успешно лечат. Ещё в XVIII в. Э. Дженнер установил, что фермеры, переболевшие коровьей оспой, не заражаются опасной чёрной оспой. Благодаря этому наблюдению была предложена методика прививок. Позднее прививки стали самым обыденным делом, это привело к тому, что оспа на Земле исчезла. К сожалению, не всегда прививка является действенной: пока еще не научились лечить СПИД и ряд онкологических заболеваний, имеющих вирусную природу.

Все вирусы условно делят на простые (описанные выше) и сложные, которые, помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты, могут содержать липопротеидную мембрану, углеводы и неструктурные белки - ферменты. Длина некоторых сложных вирусов достигает 2000 нм.

Вирусы существуют в двух формах: покоящейся (внеклеточной) и репродуцирующейся (внутриклеточной). Практически все вирусы можно рассмотреть только в электронный микроскоп.

БАКТЕРИИ - прокариотические клетки разнообразной формы (шара, палочки, спирали и т. д.), в которых генетический материал не отделён от цитоплазмы ядерной мембраной, зато имеется клеточная стенка из углевода - муреина. Клетки либо одиночные, либо образуют небольшие группы, объединённые в короткие нити.

Бактерии относятся к гетеротрофным, хемосинтезирующим или фотосинтезирующим организмам, некоторые способны к фиксации азота. В обиходе бактерии часто называют микробами. Бактерии - мельчайшие живые организмы, появились на планете около 3,5 млрд лет тому назад и за 2 млрд лет сформировали биосферу, сходную с современной (с появлением цианобактерий в воздухе начал накапливаться молекулярный кислород, что создавало условия для эволюции аэробов).

Впервые бактерии заметил в конце XVII в. голландский натуралист А. ван Левенгук в простейший микроскоп - лупу из одной крошечной каплевидной линзы. Размеры бактериальных клеток составляют от 0,5 до 5 мкм. Некоторые бактерии имеют жгутики, обеспечивающие им передвижение, другие способны двигаться, изменяя форму клетки, например змеевидно ползая по твёрдой поверхности.

Размножаются прокариоты простым делением клетки, иногда почкованием. В благоприятных условиях бактерии растут очень быстро, иногда, как кишечная палочка, за 20 мин удваивая численность. В неблагоприятных условиях бактерии образуют споры, покрываясь плотной оболочкой, - своеобразные покоящиеся стадии. В виде спор бактерии способны переносить резкие температурные колебания и сохранять жизнеспособность в течение десятков лет.

Среди бактерий встречаются отдельные виды, живущие в бескислородной среде, - их называют бактериями анаэробами. Различают анаэробов облигатных, для них кислород является смертельным ядом, и факультативных, которые могут жить как в бескислородной, так и в богатой кислородом среде.

Бактерии могут быть подразделены на полезных для других организмов и вредных - последних больше. Среди полезных, например, молочнокислые бактерии, способные превращать молоко в простоквашу, кефир или кумыс. Они же способствуют образованию кислого теста, сыра, квашеной капусты, силоса. Многие бактерии выполняют функцию редуцентов в биогеоценозах, перерабатывая отмершую органику в минеральные вещества.

ГРИБЫ - низшие эукариоты (т.е. имеют оформленное ядро и ядерную ДНК). На сегодняшний день насчитывают около 100 тыс. видов грибов. Грибы выделяются в самостоятельное царство, представители которого отличаются как от животных, так и от растений.

Грибы размножаются вегетативным, бесполым или половым путём. Вегетативное размножение может осуществляться обрывками гиф, обособляющимися и дающими начало новому мицелию. Бесполое размножение происходит при помощи спор, размещающихся либо внутри мицелия в спорангиях (особых вместилищах), либо на поверхности в специализированных клетках - конидиеносцах. Споры могут быть неподвижными, одетыми оболочкой, и подвижными, со жгутиком, облегчающим их передвижение (зооспоры). Формы полового процесса у грибов весьма разнообразны. При половом размножении происходит слияние половых клеток - гамет, образующихся в специальных органах - гаметангиях. Когда сливаются равные по величине гаметы, принято говорить об изогамии; при слиянии разных по величине гамет - о гетерогамии; в случае, когда неподвижная клетка (яйцеклетка) сливается с подвижной (сперматозоидом), говорят об оогамии. У грибов могут также сливаться гаметангии, не дифференцированные на гаметы, и обычные вегетативные клетки мицелия. У некоторых грибов (дрожжи) известен ещё один способ вегетативного размножения - почкование.

В систематике грибов существует подразделение на несколько классов (на основании типов полового процесса, развития спор, характера жгутиков и т. д.).

Ещё один класс - БАЗИДИОМИЦЕТЫ, включает более 30 тыс. видов грибов, образующих плодовые тела, в которых в особых крупных клетках базидиях созревают споры. Базидиомицеты подразделяются на пластинчатые (шампиньоны, сыроежки, грузди, рыжики) и трубчатые (маслята, белые, подберёзовики) грибы. Дождевики, трутовики, бледная поганка, мухомор, головнёвые и ржавчинные грибы, вуаленоска, решеточник и многие другие, не только из умеренного климатического пояса, но и из тропиков, также относятся к этому классу.

Латинское название грибов «микота» было получено от греческого названия шампиньонов - «микос». Сегодня наука, занимающаяся изучением грибов, носит название микология. В русском языке грибы до XVI в. назывались «губы». Человеку грибы известны с незапамятных времён, издавна они употреблялись в пищу, многие грибы использовались в ритуальных обрядах (например, те, которые способны вызывать галлюцинации). Изображения грибов найдены на стенах храмов майя, среди наскальных изображений, сделанных древним человеком на Чукотке. Первая попытка классификации грибов была сделана Плинием Старшим (I в. н. э.) в труде «Естественная история» - он разделил их на две группы: съедобные и несъедобные. Карл Линней в «Системе природы» в 1735 г. описал 95 видов грибов. Долгое время грибы включали в царство Растений, но скрупулёзное изучение позволило в конце XX в. выделить их в самостоятельное царство. Очень много для этого сделали зарубежные микологи: братья Тюлянь, Антон де Бари, П. А. Саккардо; русские учёные: М. С. Воронин, С. Г. Навашин, А. А. Ячевский, Л. И. Курсанов и др.

Различают лишайники трёх типов: НАКИПНЫЕ, или КОРКОВЫЕ (в виде плёнки, часто окрашенной, на камнях, стенах зданий и т. д.); ЛИСТОВАТЫЕ (в виде пластинок, приросших к поверхности субстрата) и КУСТИСТЫЕ, выглядящие как маленькие кустики, растущие на поверхности земли или ведущие эпифитный образ жизни (например, олений мох). Лишайники в основном доминируют в растительном покрове тундры, хотя встречаются практически везде: от льдин Антарктиды до влажных тропиков Индонезии. Дело в том, что тело лишайника - слоевище использует субстрат только как основу для прикрепления. Растут лишайники очень медленно, некоторые из них за год прирастают не более чем на 1 мм. Расхожее мнение о том, что лишайники не боятся ничего, кроме загрязнения воздуха, не лишено оснований. Однако оказывается, что для некоторых лишайников, например ряда видов кладонии, даже антропогенные загрязнения не помеха для роста. Кладония способна расти на почвах, содержащих огромное количество тяжёлых металлов, практически в радиусе 1 км от медеплавильного завода. Итак, слоевище лишайника состоит из плотно сплетённых гиф грибов из класса аскомицетов, или базидиомицетов, и одноклеточных водорослей из отделов зелёных или сине-зелёных, размещённых между грибными гифами. Благодаря наличию водорослей в своём теле, лишайник не нуждается в чужеродных органических веществах, он способен синтезировать их сам, именно поэтому лишайники могут расти практически где угодно. Функциями грибов в лишайнике являются защита водорослей от механических повреждений и высыхания и снабжение водорослей неорганическими соединениями.

У лишайников существует три типа размножения: вегетативное, бесполое и половое. Наиболее часто наблюдается вегетативное размножение, основанное на способности лишайника к регенерации из отдельных участков его слоевища. Оно осуществляется путём фрагментации сло-евища или с помощью специальных образований - соредий. Соредии - мельчайшие образования, состоящие из одной или нескольких клеток водоросли и окружённые грибными гифами. Каждый из компонентов лишайника может размножаться также характерными для грибов или водорослей способами. Лишайники участвуют в круговороте жизни на нашей планете, они выделяют на субстрат, к которому прикрепляются, кислоты, частично его разрушающие, благодаря чему возникают предпосылки для образования почвенного слоя, на котором в дальнейшем поселяются и другие организмы. Из слоевищ лишайников получают эфирные масла, используемые в парфюмерии и медицине, а также красители для тканей. Лишайники - основной корм для северных оленей (олений мох - ягель). Среди лишайников почти нет ядовитых видов, хотя некоторое ядовитое действие на животных может оказывать поедаемая ими ксантория. Многие лишайники продуцируют антибиотические вещества. Некоторые лишайники могут даже употребляться в пищу человеком, например, в пустынях Среднего Востока съедобной считается аспи-цилия, иначе называемая лишайниковой манной. В рационе японцев присутствуют блюда из умбиликарии съедобной. По особенностям строения слоевищ лишайники подразделяют на классы, а по отношению к субстратам и факторам окружающей среды их подразделяют на несколько экологических групп, например, эпифитные лишайники, растущие на стволах и ветках деревьев и кустарников, включают накипные, кустистые и листоватые формы. Не все принципы жизнедеятельности лишайников сегодня понятны учёным - отсюда проистекает некоторая путаница в таксономическом положении лишайников в системе органического мира. До последнего времени лишайники на правах отдела включали в царство растений, хотя некоторые специалисты склонны рассматривать лишайники как самостоятельное царство. Наука, изучающая лишайники, называется лихенологией.

РАСТЕНИЯ - эукариотические организмы, способные синтезировать органические соединения СО 2 и Н 2 О с выделением кислорода, используя энергию солнечных лучей, т. е. осуществляя фотосинтез; состоящие из клеток с плотными оболочками, как правило из целлюлозы; ведущие в основном неподвижный образ жизни (рис. 56). Растения образуют самостоятельное царство и подразделяются на высшие (300-350 тыс. видов) и низшие (около 150 тыс. видов).

Наука, занимающаяся изучением растений, называется ботаника. Первые датируемые сведения о растениях содержатся в древних рукописях Востока. Начало ботанике как науке положили древние греки. Изучением растений занимался Аристотель, но «отцом ботаники» по праву считают его ученика Теофраста (370-285 гг. до н. э.). В двух своих трудах - «История растений» и «О причинах растений» - он заложил основы классификации растений и описал известные на тот период времени древесные, травянистые, кустарниковые и кустарничковые растения.

Царство растений очень неоднородно, среди его представителей есть настоящие гиганты (эвкалипты имеют до 120 м высоты) и карлики (например, цветковое растение вольфия бесчерешковая, размеры побега которой измеряются в миллиметрах). К высшим относятся все растения, цветковые и нецветковые, имеющие корни и побеги. Как правило, высшие растения произрастают на суше, хотя встречаются и водные: кувшинка, элодея, лотос. Высшие растения подразделяются на отделы: цветковые (покрытосеменные), голосеменные, папоротники, хвощи, плауны, мохообразные.

Тело высших растений расчленено на органы, например, у цветковых растений есть корни, побеги, цветки и плоды с семенами. Побег, в свою очередь, состоит из стебля и листьев. Побег осуществляет функцию фотосинтеза и проведения минеральных и органических веществ, а корень прикрепляет растение к почве и извлекает из неё минеральные вещества, растворённые в воде. Корни и побеги называют вегетативными органами, кроме питания они ещё выполняют функцию дыхания. Цветки, плоды и семена ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ - органы размножения, иначе их называют репродуктивными, или генеративными, органами, благодаря им происходит семенное размножение и расселение растений. Следует отметить, что размножение цветковых растений может осуществляться и вегетативными органами: ползучими побегами, столонами, корневищами, клубнями, луковицами, листьями, корневыми отпрысками. Цветковые (покрытосеменные) растения представлены различными жизненными формами: деревьями, кустарниками, кустарничками, травами и лианами. Большинство растений - многолетники, травы же могут быть как многолетними, так однолетними и двулетними. По особенностям в строении семян цветковые растения делят на два класса: однодольные (лук, пшеница) и двудольные (фасоль, горох). По особенностям в строении цветков покрытосеменные растения подразделяются на семейства: розоцветные, бобовые, сложноцветные, крестоцветные, паслёновые, злаковые, лилейные и т. д. В цикле развития у цветковых растений доминирует спорофит (само растение, включающее корень и побег), гаметофит представлен пыльцевой трубкой со спермиями (мужской) и восьмиядерным зародышевым мешком, образующимся в семяпочке (женский). Размножаются цветковые растения по принципу двойного оплодотворения, открытого С. Г. Павашиным в 1898 г. у лилейных. Предковые формы цветковых растений были тесно связаны с семенными папоротниками. На сегодняшний день покрытосеменных насчитывают около 250 тыс. видов. Хозяйственное значение покрытосеменных огромно: среди них много пищевых растений (пшеница, рожь, картофель, томаты, кукуруза, сахарный тростник и т. д.); кормовых (мятлик, овсяница); лекарственных (валериана, родиола, подорожник); технических (подсолнечник, соя, лён, конопля); декоративных (пион, гладиолус, ирис) и т. д.

ГОЛОСЕМЕННЫЕ РАСТЕНИЯ имеют незащищённые семяпочки, расположенные открыто на семенной чешуе шишки (у них нет настоящего цветка и плода, как у цветковых). В цикле развития преобладает спорофит. Среди голосеменных больше вечнозелёных деревьев (ель, сосна, кипарис, туя), реже встречаются листопадные деревья (лиственница), кустарники (можжевельник) и лианы (эфедра). Форма листовых пластин у голосеменных различна: от пластинчатой (гинкго, саговник) до игловидной (сосна). Голосеменных на Земле около 600 видов, произошли они в девоне от примитивных разноспоровых и древовидных папоротниковидных. В систематике растений голосеменные подразделяются на четыре класса: хвойные, саговниковые, гнетовые и гинкговые. Хвойные составляют большинство и доминируют в растительном покрове в умеренном климатическом поясе. Размножаются голосеменные с помощью ветра благодаря наличию воздушных мешков у пыльцы из мужских шишек. Спермий переносится на семязачаток (опыление), пыльцевая трубка прорастает к семяпочке, и весной следующего года осуществляется оплодотворение (яйцеклетка сливается со спермием); из образовавшейся зиготы развивается зародыш, а к осени следующего года формируется семя, после чего в конце зимы чешуйки шишки раскрываются и к концу второго года семена высыпаются наружу. Использование голосеменных чрезвычайно широко. Их семена содержат много масла и употребляются в пищу; древесина находит применение в качестве сырья для целлюлозобумажной и мебельной промышленности; из коры получают дубильные вещества, а при сухой перегонке древесины (ели) вырабатывают смолу, канифоль, скипидар; из сердцевины саговников, содержащей много крахмала, путём технологически несложного процесса можно изготавливать крупу саго. Многие голосеменные являются долгожителями, например, калифорнийские сосны доживают до 4,5 тыс. лет.

Отдел ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ, или ПАПОРОТНИКИ, объединяет свыше 9 тыс. видов высших споровых растений, произошедших, вероятно, от риниофитов во второй половине палеозойской эры (девон, карбон). Папоротниковидные широко распространены по поверхности Земли, среди них встречаются как древовидные папоротники (в тропиках), так и травянистые многолетники (в умеренных широтах), и даже лианы. Папоротники подразделяются по образу жизни на наземные, наскальные, водные. Много папоротников растёт в лесах умеренного климатического пояса. На Среднем Урале можно встретить такие папоротники, как кочедыжник, щитовник, орляк, многоножку, страусник, гроздовник и др. Спорофит у папоротников представлен крупным многолетним травянистым растением, иногда до полутора метров высотой. Над землей обычно возвышается пучок зелёных листьев - вай, которые спирально располагаются на подземном корневище. Молодые листья свёрнуты в «улитку» и растут довольно медленно. От корневища в почву уходят придаточные корни, прочно закрепляющие растение в субстрате. К августу у папоротников умеренных широт на обратной стороне вай образуются спорангии со спорами, собранные в пучки - сорусы. Спора падает на землю и прорастает с образованием заростка (гаметофита), имеющего вид небольшой сердцевидной зелёной пластинки. На нижней поверхности этой пластинки имеются ризоиды (корнепо-добные выросты, прикрепляющие гаметофит к субстрату) и половые органы: женские (архегонии) и мужские (антеридии). В женских органах созревает по одной неподвижной яйцеклетке, в мужских образуются многожгутиковые сперматозоиды. После оплодотворения (в присутствии воды) формируется зародыш, который со временем превращается во взрослый спорофит. Многие папоротники выращивают в качестве комнатных декоративных растений; но среди них имеется большое количество видов пищевых (орляк); лекарственных (щитовник мужской); технических (водный папоротник азолла в странах тропической Азии используется в качестве азотного удобрения).

Представители отдела ХВОЩЁВЫХ, или КЛИНОЛИСТОВИДНЫХ, распространены всюду, кроме Австралии и Новой Зеландии. Они произрастают на болотах, в лесах, на пашне и представлены многолетними травянистыми растениями. Хвощи имеют членистое, ветвистое корневище с придаточными корнями и надземные побеги, обычно двух видов (вегетативные - зелёные, мутовчато разветвлённые, летние и бурые - неветвящиеся, на верхушке несущие спороносный колосок, весенние). Из спор, развивающихся в спороносных колосках, после их падения на землю вырастают заростки. На заростках, так же как и у папоротниковидных, развиваются половые органы - антеридии и архегонии. После оплодотворения образуется зигота, потом зародыш, и после формируется взрослое растение - спорофит. В далёком прошлом каменноугольные хвощи - каламиты достигали 30 м, сегодня самый большой хвощ достигает 12 м, но не в высоту, а в длину, - это одна из Южноамериканских лиан. В наших широтах встречаются хвощи высотой лишь до 40-60 см: хвощ лесной, полевой, луговой, зимующий, болотный.

Отдел ПЛАУНОВИДНЫХ насчитывает около 400 видов в основном травянистых растений со стелющимися стеблями, мелкими линейно-шиловидными листьями и придаточными корнями. В середине лета на побегах образуются спороносные колоски. В колосках созревают споры, которые, после того как упадут на влажную почву, прорастают в заросток. На заростке формируются антеридии и архегонии, и после оплодотворения, так же как и у хвощей, развивается зародыш, со временем превращающийся во взрослое растение - спорофит. Плауны - лесные растения, изредка встречаются на опушках и по лесным дорогам, иногда вдоль болот. В наших широтах произрастают плауны: годичный, булавовидный, сплющенный. В каменноугольный период, когда возникали мощные слои угля, среди плаунов встречались настоящие гиганты - деревья лепидодендроны и сигиллярии до 30 м высотой. Длина современных плаунов не превышает 3 м, причем высота спороносных колосков, возвышающихся над поверхностью, не более 15-20 см. Плауны весьма декоративны, но в культуре растут плохо, за исключением плауна из рода селагинелла. Споры плаунов используются в медицине.

Отдел МОХООБРАЗНЫХ насчитывает около 25 тыс. видов, как правило наземных, растений. Мхи относятся к высшим растениям; хотя у них нет настоящих корней, имеются корнеподобные выросты - ризоиды, прикрепляющие мхи к поверхности почвы. Побег мохообразных состоит из стебля и небольших полупрозрачных клиновидных листочков. Высота побега обычно не превышает 20 см. В умеренных широтах мхи часто образуют сплошной покров в еловых и смешанных лесах. Встречаются мхи и на болотах, а некоторые из них, например сфагнум, просто доминируют в болотных экосистемах, вытесняя всех остальных конкурентов, за исключением некоторых ягодных кустарничков. В жизненном цикле мха доминирует гаметофит. Мхи в основном двудомные растения. На верхушках женских побегов образуются женские половые органы, похожие на небольшие колбочки, в расширенной части которых созревает яйцеклетка. На мужских побегах формируются небольшие, удлинённые мешочки, в которых созревают сперматозоиды. Мхи растут густыми дернинками, и в дождливую погоду сперматозоиды по воде добираются к яйцеклеткам. В результате оплодотворения образуется зигота, из которой прямо на женском гаметофите развивается коробочка на длинной ножке (спорофит). Коробочка снабжена крышечкой, внутри расположен спорангий со спорами. В сухую погоду, после созревания спор, крышечка отваливается, коробочка наклоняется и споры высыпаются на землю. На влажной земле спора прорастает с образованием тонкой зелёной нити. Нить ветвится, на ней закладываются почки, из которых вырастают новые побеги мха. Мхи - преимущественно многолетние растения. Систематики подразделяют их на три класса: антоцербтовые (распространены в основном в тропиках и субтропиках); печёночники (маршанция) и листостебельные мхи. Последние составляют большинство и подразделяются на два подкласса: сфагновые, или торфяные, мхи и зелёные мхи. Значение мхов огромно. При неполном разложении отмерших остатков сфагновых мхов образуются залежи торфа, который используется в качестве топлива; применяется как удобрение; при сухой перегонке из торфа получают фенолы, парафин, аммиак, путём гидролиза - спирт и другие материалы. Моховидные известны с карбона, их предками считаются риниофиты.

Систематика водорослей разработана ещё недостаточно хорошо. На сегодняшний день выделяют 12 отделов водорослей, хотя Сине-зелёные (прокариоты) часто относят к бактериям, а отдел Эвгленовые водоросли классифицируют в типе Простейших (царство Животные). В морях водоросли располагаются в диапазоне от поверхности до глубины 200 м.

Размножаются водоросли разными способами: одноклеточные - делением клетки; колониальные - распадом колонии; многоклеточные - кусочками разрывающегося слоевища, а также спорами, как грибы: подвижными зооспорами, имеющими жгутики, и неподвижными, разносимыми водой. Некоторые размножаются половым способом. Если сливаются одинаковые по величине половые клетки, говорят об изогамии. Способ оплодотворения, при котором соединяются разные по величине гаметы (половые клетки), называется гетерогамией. В случае, когда неподвижную гамету (яйцеклетку) оплодотворяет подвижная гамета (сперматозоид), имеют в виду оогамию.

Иногда гаметы не образуются, а просто сливается содержимое двух клеток (у многоклеточных водорослей с образованием цитоплазматического мостика); такой процесс называют конъюгацией (соединением), имеется, например, у нитчатой водоросли спирогиры.

Велика роль водорослей в биосфере как первичных продуцентов органического вещества. Не менее они важны и как древнейшие фотосинтезирующие организмы на Земле, создававшие первичную атмосферу. Учёные считают, что от водорослей, ещё в палеозойскую эру вышедших на сушу, произошли наземные растения. Водоросли широко используются в народном хозяйстве, в первую очередь как пищевые растения (ламинария); из водорослей получают соли альгиновой кислоты - альгинаты, которые необходимы при производстве мороженого, фруктовых соков, консервов, пластмасс, лаков и красок; при переработке водорослей получают шестиатомный спирт - маннит, который используют при лечении диабета, для выделки кож и бумаги (когда-то его применяли и при изготовлении взрывчатки); из водорослей добывают агар и каррагены, последние в медицине применяют как ингибиторы, подавляющие рост вируса СПИД; некоторые водоросли используют для извлечения из них йода. Многие водоросли являются важным звеном в биологической очистке сточных вод. Водоросли, живущие в почве, повышают её плодородие. Наука о водорослях называется альгология.

Среди наиболее важных отделов - отдел ЗЕЛЁНЫЕ ВОДОРОСЛИ, представители: одноклеточные водоросли - хламидомонада и хлорелла; колониальные водоросли - вольвокс и пандорина; нитчатые многоклеточные водоросли - спирогира, хара. Основной признак представителей этого отдела отражён в названии - все они содержат те же пигменты, что и высшие растения - хлорофиллы.

Отдел БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ представлен в основном жителями моря, имеющими слоевища длиной от нескольких сантиметров до 50 м, бурый цвет которых обусловлен пигментами-ксантофиллами. Среди них всем известная бурая водоросль ламинария (морская капуста), макроцистис, фукусы и саргассы (растущие у берегов Америки).

Отдел ДИАТОМОВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ представлен большей частью одноклеточными, живущими небольшими колониями и входящими в состав планктона, который является основным кормом рыб и целого ряда ракообразных. Клетки диатомовых водорослей снаружи покрыты твёрдым панцирем, состоящим из двух половинок, включающих в свой состав двуокись кремния. Массовые скопления створок диатомовых водорослей образуют горную породу - диатомит. Раньше, пропитывая диатомит нитроглицерином, получали взрывчатку - динамит. Сегодня диатомиты используют в строительстве и химической промышленности.

Отдел КРАСНЫЕ ВОДОРОСЛИ, или БАГРЯНКИ, включает в состав в большинстве своём многоклеточные, глубоководные (до 100 м) виды. Окраска водорослей обусловлена сочетанием нескольких пигментов: хлорофилла, фикоэритрина, фикоциана. Наиболее известна красная водоросль порфира, которую используют в пищу жители Тихоокеанского побережья, для этого её специально выращивают на морских фермах у берегов Японии и Кореи.

Рис. 57. Филогенетическое древо животного мира, построенное в соответствии с эволюционной теорией. Палеонтологическая летопись содержит мало сведений о родственных связях между представленными здесь группами, потому что первые беспозвоночные, лишенные твердых структур, плохо сохранились. Теория, отраженная в этой схеме, создана главным образом на основе данных о строении и зародышевом развитии современных животных. Близкородственные животные обычно характеризуются сходным зародышевым развитием

Беспозвоночные животные включают в свой состав всех представителей подцарства одноклеточных: Саркомастигофоры (Корнежгутиковые); Споровики; Книдоспоридии; Микроспорйдии; Инфузории и т. д. - всего 7 типов, и 17 типов подцарства многоклеточных, 6-8 из них изучается в школе: Губки; Кишечнополостные; Плоские черви; Круглые черви (Первичнополостные); Кольчатые черви; Членистоногие; Моллюски (Мягкотелые); Иглокожие. Зоология позвоночных животных объединяет все сведения только по одному типу многоклеточных животных - Хордовым.

Все перечисленные выше типы можно объединить под одним названием - ПРОСТЕЙШИЕ. На текущий момент насчитывается около 40 тыс. видов этих животных. По сравнению с другими типами, Простейшие стали известны совсем недавно, со времени изобретения микроскопа. Первые описания Простейших относятся ко второй половине XVII в.

Само же понятие «Простейшие» было сформулировано лишь в XIX в. Келликером и Зибольдом. Многие простейшие, например фораминиферы, играли важную роль в формировании осадочных пород (известняков и мелов), которые сегодня широко используются в строительной промышленности. Наука, изучающая простейших, называется протозоология.

Первые многоклеточные животные произошли, по-видимому, от колониальных жгутиконосцев. Остатки многоклеточных (кишечнополостных, червей) встречаются в докембрийских отложениях. Многоклеточные беспозвоночные обитали в воде, имели небольшие размеры тела, которое представляло собой кооперацию специализированных клеток.

Некоторые беспозвоночные вели прикреплённый образ жизни, как представители типа ГУБОК. Сейчас на Земле около 5 тыс. видов губок. Губки похожи на небольшие «мешочки» или «варежки», устьем обращённые к поверхности водоёма. Внутренняя полость губок выстлана слоем жгутиковых клеток - хоаноцитов, участвующих в процессе захвата пищи и её переваривании в ходе пассивного питания (вода вместе с бактериями, сине-зелёными водорослями, простейшими попадает через поры и каналы в теле губки во внутреннюю полость и через устье выходит наружу - все твердые частицы пищи при этом удерживаются хоаноцитами). Поверхностный слой губки образован плоским эпителием. Между слоями содержится бесструктурная масса - мезоглея с включениями в виде кремниевых или известковых игл (спйкул), выполняющих роль скелета. Большинство губок - гермафродиты. Из яйца развивается личинка, которая выходит наружу из тела губки, какое-то время плавает, затем оседает на дно и даёт начало новой губке. Губки способны размножаться вегетативно, путём почкования. Некоторые губки применяются в медицине, косметологии и для технических целей. В природных ценозах губки выполняют функцию фильтраторов. Очень много пресноводных губок обитает в озере Байкал, возможно, отчасти этим объясняется чистота его воды. Среди губок в умеренных широтах наиболее известна губка бодяга.

Тип КИШЕЧНОПОЛОСТНЫХ объединяет около 9 тыс. видов, ведущих исключительно водный образ жизни. Среди кишечнополостных имеются как свободноживущие представители, так и виды, прикреплённые к субстрату. Кишечнополостные характеризуются радиальной симметрией и двухслойным строением. В наиболее простом случае тело кишечнополостных имеет вид открытого на одном конце мешка. В полости мешка происходит переваривание пищи, а отверстие мешка является ртом. Кроме внутриполостного пищеварения имеется внутриклеточное. Остатки непереваренной пищи удаляются через рот. Сидячие формы кишечнополостных называют полипами, свободноплавающие - медузами. Деление на полипов и медуз не систематическое, а морфологическое, дело в том, что на разных стадиях жизненного цикла один и тот же вид кишечнополостных имеет строение то полипа, то медузы. Многие полипы ведут колониальный образ жизни (коралловые полипы). К характерным особенностям представителей типа относится наличие стрекательных и эпителиально-мускульных клеток. В типе выделяют три класса: Гидроидных полипов (представители: гидра, тубулярия, обелия); Сцифоидных полипов и медуз (аурелия, цианея, корнерот); Коралловых полипов (мадрепоровые кораллы, актинии - бесскелетные кораллы). У коралловых полипов нет стадии медуз, зато в их теле часто поселяются симбионты - одноклеточные водоросли зооксан-теллы, которые поставляют кораллам органические соединения и углекислый кальций для скелета. В результате жизнедеятельности кораллов образуются рифы (береговые, барьерные и атоллы). Рифы служат местом обитания многих морских животных, здесь в большом количестве поселяются водоросли, моллюски, черви, ракообразные, иглокожие и другие обитатели дна - создаётся неповторимая экосистема.

Тип КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ объединяет около 9 тыс. видов сегментированных вторичнополостных животных, с размером тела от нескольких миллиметров до 3 м. Тип характеризуется наличием целома, присутствием кольцевых и продольных мышц в кожно-мускульном мешке, появлением замкнутой кровеносной системы (два главных сосуда - брюшной и спинной - соединены поперечными сосудами, образующими «сердца»), сегментированными парными прото- или метанефридиями, кожным (иногда жаберным) дыханием. Нервная система состоит из «головного» мозга и нервной цепочки. Имеются органы чувств: глаза, обонятельные ямки, органы равновесия, щупальца. Кольчатые черви раздельнополые или гермафродиты. Развитие прямое или с личинкой трохофорой (у примитивных морских червей). Обитают в морях, пресных водоёмах, на суше. В типе Кольчатых червей выделяют три класса: МНОГОЩЕТИНКОВЫЕ (нереис, пескожил); МАЛОЩЕТИНКОВЫЕ (трубочник, дождевой червь); ПИЯВКИ (медицинская пиявка, большая ложноконская пиявка). Значение кольчатых червей в экосистемах чрезвычайно велико. Многощетинковые являются прекрасным кормом для рыб и ракообразных. Дождевой червь участвует в процессе почвообразования (продвигаясь в почве, червь как бы пропускает её через себя, тем самым удобряя и рыхля субстрат). Пиявки используются в медицине (в слюне пиявки содержится белок гирудин, препятствующий свёртыванию крови, он останавливает развитие тромбов в кровеносных сосудах и полезен при гипертонической болезни).

Тип ЧЛЕНИСТОНОГИЕ является самым большим типом царства Животные, в нём более 1,5 млн видов. Основными признаками типа являются следующие: гетерономная сегментация тела (выделяют голову, грудь и брюшко; хотя у некоторых видов сегменты могут сливаться); подвижно соединённые с телом конечности; наличие хитиновой кутикулы, образующей наружный скелет членистоногих; мускулатура представлена отдельными мышечными пучками - мышцами; имеется смешанная полость тела, или миксоцель. Пищеварительная система членистоногих состоит из трёх отделов: передней, средней и задней кишок. Появляются пищеварительные железы, секретирующие пищеварительные ферменты. Кровеносная система характеризуется появлением центрального пульсирующего органа - сердца, вместе с тем кровеносная система снова становится незамкнутой, жидкость в ней циркулирующая - гемолимфа, из артерий изливается в полость тела, омывает внутренние органы и вновь поступает в кровеносные сосуды и сердце. Органы дыхания членистоногих разнообразны. У водных жителей это жабры; у сухопутных обитателей - «лёгкие» и особые дыхательные трубочки - трахеи. Жабры и «лёгкие» в эволюционном плане представляют собой ничто иное, как видоизменившиеся конечности. Нервная система похожа на таковую у кольчатых червей, однако наблюдается большая концентрация нервных ганглиев в головном и грудном отделах, которые, сливаясь, образуют нервные узлы. Неплохо развиты органы чувств: кроме простых глаз имеются сложные фасеточные, состоящие из множества мелких глазков, что даёт мозаичное изображение предметов. Хорошо развиты органы осязания. Выделительная система членистоногих представлена особыми коксальными железами и мальпигиевыми сосудами. Членистоногие обладают только половым способом размножения, причём они, как правило, раздельнополы, иногда с ярко выраженным половым диморфизмом. У большинства представителей типа развитие сопровождается линькой. В типе выделяют три класса: Ракообразные (20000 видов), Паукообразные (350 000 видов) и Насекомые (1 000 000 видов).

Класс НАСЕКОМЫХ относится к подтипу Трахейных и характеризуется подразделением туловища на голову, грудь и брюшко; наличием трёх пар конечностей, только на голове и груди; многообразными ротовыми аппаратами: грызущим, лакающим, колюще-сосущим, лижущим. Ротовой аппарат создаётся верхними челюстями - мандибулами и нижними челюстями - максйллами. У пчёл и шмелей, имеющих лакающие ротовые органы, мандибулы служат для сбора и размалывания твёрдой цветочной пыльцы, а максиллы - для всасывания нектара. Присутствие крыльев обуславливает возможность полёта (в большинстве случаев их две пары). Класс Насекомых включает всех трахейнодышащих членистоногих, имеющих мальпигиевы сосуды в качестве органов выделения. Мальпигиевы сосуды представляют собой трубочки, открывающиеся одним концом в полость тела, а другим в заднюю кишку. Продукты обмена из гемолимфы в виде мочевой кислоты поступают в мальпигиевы сосуды, а затем в виде кристаллов мочевой кислоты вместе с непереваренными остатками пищи выводятся через анальное отверстие наружу. Выделительные функции может также играть жировое тело (рыхлая ткань, в которой способны откладываться как кристаллы мочевой кислоты, так и питательные вещества). Благодаря наличию жирового тела насекомые могут подолгу голодать, не теряя способности к активной жизнедеятельности (клопы и тараканы до 6 месяцев). У насекомых великолепно развито зрение, осязание и обоняние (самцы бабочки артемиды прилетают на запах самки за 11 км). Почти все насекомые раздельнополы.

Сегодня класс Насекомых подразделяется на более чем 30 отрядов, среди которых главнейшими являются нижеследующие. Жесткокрылые (жуки) - майский жук, жужелица, долгоносик, божья коровка, навозный жук, колорадский жук. Они имеют жёсткие передние и перепончатые задние крылья, передние (надкрылья) прикрывают собой задние крылья. Ротовые органы грызущие. Развиваются с полным превращением. Отряд Чешуекрылые (бабочки) - капустница, крапивница, махаон, павлиний глаз, перламутровка. Бабочки имеют две пары чешуйчатых крыльев (чешуйки - видоизменённые хитиновые волоски). Ротовой аппарат - сосущий хоботок, свёрнутый спиралью. Развиваются с полным превращением (у личинок развивается ротовой аппарат грызущего типа). Отряд Перепончатокрылые - муравьи, осы, шмели, пчёлы, пилильщики, наездники. Имеют две пары перепончатых прозрачных крыльев, грызущий или лижущий ротовой аппарат. У самок на конце брюшка расположен яйцеклад, у пчёл и шмелей видоизменённый в жало. Развитие с полным превращением. У некоторых перепончатокрылых личинки развиваются в куколках или в личинках других насекомых. Отряд Двукрылые - мухи, комары, слепни. Представители отряда имеют одну пару перепончатых крыльев и лижущие или колюще-сосущие ротовые органы. Развитие с полным превращением. Отряд Прямокрылые - кузнечики, саранча, медведки. У прямокрылых развиты передние крылья с продольным жилкованием, задние крылья - веерообразные; грызущий ротовой аппарат. Неполное превращение. Отряд Клопы включает виды, имеющие две пары крыльев и колюще-сосущий ротовой аппарат. Развитие с неполным превращением. Представители: лесной, ягодный, постельный клопы. Отряд Равнокрылые - тля, медяница. У насекомых развиты две пары прозрачных крыльев и ротовые органы в виде колюще-сосущего хоботка. У равнокрылых развитие с неполным превращением. Значительная часть насекомых возникла и эволюционировала параллельно е цветковыми растениями. Наука о насекомых называется Энтомологией. К сожалению, сегодня биоразнообразие насекомых сокращается. В Красную книгу России внесено около 200 видов, из которых 34 вида находится в Красной книге Среднего Урала.

Тип МОЛЛЮСКИ (МЯГКОТЕЛЫЕ) - беспозвоночные вторичнополостные животные, возникшие предположительно в докембрии от червеобразных предков. Распространены по всему земному шару. Большинство обитает в морях, хотя встречаются моллюски в пресноводных водоёмах и на суше. Вводные жители в основном ведут донный образ жизни и подразделяются на роющих, прикреплённых к субстрату и ползающих; детритофагов, хищников и растительноядных соскребателей. В общей сложности моллюсков на Земле около 130 тыс. видов. К характерным особенностям типа относятся следующие: тело делится на три отдела - голову (у сидячих форм голова может редуцироваться), туловище и ногу (нога представляет собой вырост брюшной стенки тела, на котором моллюск ползает); имеется мантия - наружная кожная складка, покрывающая тело; водные представители типа дышат при помощи жабр, у сухопутных видов появляется лёгкое; сверху тело моллюска несёт защитную раковину, в основном из углекислого кальция, являющуюся производной мантии (плавающие моллюски раковину потеряли); для размельчения пищи у моллюсков возникает радула - роговые крючковидные выросты стенок глотки; кровеносная система незамкнутая и состоит из сердца (подразделяемого на предсердия и желудочки), аорты, артерий, лакун (промежутков между органами, куда изливается кровь) и вен; появляется крупная пищеварительная железа - печень.

ГОЛОВОНОГИЕ моллюски объединяют около 650 видов, ведущих активный образ жизни и наиболее высокоорганизованных беспозвоночных животных. Нога у моллюсков превратилась в венец щупалец на голове. От раковины остался рудимент, погружённый в мантию и похожий на узкий хрящ. Все головоногие - хищники. У моллюсков появляется мозг (несколько сближенных ганглиев, образующих единую нервную массу, заключённую в хряще-видный череп). В теле имеется особое приспособление - «чернильная» железа, выделения которой ядовиты и парализуют обонятельные нервы хищных рыб. Головоногие раздельнополы. У большинства из них выражен половой диморфизм (самцы обычно мельче самок). Среди представителей: кальмары, осьминоги, каракатицы. Практически все головоногие моллюски являются объектом промысла, по пищевой ценности мясо кальмаров не уступает говядине.

Представители типа ИГЛОКОЖИЕ (морские лилии, морские звёзды, змеехвостки-офиуры, морские ежи) относятся к большой группе животных, объединённых под общим названием ВТОРИЧНОРОТЫХ. У всех рассмотренных ранее представителей типов Беспозвоночных (пер-вичноротых) ротовое отверстие существовало на месте личиночного рта, у вторичноротых на этом месте возникает анальное отверстие, а рот прорывается заново. Вторичной полостью тела у иглокожих является целом, но образуется он не из клеток, лежащих около кишечника (как у первичноротых), а непосредственно из самих выпячиваний кишечника личинки, которые затем от него отшну-ровываются. Иглокожие возникли в докембрии, и хотя в палеозое большинство из них вымерло, на сегодняшний день в морях и океанах планеты обитает около 5 тыс. видов этих беспозвоночных. По плану строения они резко отличаются от всех других животных. Для иглокожих характерна радиальная симметрия, чаще всего пятилучевая. Среди иглокожих есть как сидячие, так и подвижные виды. Они сильно различаются по форме тела, могут быть звёздчатыми и шаровидными; дисковидными и кубышко-образными; червееобразными и похожими на цветок. Размеры тела составляют от нескольких сантиметров до 1 м (некоторые ископаемые морские лилии были до 20 м в длину). У большинства иглокожих под кожей развивается скелет из известковых пластинок с шипами, которые могут выступать наружу. Рот расположен в центре тела. Спецификой иглокожих считается наличие у них амбулакральной системы (водно-сосудистой), через неё идёт газообмен и выделение, она также способствует передвижению. Есть кровеносная система. Специальные органы выделения отсутствуют. Нервная система не развита (состоит из радиальных нервных тяжей). Кишечник представлен трубкой или у некоторых видов мешковидным образованием. Иглокожие раздельнополы (редко гермафродиты), оплодотворение наружное; двусторонне-симметричная личинка долго плавает и претерпевает метаморфоз. Иглокожие подразделяются на три подтипа и пять классов. По образу питания иглокожие различаются: среди них имеются детритофаги, хищники и растительноядные формы. В свою очередь сами иглокожие являются кормом для придонных рыб. Некоторые виды используются человеком в качестве объекта промысла, это морские ежи и голотурии (морские огурцы) - кукумария и трепанг.

Тип ХОРДОВЫЕ представлен 43 тыс. видов современных вторичноротых животных со скелетом в виде лежащей над кишкой хорды. Очень часто хордовых называют высшим типом среди животных, поскольку к нему относятся наиболее известные представители царства Животных: рыбы и земноводные, рептилии и птицы, млекопитающие, и в том числе человек. Внешний облик хордовых очень разнообразен - от неподвижных мешковидных асцидий до различных по форме позвоночных животных. Размеры хордовых также колеблются: от нескольких миллиметров или сантиметров (личинки лягушек - головастики) до 30 м и 150 т (некоторые киты). Положение хордовых в системе животного мира достаточно обособлено. Следующие ниже общие черты организации хордовых не встречаются у представителей других типов: 1) имеется хорда - спинная струна, выполняющая функции внутреннего скелета (у некоторых видов хорда существует не всю жизнь, а только на определённых фазах развития), у большинства видов животных в ходе онтогенеза хорда замещается позвоночником; 2) центральная нервная система имеет форму трубки, лежащей над хордой, у позвоночных она дифференцируется на два отдела: головной и спинной мозг; 3) передний отдел пищеварительной трубки - глотка - пронизан открывающимися наружу жаберными отверстиями и выполняет две функции: части пищеварительного тракта и органа дыхания, причём у водных позвоночных развиваются производные глотки - специализированные органы дыхания - жабры, а у сухопутных - лёгкие; 4) на протяжении всего онтогенеза и филогенеза в кровеносной системе функционирует усложняющийся мышечный орган - сердце, которое расположено на брюшной стороне тела, под хордой и пищеварительной трубкой. Хордовым свойственна двухсторонняя (билатеральная) симметрия: через тело можно провести лишь одну плоскость симметрии, делящую его на две половины, являющиеся как бы зеркальным отражением друг друга. Предполагают, что предками хордовых были какие-то кольчатые черви (многощетинковые), перешедшие к активному образу жизни. Переход примитивных хордовых в новую среду обитания - из моря в пресноводные водоёмы и на сушу, - по-видимому, способствовал развитию двигательной системы, интенсификации метаболизма, усовершенствованию нервной системы и органов чувств, что в свою очередь сопровождалось усложнением поведения и возникновением разнообразных форм общения.

Тип Хордовые подразделяется на три подтипа: Голо-вохордовые(Бесчерепные), Оболочники (Личиночнохор-довые), Позвоночные (Черепные) и 15 классов. В современной фауне хордовые занимают всего 3% от общего числа видов животных, но значение их огромно, особенно в экосистемах, где хордовые являются завершающими звеньями в цепях питания (консументы). Велика роль хордовых (особенно позвоночных) и в жизни человека. Среди одомашненных видов они составляют 80%. Промысел рыб, птиц и млекопитающих является одним из направлений деятельности человека, обеспечивающих его животным белком и сырьём для медицины и промышленности (кожевенная, текстильная и т. п.). Среди хордовых много вредителей сельского хозяйства и переносчиков возбудителей инфекционных заболеваний (мышевидные грызуны, голуби и т. д.).

ГОЛОВОХОРДОВЫЕ обитают во многих морях земного шара, ведут донный образ жизни. По форме напоминают мелких рыбок от нескольких миллиметров до 6-8 см длиной. В подтипе около 35 видов ланцетников. Название определяется тем, что хвостовой плавник животных похож на медицинский хирургический нож - ланцет. Ланцетники сохраняют все признаки типа Хордовых: имеется внутренний скелет (хорда) и нервная система в виде трубки; глотка прободена многочисленными жаберными щелями и служит органом дыхания, в пищеварительной трубке имеется печёночный вырост, кровеносная система замкнутая.

ОБОЛОЧНИКИ являются наиболее отклонившейся ветвью хордовых животных, развивающейся по пути морфологического регресса. Типичные признаки хордовых представлены у них лишь в личиночной стадии. Оболочники проживают в морях и ведут либо сидячий образ жизни, либо медленно перемещаются в толще воды. Тело покрыто оболочкой, или туникой. Под туникой лежит мантия, или кожно-мускульный мешок. Питание у оболочников пассивное, осуществляется путём фильтрации ими большого количества воды. Практически все - гермафродиты, некоторые, кроме этого, способны размножаться почкованием. К примитивным чертам организации относится наличие незамкнутой кровеносной системы. Среди представителей подтипа наиболее известны асцидии и аппендикулярии. По внешнему виду асцидии напоминают двугорловую банку, прикреплённую основанием к субстрату и имеющую два отверстия - сифона: ротовое и клоакальное. Асцидии часто ведут колониальный образ жизни, так, в тропиках на 1м 2 может поселяться до 10 тыс. особей общим весом до 140 кг. Аппендикулярии представлены мелкими (до 2 см) плавающими животными, похожими на округлых рыбок в прозрачных домиках из слизи, содержащей хитиноподобные вещества. Форма домика различна, но всегда в передней его части размещается конусовидная «ловчая сеть» из тонких слизистых нитей, а в задней части домика имеется выходное отверстие. Постоянная работа хвоста аппендикулярии создаёт ток воды, которая всасывается через сеть и с силой выбрасывается из заднего отверстия домика, тем самым придавая животному способность к реактивному передвижению.

Более высоко организованные хордовые относятся к подтипу ПОЗВОНОЧНЫХ, или ЧЕРЕПНЫХ. Они отличаются активным образом жизни, обусловленным поиском пищи на суше, в связи с чем перестраивается двигательная система. Хорда замещается позвоночником; развивается череп, вооружённый челюстями; возникают парные конечности и их пояса. Появляются новые органы выделения - почки, способные максимально экономить воду при выведении из организма продуктов метаболизма. Усложняется строение и функции нервной системы, органов чувств; совершенствуется гуморальная регуляция. На этой основе разнообразится поведение. Появляется забота о потомстве. Позвоночные известны с ордови-ка и силура. Современных позвоночных подразделяют на семь классов: Круглоротых, Хрящевых рыб, Костных рыб, Земноводных (Амфибий), Пресмыкающихся (Рептилий), Птиц и Млекопитающих (Зверей).

Все остальные хордовые классифицируются как Челюстноротые. РЫБЫ - наиболее древние первичноводные челюстноротые позвоночные, способные жить только в воде. В современной фауне насчитывается около 22 тыс. видов рыб, распространённых во всех водоёмах земного шара (некоторые рыбы, например африканские двоякодышащие, способны какое-то время жить без воды). Среди рыб есть настоящие малютки (бычок, морская собачка), размеры которых во взрослом состоянии не превышают 1,5 см, и есть гиганты (китовая акула, белуга, скат), параметры которых составляют от 5 до 20 м в длину при весе в несколько тонн. Рыбы господствуют в водных биоценозах благодаря особенностям своего внешнего и внутреннего строения. Прекрасные способности пловцов зависят от наличия парных грудных и брюшных плавников; тор-педообразной формы тела, покрытого чешуями; а также достаточно хорошо развитого головного мозга и органов чувств (возникают органы боковой линии). Относительная невесомость рыб достигается двумя способами. Первый представлен у Хрящевых рыб и заключён в накоплении запасов жира в печени и реже в других тканях тела (у акул масса печени составляет 14-25% от общей массы тела). Второй выражен у Костных рыб, у них возникает специальный гидростатический орган - плавательный пузырь, заполненный воздухом. Пищеварительный тракт у рыб дифференцируется на желудок и кишечник, состоящий из двух отделов: тонкого и толстого. Дышат рыбы жабрами. Имеют один круг кровообращения. Кровеносная система замкнутая. Сердце состоит из венозной пазухи, предсердия, желудочка и артериального конуса. Выделительная система рыб представлена средней почкой - двумя лентами по бокам позвоночника. Моча собирается в парных мочеточниках, которые общим отверстием открываются в клоаку, туда же могут открываться и протоки половых желез. Как правило, челюстноротые раздельнополы. Оплодотворение наружное или внутреннее. По местам обитания различают морских и пресноводных рыб. Есть группа проходных рыб, которые часть жизни, обычно во время нереста, проводят в реках и озёрах, а в остальное время живут в море (лососи). Существуют рыбы, которые, наоборот, уходят в море на период размножения (угри). Рыбы бывают глубоководными (панцирная щука, скаты, камбала); некоторые способны обитать в приповерхностных слоях воды (анчоус); часть из них ведёт стайный образ жизни (ставрида), другие живут парами (на период размножения - колюшка) или по одиночке (акула). Рыбы могут вести дневной и ночной образ жизни. У них может быть покровительственная окраска и механические (колючки, шипы, иглы) или электрические средства защиты. В среднем скорость передвижения рыб составляет 2-6 км, но хорошие пловцы способны развивать её до 30-40 км/ч (голубая акула), а при броске на добычу скорость доходит до 110-130 км/ч (меч-рыба).

Класс ХРЯЩЕВЫЕ РЫБЫ включает около 800 видов. Среди его представителей преимущественно морские обитатели. У современных форм скелет хрящевой. Кожа голая или снабжённая плакоидными чешуями (костные пластины, покрытые зубной эмалью). Имеется 5-7 пар наружных жаберных щелей. Плавательного пузыря нет. У многих видов развивается яйцеживорождение или живорождение. Яйца крупные, в плотной рогоподобной капсуле. Ныне живущие хрящевые рыбы подразделяются на два подкласса: Пластиножаберные и Цельноголовые. Среди пластиножаберных наиболее известными являются акулы (250 видов) и скаты (340) видов, а среди цельноголовых - химеры (около 30 видов).

В классе КбСТНЫЕ РЫБЫ около 20 тыс. видов, это самый многочисленный класс Хордовых животных. Его представители населяют практически все водоёмы земного шара. Внутренний скелет костный или хрящевой, но с покровными костями. В коже развиваются ганоидные чешуи (покрытые эмалеподобным веществом), или костные чешуи. Пять пар жаберных щелей всегда прикрыты жаберной крышкой. Имеется плавательный пузырь. У некоторых видов присутствует лёгкое (в виде брюшного выпячивания начала пищевода). У большинства видов оплодотворение наружное, т. е. самка вымётывает икру, а самец поливает её молоками. Яйца (икра) не имеют плотной роговой капсулы. Класс подразделяется на два подкласса: Лопастепёрые рыбы и Лучепёрые рыбы. К лопастепёрым относится 5 отрядов, в числе представителей которых латимерия, рогозуб, протоптерус и многие другие, редкие, часто глубоководные и, к сожалению, малоизвестные рыбы. К лучепёрым рыбам относится 36-40 отрядов, причём часть из них всем хорошо известна, поскольку среди представителей масса промысловых рыб: Осётрообразные (белуга, калуга, осетры, севрюга, стерлядь, шип); Сельдеобразные (сельдь, шпрот, хамса, или анчоус); Лососеобразные (горбуша, кета, чавыча, сёмга, нельма, таймень, сиг, омуль, муксун, форель); Угреобразные (угорь, мурены); Карпообразные (карась, сазан, лещ, плотва, толстолобик); Трескообразные (треска, пикша, минтай, хек, навага, налим); Окунеобразные (окунь, меч-рыба, тунец, судак, бычки, ставрида, скумбрия, зубатка). Все перечисленные отряды, за исключением осётрообразных, относятся к костистым рыбам. Кстати, среди них очень многие были подвергнуты селекции и сегодня разводятся искусственно на рыболовецких фермах и заводах (зеркальный карп) или содержатся в аквариумах (макроподы, петушки, гурами, скаляры). Успешно идёт работа по акклиматизации рыб, например, горбуша заселена в реки Мурманского побережья Баренцева моря; сазан и сиг - в озёра Зауралья.

Первыми и наиболее примитивными позвоночными обитателями суши считают ЗЕМНОВОДНЫХ, или АМФИБИЙ. Всего их около 4000 видов. Амфибии в своём онтогенезе тесно связаны с водой, поскольку не могут без неё обходиться ни на стадии личинки (головастики развиваются в воде), ни во взрослом состоянии. Земноводные произошли от древних кистепёрых рыб в девоне и занимают «промежуточное» положение между рыбами и настоящими обитателями суши. Размеры земноводных составляют от 2-3 см до 1,8 м во взрослом состоянии. К особенностям земноводных следует отнести в основном хрящевой скелет; подвижную голову; появление двух пар конечностей пятипалого типа с шарнирными суставами; образование поясов конечностей, характерных по чертам строения для всех последующих позвоночных; отсутствие грудной клетки (при наличии коротких рёбер), что обеспечивает заглатывание воздуха; большое количество кожных желез; наличие мешковидных или ячеистых парных лёгких (жабры имеются лишь на личиночной стадии развития); появление трёхкамерного сердца (два предсердия и один желудочек); разделение переднего мозга на полушария; приспособление глаз к зрению на воздухе (появляются веки и мигательная перепонка); развитие среднего уха, затянутого мембраной - барабанной перепонкой.

Все земноводные - хищники. Питаются они главным образом насекомыми. Имеют достаточно примитивную пищеварительную систему, которая заканчивается прямой кишкой, впадающей в клоаку, туда же открываются протоки мочеточников и мочевого пузыря. В теле амфибий расположены печень и поджелудочная железа, а также парные почки - мезонефрос. Амфибии раздельнополы, оплодотворение в основном наружное. Развитие яйца происходит в воде, там же из него выходит личинка - головастик, имеющая жабры, «рыбий» хвост и двухкамерное сердце. После метаморфоза, в ходе которого происходит рассасывание жабр, изменение сердца, закладка конечностей, смена питания с растительноядного на хищное, молодая амфибия выходит на сушу. Температура тела земноводных зависит от температуры окружающей среды и лишь слегка превышает последнюю (пойкилотермия). Взрослые амфибии ведут одиночный образ жизни, образуя скопления лишь на период размножения, в течение зимовки и в ходе миграций. Многие виды земноводных способны издавать звуки во время откладки икры, которые помогают другим особям ориентироваться на местности. Неблагоприятный период года земноводные проводят в оцепенении. Длительность зимовки в зонах умеренного климатического пояса может доходить до 230-250 дней. Амфибии (озёрная и травяная лягушки) зимуют в водоёмах, собираясь группами в более глубоких непромерзающих участках. Жабы, квакши, тритоны способны зимовать на суше, забираясь в норы грызунов, под камни и коряги. При понижении температуры тела ниже 0,5-1 градуса земноводные погибают. Большинство видов амфибий обитает у берегов водоёмов в умеренной зоне, а также в тропиках и субтропиках. Некоторые смогли заселить водоёмы (протеи, сирены, шпорцевые лягушки). Часть видов перешла к древесному образу жизни (квакши). А несколько видов смогли освоить пустынные местообитания (зелёная жаба). За Полярный круг проникли сибирский углозуб, травяная и сибирская лягушки. Амфибии являются важным звеном в экосистемах. Питаясь насекомыми, они сами входят в рацион рыб (головастики), рептилий, птиц и млекопитающих. В ряде стран саламандры и лягушки используются человеком в пищу. Они также широко применяются в медицине как лабораторные животные.

В современной систематике класс Амфибий подразделяется на 11 отрядов, основная масса представителей которых дошла до нас в виде палеонтологических находок. В трёх отрядах: Бесхвостых, Хвостатых и Безногих, представители которых ныне населяют планету, насчитывается 2500 видов. Отряд Бесхвостые объединяет 2100 видов, распространённых по всему свету: это жабы, жерлянки, квакши, лягушки, чесночницы. Отряд Хвостатые насчитывает всего 280 ныне живущих видов, у которых голова незаметно переходит в удлинённое туловище и всегда есть хвост, а конечности развиты слабо: скрытожаберники, углозубы и лягушкозубы, сирены и протеи, саламандры. К отряду Безногих относятся виды, напоминающие длинных червей или змей (до 120 см), конечности у них отсутствуют, тело разделено на отдельные «сегменты», в коже присутствуют костные чешуйки; большинство представителей ведёт подземный образ жизни (червяки). Некоторые виды Земноводных сегодня находятся под угрозой исчезновения в связи с загрязнением водоёмов. В Уральском регионе в Красную книгу занесено семь видов: сибирский углозуб, гребенчатый тритон, краснобрюхая жерлянка, обыкновенная чесночница, зелёная жаба, а также сибирская и озёрная лягушки.

ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ, или РЕПТИЛИИ, - первый класс настоящих наземных позвоночных. Древнейшие пресмыкающиеся - котилозавры - появились в карбоне. Среди рептилий преобладают наземные обитатели (хотя есть и вторичноводные животные). Всего насчитывается 8000 видов пресмыкающихся. Размеры тела от нескольких сантиметров до 10 м. Проживают пресмыкающиеся на всех материках, кроме Антарктиды. Общий уровень жизнедеятельности рептилий значительно выше, чем у амфибий. Среди особенностей класса выделяют следующие: кожа сухая, почти лишена желез; в коже образуются роговые чешуи и щитки; дыхание только лёгочное, причём формируются воздухоносные пути - трахеи и бронхи; воздух в организм засасывается в том числе и благодаря появлению грудной клетки; сердце трёхкамерное (у крокодилов четырёхкамерное); два круга кровообращения; метанефрические (тазовые) почки; у ряда видов появляется мочевой пузырь; более крупные размеры головного мозга (увеличиваются большие полушария и мозжечок); скелет окостеневает. Температура тела пресмыкающихся непостоянная, она зависит от колебаний температуры окружающей среды (пойкилотермия). Рептилии раздельнополы, оплодотворение у них внутреннее. Большинство размножается, откладывая яйца, некоторые - яйцежи-вородящие, или живородящие. Яйцо покрыто твёрдой известковой или пергаментообразной оболочкой, защищающей его от высыхания. Среди рептилий преобладают хищники и насекомоядные виды, некоторые растительноядны (черепахи). В современной систематике класс Пресмыкающихся подразделяется на 17 отрядов, из них сегодня живущие представители объединяются в 4 отряда. Остальные 13 отрядов - это палеонтологические находки ранее процветавшей группы, господствовавшей в течение всей мезозойской эры (диплодоки, стегозавры, котилозавры, ихтиозавры, плезиозавры и др.).

Современная фауна Пресмыкающихся включает следующие таксоны: отряд Черепахи (около 200 видов), животные, имеющие панцирь, покрытый роговыми щитками или кожей (у мягкокожистых черепах); отряд Клюво-головые с единственным представителем гаттерией, или туатарой (населяет о-ва Новой Зеландии); отряд Чешуйчатые (6100 видов), среди представителей: хамелеоны, ящерицы (гекконы, игуаны, агамы, сцинки, веретеницы, вараны, ядозубы и настоящие ящерицы), змеи (удавы, питоны, кобры, ужи, гадюки и т. д.); и отряд Крокодилы (аллигаторы и настоящие крокодилы). Форма тела рептилий чрезвычайно разнообразна. Змеи в ходе эволюции утратили конечности и перешли к пресмыканию (средняя скорость движения 5 - 8 км/ч). У многих рептилий появились специализированные органы защиты, например бороздчатые и трубчатые зубы, вводящие секрет ядовитых желез в тело жертвы. Яд змей состоит из смеси белков и ферментов, имеющих свойство разрушать белки жертвы и способствовать свёртыванию крови жертвы (гадюки и ямкоголовые змеи); или из неиротоксинов, парализующих нервную систему жертвы (аспидовые и морские змеи). Усложнение строения головного мозга шло параллельно с усложнением органов чувств, поведения и ориентации животных в пространстве. Популяционная организация рептилий также сложнее, чем у амфибий. Большинство пресмыкающихся ведёт одиночный образ жизни, однако это не исключает постоянного общения с соседями. В результате устанавливаются групповые связи и возникает определённая система в использовании территории. Например, у хамелеонов каждый взрослый самец имеет свой участок, с которого изгоняются другие зрелые самцы, но на котором разрешается проживать нескольким самкам. Территориальные участки рептилий часто неоднородны и состоят из центра активности и периферии, где возможны встречи с соседями. Участки в некоторых случаях приспосабливаются хозяевами: создаётся система тропок, убежищ и укрытий. Кроме активной защиты, рептилии для обороны участка используют химические метки, звуковые сигналы, ритуальные позы. Некоторым пресмыкающимся свойственно образовывать скопления в период размножения и заботиться о состоянии яиц до появления потомства (насиживать, переворачивать и т. д.). Продолжительность активного периода в жизни пресмыкающихся умеренных широт зависит от температуры окружающей среды и составляет примерно пять месяцев в году. Зимуют рептилии в норах грызунов, под камнями и корягами. От мест зимовок пресмыкающиеся могут мигрировать на небольшие промежутки - до 1-2 км (гадюка) или на огромные расстояния - до 2000 км (зелёная черепаха). В биогеоценозах рептилии участвуют в круговороте веществ, являясь звеном в пищевых цепях, а также выполняют функцию рыхлителей грунта, особенно по берегам водоёмов, в которых проживают (аллигаторы). Пресмыкающиеся уничтожают вредных насекомых; у них извлекают яд для изготовления лечебных сывороток, против укусов и для создания на его основе ценных лекарственных препаратов, снимающих болезненные ощущения при таких заболеваниях, как ревматизм, остеохондроз, бронхиальная астма, невралгия и т. д. Панцири черепах, кожу крокодилов и змей использовали ранее, и в менее крупных масштабах применяют сейчас, для изготовления ювелирных и кожевенных изделий. Из-за загрязнения окружающей среды и бесконтрольного промысла некоторые виды рептилий резко сократили свою численность и находятся на грани вымирания, многие из них занесены в Красную книгу. На Урале под охраной числится три вида пресмыкающихся: веретеница ломкая, прыткая ящерица и медянка.

К классу ПТИЦ относятся покрытые перьями позвоночные животные с постоянной температурой тела (гомойотермные), передние конечности которых превратились в крылья. Способность к полёту у некоторых птиц вторично утрачена (пингвины, страусы), зато они обладают возможностью быстрого бега, ходьбы, плавания и ныряния. По ряду анатомо-морфологических особенностей птицы похожи на рептилий. В действительности ещё в триасе от древних пресмыкающихся обособилась ветвь архозавров. Примитивные архозавры - псевдозухии тогда же, в триасе, дали начало крокодилам, разнообразным динозаврам и летающим ящерам. От каких-то мелких псевдозухии обособились птицы, и произошло это примерно 190-170 млн лет назад. Во время господства рептилий птицы были вынуждены заселять наименее подходящие для жизни участки Земли, ещё не освоенные пресмыкающимися и амфибиями. Многие возникшие в ходе эволюции изменения скелета, наружных покровов, внутренних органов и их систем, теплокровность позволили им это сделать. Преобразования в центральной нервной системе влекли за собой усложнение поведенческих реакций, дававших преимущество в борьбе за существование и способствовавших росту численности, появлению новых видов, расселению птиц в биосфере. Сейчас в классе Птиц насчитывается 9000 видов, подразделённых на 2 подкласса и 34 отряда, в том числе 28 из них являются современными и объединяют около 8600 видов живущих ныне птиц.

В 1-й подкласс ЯЩЕРОХВОСТЫХ, или ДРЕВНИХ, ПТИЦ, входит только одна ископаемая птица - археоптерикс, остатки которого были найдены в сланцевых песчаниках - отложениях мелководного залива юрского моря. Было найдено 5 отпечатков скелета и отпечатки перьев похожего на ящерицу пернатого с длинным хвостом, общим размером с голубя. Возраст отпечатков составил 150 млн лет. Во 2-й подкласс ВЕЕРОХВОСТЫХ, --или НАСТОЯЩИХ, ПТИЦ, входят все остальные отряды, объединяющие как современных, так и исчезнувших с лица планеты птиц (эпиорнисов, моа). Когда-то на Земле обитали птицы, масса которых превышала 400 кг, сегодня максимальный вес тела у самых крупных пернатых не превышает 100 кг (африканский страус). Самые мелкие птицы имеют вес от 1,6 г до 20 г (колибри, певчие воробьиные - медоносы и нектарницы). Средняя масса тела современных птиц колеблется в пределах от 50 г до 1 кг. К характерным особенностям класса относят: обтекаемое по форме туловище; подвижную голову; наличие оперенья и видоизменённых конечностей - крыльев; сухую, практически лишённую желез кожу (есть копчиковая железа, вырабатывающая жироподобный секрет, которым птицы смазывают крылья, что способствует их эластичности и несмачиванию водой); наличие роговых чешуи на задних конечностях; роговой клюв; пневматизацию костей; увеличение мозжечка (способствовало лучшей ориентации в пространстве) и общей массы мозга; интенсификацию зрения (крупнее зрительные доли среднего мозга) и слуха; образование системы воздушных мешков (дополнительно к лёгким); четырехкамерное камерное сердце и полное разделение большого и малого кругов кровообращения (способствовало лучшему снабжению тканей кислородом и питательными веществами и более быстрому удалению из организма СО 2 и продуктов распада), гомойотермию (способствовала повышению устойчивости птиц к колебаниям температуры окружающей среды). Насиживание яиц птицами и забота о потомстве через выкармливание птенцов способствовали сокращению их смертности на ранних этапах онтогенеза.

Теплокровность и высокая подвижность птиц обеспечиваются потреблением большого количества пищи. Большинство птиц насекомоядны, имеются растительно-ядные птицы и хищники (поедающие рыб, амфибий, рептилий, птиц менее крупных, чем они сами, и млекопитающих). Встречаются всеядные виды. Пищеварительная система птиц несколько отличается от таковой у рептилий: появляется зоб - временное вместилище пищи; желудок подразделяется на два отдела - железистый (в нём обильно выделяются пищеварительные ферменты) и мускульный (в нём пища перетирается); удлиняется и в большей степени дифференцируется кишечник. Интенсивность пищеварения у птиц очень высока, так, на полное переваривание гусеницы воробей затрачивает 20 мин, а ястреб при весе тела в 1,5 кг за раз может съесть до 1 кг пищи.

Дыхательная поверхность лёгких птиц больше, чем пресмыкающихся, к тому же с ними связаны воздушные мешки, объём которых, в свою очередь, в 10 раз превышает объём лёгких. Воздушные мешки расположены между органами, а некоторые даже способны заходить под кожу или проникать в полости крупных костей. Насыщенный кислородом воздух и при вдохе и при выдохе постоянно находится в дыхательной системе, перекачиваясь из лёгких в воздушные мешки (когда птица поднимает крылья, мешки расширяются и заполняются воздухом из лёгких; при опускании крыльев мешки сжимаются, и воздух, выходя из них, продувает лёгкие на выходе второй раз), - это крайне необходимо птицам, особенно в полёте, когда частота дыхательных движений возрастает, кровь всё же успевает очиститься от углекислоты и насытиться кислородом.

Характерная особенность птиц - относительно большие размеры сердца (до 2% от массы тела), разделённого на два предсердия и два желудочка. Пульс у птиц составляет до 300 ударов в минуту в покое и до 500 в полёте. Кровяное давление доходит до 200 мм рт. ст. Выделение осуществляется через парные метанефрические почки, однако у птиц отсутствует мочевой пузырь. Конечным продуктом выделения является мочевая кислота, выделяемая через клоаку в виде белой кашицеобразной массы. По сравнению с пресмыкающимися птицы претерпевают изменения и в области опорно-двигательного аппарата. Скелет туловища малоподвижен и образует жёсткую конструкцию. Грудинная кость превращается в киль, к которому крепятся мощные мышцы крыла, благодаря которым птицы способны развивать скорость полёта до 160 км/час (чёрный стриж).

Птицы, как и пресмыкающиеся, - яйцекладущие животные. Они раздельнополы, с внутренним оплодотворением. У самок развивается только левый яичник, редукция правого определяется тем, что одновременное формирование яиц в парных яичниках невозможно. Наружная оболочка яйца представляет собой плотную известковую скорлупу. У самых мелких птиц масса яйца составляет 0,2 г, а у самых крупных - до 1,5 кг. В кладке может быть от 1 яйца (пингвин, крупные хищные птицы) до 22 (серая куропатка и перепел). Насиживание длится от 12 до 80 суток. Размножение у птиц умеренных широт приходится на период весны, начала лета. Практически у всех птиц выражен половой диморфизм (чаще самцы крупнее самок и более ярко окрашены). Птицы делятся на моногамных (на период размножения образуют пару, причём у некоторых видов пара держится несколько лет) - лебеди, орлы, цапли, гуси; и полигамных (пары не образуются, обычно всегда имеется несколько половых партнёров) - глухари, тетерева, павлины, колибри. Размножение у птиц сопровождается брачными играми и током (песней). Ток облегчает встречу самца и самки, способствует формированию пары. В период тока обычно идёт строительство гнезда. Птицы делятся также на птенцовых (птенцы появляются слепыми и долго остаются в гнезде) и выводковых (вылупляются зрячими, способны кормиться самостоятельно).

Популяционная организация птиц сложнее и многообразнее, чем у рептилий. Птицы имеют свою гнездовую и кормовую территорию, способны к массовым миграциям (перелётам), образуют стаи. Для стай характерна особая организация, по формуле: доминирование - подчинение. По местообитаниям можно выделить несколько экологических групп птиц: древесно-кустарниковые птицы; птицы открытых пространств; болотные; водные птицы. Птицы имеют большое значение в экосистемах, обычно представляя собой конечное звено в цепи питания. Они играют важную роль в опылении растений и в распространении семян. Хищные птицы истребляют мышевидных грызунов, являющихся переносчиками опасных возбудителей инфекционных заболеваний. Насекомоядные птицы защищают лес от вредителей. Многие птицы являются промысловыми. Некоторые уже давно одомашнены (индейки, куры, утки). К сожалению, птицы сами могут быть переносчиками ряда вирусов и бактерий, вызывающих опасные заболевания (орнитозы, сальмонеллёз).

Из наиболее известных отрядов и родов птиц выделяются следующие: отряд Пингвинообразные (16 видов населяют Южное полушарие; не летают, передние конечности видоизменены в ласты; плавают и ныряют; кормятся рыбой); отряд Африканские страусы (1вид; самая крупная из ныне живущих птиц; способность к полёту утрачена; очень хорошо бегает; ведёт гаремный образ жизни; разводится человеком из-за вкусного мяса); отряд Нандуобразные (2 вида, обитающих в Южной Америке, от африканских страусов отличаются меньшими размерами); отряд Пеликанообразные, или Веслондгие (50 видов пеликанов, ведущих колониальный образ жизни вблизи крупных водоёмов; питаются рыбой; прекрасно плавают; и 6 видов бакланов; хорошо летают и ныряют, также кормятся рыбой); отряд Листообразные, или Голенастые (разнообразные по величине длинноклювые, длинношей-ные и длинноногие птицы; летают парящим полётом, в воздухе вытянутые ноги далеко выдаются за хвост: цапли (60), аисты (17), ибисы (30), фламинго (6)); отряд Гусеобразные (150 видов водных птиц: гуси, лебеди, речные утки); отряд Соколообразные, или Дневные хищные птицы (270 видов распространённых по всему земному шару птиц; обладают отличными способностями к полёту, мощным, хотя и коротким, загнутым клювом: грифы, ястребы, орлы, луни, соколы); отряд Курообразные (250 видов наземных или наземно-древесных птиц характерного куриного облика; питаются растительной пищей, для перетирания пищи заглатывают камешки, играющие роль «жерновов»: сорные куры, глухари, тетерева, рябчики, куропатки, фазаны, павлины, перепела, цесарки, индейки); отряд Голубеобразные (300 видов в основном расти-тельноядных птиц: горлица, голубь); отряд Совообразных (140 видов ночных хищных птиц, с хорошо развитым слухом, поселяющихся в дуплах, питающихся мышевидными грызунами и насекомыми: сова, филин); отряд Воробьинообразные (5000 видов разнообразных птиц, строящих гнёзда и ухаживающих за птенцами, пока те не оперятся: воробьи, жаворонки, ласточки, вороны, райские птицы, синицы, поползни, пищухи, оляпки, крапивники, дрозды, славки, мухоловки, трясогузки, скворцы, зяблики, клесты, щеглы, чижи, снегири). В связи с уменьшением площадей естественных экосистем, вызванных ростом численности населения, урбанизацией, загрязнением окружающей среды и т. д., сокращается биоразнообразие и численность птиц. Принимаются меры по их размножению: создаются заповедники и заказники, запрещается отстрел птиц во время гнездования, издаются специальные указы по сохранению редких и исчезающих видов. На сегодняшний день в Красную книгу Среднего Урала внесено 19 видов, среди них чёрный аист, орлан-белохвост, беркут, сапсан, краснозобая казарка, могильник, лебедь-кликун, болотный лунь, кобчик, филин, ястребиная сова.

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ - класс позвоночных, гомойо-термных, живородящих, вскармливающих молоком детёнышей животных, с телом, покрытым волосяным покровом. Класс Млекопитающих возник несколько ранее класса Птиц от группы примитивных пресмыкающихся, так называемых зверозубых пресмыкающихся (цинодонтов) в триасе, приблизительно 215 млн лет назад. Первые млекопитающие, так же как и птицы, на заре своего существования осваивали наименее приспособленные участки суши, не занятые Пресмыкающимися. Возникший к кайнозойской эре сложный комплекс приспособлений, обусловленный физиологически и анатомо-морфологически, позволил млекопитающим не только выжить, но и занять господствующее положение среди представителей земной фауны. Сегодня разнообразные Звери, которых насчитывается около 4000 видов, объединяются в 95 отрядов. Внешний облик и размеры Млекопитающих чрезвычайно разнообразны: от 4 см длиной и 1,2 г весом (землеройка) до 4,5 м высотой и 7,5 т весом (африканский слон). Среди Млекопитающих много вторичноводных животных, среди них есть настоящие гиганты, например: голубой кит, длина которого составляет 33 м при массе в 150 тонн. Среди основных характеристик класса Млекопитающих следующие: крупный головной мозг (его передний отдел имеет «новую кору» - неопаллиум - из серого мозгового вещества, которая обеспечивает высокий уровень нервной деятельности и сложное приспособительное поведение); хорошо развиты органы обоняния, зрения, слуха (появляется наружное ухо и видоизменяется среднее ухо - в нём уже присутствуют три косточки: молоточек, наковальня и стремя); у некоторых возникает способность к ультразвуковой эхолокации; кожа несёт волосяной покров и большое количество желез, среди которых есть потовые, сальные и млечные; только у млекопитающих слюна содержит особые ферменты, которые расщепляют крахмал до моносахаридов; лёгкие имеют альвеолярную структуру; появляется диафрагма, разделяющая полость тела на грудной и брюшной отделы; ещё более, чем у птиц, усложняется строение желудочно-кишечного тракта (у некоторых видов желудок становится многокамерным, непереваренные остатки пищи выводятся через анальное отверстие); в кровеносной системе сохраняется только левая дуга аорты (у птиц есть ещё и правая); хорошо развита гортань, возникают голосовые связки; детёныши развиваются в теле матери, получая питание через плаценту, а после рождения вскармливаются молоком. У млекопитающих, так же как и у птиц, отмечается постоянная температура тела, не зависящая от колебаний температуры окружающей среды, имеется четырёхкамерное сердце и метанефрические почки, появляется вновь мочевой пузырь. Самое главное в том, что важны в природе не отдельные, пусть даже высокоорганизованные, органы и системы органов, а их комбинации, которые позволяют зверям адаптироваться в окружающем их и вечно меняющемся мире. Например, теплокровность достигается за счёт терморегуляции, обеспечиваемой шерстным покровом. Избыток тепла выводится вместе с потом через потовые кожные железы (по составу пот близок к моче, но менее концентрирован).

Класс Млекопитающих делится на два подкласса: Первозвёри и Звери, В подклассе ПЕРВОЗВЁРИ систематики выделяют 3-4 вымерших отряда и 1 отряд Однопроходных, куда входит 4 ныне живущих вида - 3 вида ехидны (проживают в Австралии и на Новой Гвинее) и 1 вид - утконос, живущий в Австралии и Тасмании. К подклассу Первозверей, или клоачных, относятся наиболее примитивные из млекопитающих. Они откладывают яйца и высиживают их, как утконос, или донашивают в выводковой сумке (кожном мешке на брюхе), как ехидна. Сосков у клоачных нет, и протоки млечных желез открываются прямо на коже. Температура тела ниже, чем у остальных млекопитающих, и составляет приблизительно 32 градуса. Даже внешне первозвери отличаются от остальных млекопитающих, так, у ехидны морда вытянута, заострена и имеет клюв, одетый роговым чехлом; а у утконоса морда кончается широким клювом, также покрытым роговым чехлом с многочисленными роговыми пластиночками на внутренней поверхности.

Во второй подкласс - ЗВЕРИ входит 18 современных отрядов (и около 12-14 отрядов, представители которых к настоящему времени вымерли). В подклассе Звери все млекопитающие делятся ещё на низших зверей и высших зверей. К низшим зверям относят 1 отряд - Сумчатых, к высшим - все остальные. Отряд Сумчатые включает около 250 видов животных, разнообразных по размерам: от 4 см (сумчатая мышь) до 1,6 м (большой серый кенгуру), но одинаковых по способности рождать недоразвитых зародышей, а затем донашивать их в сумке. На внутренней стороне сумки имеются соски, в которые открываются протоки млечных желез. Родившийся детёныш (весом всего несколько граммов) по вылизанной мамой дорожке на животе скатывается в сумку, где присасывается к соску и растёт на протяжении 2-6 месяцев. Среди представителей отряда следующие животные: опоссумы, сумчатые мыши, сумчатые волки, сумчатые муравьеды, сумчатые кроты, сумчатые барсуки (бандикуты), кускусы, сумчатые медведи (коала), вомбаты, кенгуру (51 вид).

Высшие звери, или плацентарные, объединяют 17 отрядов Зверей, детёныши которых при рождении более или менее развиты и могут сами сосать молоко: отряд Насекомоядных (370 видов стопоходящих животных с колючками или мягким шерстным покровом - ежи, кроты, землеройки); отряд Рукокрылых (850 видов приспособившихся к полёту млекопитающих с кожной летательной перепонкой: крыланы, летучие мыши, ланцетоносы, мешкокрылы, вампиры, подковоносы, обыкновенные летучие мыши, бульдоговые); отряд Зайцеобразных (60 видов животных, имеющих в верхней челюсти сдвоенные резцы: пищухи, зайцы); отряд Грызуны (около 2000 видов преимущественно мелких растительноядных животных с парой мощных, постоянно растущих верхних и нижних резцов: бобры, сурки, белки, ондатра, шиншиллы, мыши, полёвки, лемминги, сони, суслики, хомяки, тушканчики, бурундуки, крысы, дикобразы, морские свинки, нутрии); отряд Китообразных (80 видов животных, приспособившихся к жизни в воде, с торпедообразной формой тела и видоизменившимися в ласты передними конечностями: усатые киты (питаются планктоном, отцеживая его через китовый ус, - гренландский кит, синий кит, серые и горбатые киты) и зубатые киты (дельфины,кашалоты, клюворылы, бутылконосы и т. д.)); отряд Хищных (240 видов в основном плотоядных животных с хорошо развитыми клыками: волки, лисицы, песцы, еноты, медведи, соболь, куницы, каланы, горностаи, выдры, ласки, хорьки, рос-сомахи, скунсы, тигры, леопарды, рыси, львы, гепарды, гиены, мангусты); отряд Ластоногих (30 видов зверей, большую часть жизни проводящих в воде и выходящих на берег для отдыха, рождения детёнышей и во время линьки; имеют шерстный покров и толстый слой подкожного жира: тюлени, морские котики, нерпа, моржи); отряд Хоботных (представлен только слонами - животными, имеющими сильно удлинённый мускулистый нос, сросшийся с верхней губой - хобот); отряд Непарнокопытных (16 видов животных, у которых наиболее развит третий палец, остальные пальцы редуцированы и всё перекрыто роговым копытом: носороги, зебры, ослы, лошади, куланы); отряд Парнокопытных (170 видов животных с четырёхпалыми конечностями, разросшимися третьим и четвертым пальцами, перекрытыми копытами: нежвачные - свиньи, бегемоты, кабаны; жвачные - олени, косули, лоси, жирафы, антилопы, сайгаки, козлы, бараны, буйволы, бизоны, зубры, джейраны; мозоленогие - верблюды); отряд Приматы (190 видов стопоходящих животных с пятипалыми конечностями, первый палец противопоставлен остальным. Отличаются большими размерами мозга и сложным поведением: низшие приматы (полуобезьяны) - тупаи, лори, лемуры; высшие приматы (обезьяны) - капуцины, игрунки, мартышки, гориллы, шимпанзе, орангутаны, люди (1 подвид - человек разумный)).

Млекопитающие завоевали все фаунистические области земли, они освоили разные среды обитания: наземную, водную и воздушную. Некоторые прекрасно себя чувствуют, проживая в почвенной среде. Наряду с птицами, насекомыми и цветковыми растениями, млекопитающие господствуют в биогеоценозах на протяжении всего кайнозоя. Невозможно переоценить значение млекопитающих как для естественных экосистем, так и для хозяйственного использования человеком. Помимо промысловых животных, люди используют 15 видов одомашненных зверей (коровы, козы, лошади, свиньи, кролики и т.д.). Ещё 20 видов животных находятся на разных ступенях доместикации (в первую очередь пушные звери - норка, соболь). В процессе селекции только собак выведено более 200 пород. Масса зверей используется в качестве лабораторных (мыши). К сожалению, среди млекопитающих имеются вредители сельского хозяйства и переносчики (полёвки, суслики, мыши) возбудителей опасных заболеваний (чумы, туляремии, возвратного тифа, геморрагической лихорадки). Под прямым и косвенным воздействием человека происходит обеднение фауны млекопитающих. Чтобы приостановить этот процесс и сохранить имеющееся на сегодняшний день биоразнообразие млекопитающих, создаются заповедники и заказники, национальные парки и резерваты, где поддерживается численность сокращающихся и находящихся под угрозой вымирания видов. В Красную книгу Среднего Урала занесено семь видов млекопитающих: выхухоль, обыкновенный ёж, европейская норка и три вида летучих мышей: северный кожанок, прудовая ночница и водяная ночница. Большое значение для сохранения млекопитающих имеет запрещение промысла редких видов, сохранение их ме-стообитаний, разведение животных в неволе (или в специальных резерватах) с последующей реакклиматизаци-ей в места их естественного проживания.

ЧЕЛОВЕК прошёл длительный путь развития не только как общественное существо, но и как биологический вид. Антропология - наука, изучающая физические особенности человека и его предков; динамику их развития во времени и пространстве. Под антропогенезом. понимают изучение предковых форм человека. Под палеоантропологией - изучение популяций ископаемого человека, относящихся уже к современному виду. Представления о естественном возникновении человека от обезьяноподобных предков в результате эволюции существовали ещё в глубокой древности. Однако основную роль в доказательстве животного происхождения человека сыграла книга Ч. Дарвина «Происхождение человека и половой отбор» (1871), содержавшая факты из разных областей биологии, свидетельствующие о развитии человека от ствола древних обезьян. При этом Ч. Дарвин подчёркивал, что современные человекообразные обезьяны не могут рассматриваться как предки человека - они наши «двоюродные братья». Вероятно, наиболее правдоподобна гипотеза происхождения человека от высокоразвитых обезьян третичного периода. Антропологические находки подтвердили существенную близость человека к африканским человекообразным обезьянам (понгидам), в первую очередь шимпанзе. Ранние этапы эволюции понгидно-гоминидного ствола представлены североафриканским олигоценовым египтопитеком и группой дриопитеков. Полагают, что отделение ветви, приведшей к человеку от общего ствола развития приматов, произошло не ранее 14-15 и не позднее 6 млн лет назад. Итак, в зоологическом отношении современный человек относится к типу Хордовых, подтипу Позвоночных, классу Млекопитающих, подклассу Плацентарных, отряду Приматов, подотряду Узконосых, роду Homo, виду Homo sapiens (человек разумный), подвиду Homo sapiens sapiens. Современные человекообразные обезьяны - шимпанзе, горилла, орангутан, гиббоны - представляют формы, уклонившиеся от линии развития, общей с человеком. По последним данным, находки останков обезьяноподобных предков человека датируются возрастом 40 млн лет (в 1999 г. группой французских и русских антропологов на территории государства Мьянма (Бирма) в Южной Азии была найдена нижняя челюсть примата, отличающаяся по ряду особенностей от костей обезьян).

Появлению разумного человека на Земле предшествовало несколько видов человекообразных существ - гоминоидов и первобытных людей - гоминидов. К семейству гоминоидов относят два рода: рамапитеков и австралопитеков. Рамапитеки жили около 14 млн лет назад на территории Юго-Восточной Африки, Передней и Южной Азии, тогда, когда на месте тропических лесов стали возникать саванны. Именно в это время рамапитеки «вышли из леса» и стали приспосабливаться к жизни на открытых пространствах. Физическая перестройка организма привела к тому, что отдельные рамапитеки при высматривании добычи и врагов в густой траве саванн приподнимались на задние ноги, приобретая выпрямленное положение тела, что оказывалось крайне выгодным для этих особей в борьбе за существование. Сегодня распространено мнение о том, что рамапитеки были той ветвью развития, которая привела к появлению человекообразных узконосых обезьян - орангутанов.

В основании развития линии приматов, приведшей к возникновению рода Homo, находились представители рода австралопитеков (возможно, его начало положили какие-то наиболее продвинутые популяции рамапитеков). Австралопитеки жили на Земле приблизительно 5-8 млн лет назад. Тело автралопитеков было покрыто волосами, и в их облике было много обезьяньего. Они имели рост около 150 см, были способны ходить на задних ногах при выпрямленном положении тела, причём передние лапы выполняли функции рук. Масса мозга австралопитеков составляла 450-550 г (масса мозга горилл - 460 г). Австралопитеки, обитая на открытых пространствах, какое-то время проживали в пещерах. Плохо развитые клыки последних свидетельствуют о том, что функция защиты и нападения должна была перейти к рукам (в ряде пещер, являющихся стоянками австралопитеков, обнаружены кости мелких обезьян со следами сильных раскалывающих ударов, нанесённых, по-видимому, палками или камнями). Следовательно, охотились австралопитеки с применением примитивных орудий труда.

От африканского гоминоида - австралопитека около 3 млн лет назад в Восточной Африке отделились прямые предки современного человека - гоминиды - виды рода Homo. Первый вид назвали человек умелый (Homo habilis), потому что он начал делать каменные орудия (наиболее древним из них, найденным в Олдовайском ущелье М. Лики обтёсанным галькам около 2,4 млн лет). Масса головного мозга существа составляла 650 г (до 775 г), что уже заметно выше, чем у австралопитековых. У человека умелого были обнаружены изменения в скелете конечностей: первый палец стопы не был отведён в сторону и концевые фаланги пальцев рук были такие же короткие и плоские, как и у современного человека. Вероятнее всего в этот же период произошло освоение огня. Следующий вид назвали человек прямостоящий (Homo erectus). Человек прямостоящий в эволюции гоминид представлен большим количеством форм, из которых наиболее известными являются: питекантроп (Ява), синантроп (Китай), гейдельбергский человек (Средняя Европа), атлантроп (Алжир), телантроп (Южная Африка), олдовайский питекантроп (Центральная и Восточная Африка). С зоологической точки зрения все формы человека прямостоящего возникли в связи с тем, что, расселяясь, он попадал в новые условия существования, образуя изолированные друг от друга группировки, в которых независимо осуществлялся естественный отбор.

Все эти формы, существовавшие одновременно или частично, сменявшие друг друга, жили примерно с 3 млн до 200 тыс. лет назад. В антропологии формы человека прямостоящего часто объединяют под названием архантропы. Архантропы характеризовались в целом развитой орудийной деятельностью, могли разделывать убитых животных после успешной охоты. В пищу они применяли и растительное сырьё: ягоды, плоды, коренья, зелень. Вели стадный образ жизни. Проживали в пещерах. Использовали огонь. Внешне они были похожи на современного человека, хотя по таким чертам, как мощно развитый надбровный валик, отсутствие настоящего подбородочного выступа, низкий и покатый лоб и плоский нос, архантропы ещё достаточно отличались от более поздних форм человека. Средний рост был около 160 см. Масса головного мозга достигала 800-1000 г. Архантропы переступили рубикон (рубиконом считается вес мозга около 750 г, именно в это время ребёнок овладевает речью). Следовательно, архантропы могли членораздельно общаться.

После периода максимального расцвета, т. е. около 400 тыс. лет назад, все эти формы стали быстро исчезать, видимо дав начало новой группе форм - палеоантропам, или неандертальцам (Homo sapiens). Неандертальцы населяли север Средиземноморья и всю территорию Передней Азии до Средней Азии (Туркмении), Центральную и Восточную Азию до Индонезии включительно. Следует отметить, что не все учёные считают неандертальцев видом человека разумного (Homo sapiens), давшего впоследствии начало подвиду Homo sapiens sapiens, - некоторые предполагают, что неандертальцы были всего лишь слепой ветвью гоминидов и вымерли приблизительно 25 тыс. лет назад. Название неандертальцы получили по месту первой ископаемой находки (в долине реки Неандерталь, вблизи от Дюссельдорфа). Для неандертальцев характерны: низкий скошенный лоб, низкий затылок, сплошной надглазничный валик, большое лицо с расставленными глазами, слабое развитие подбородочного выступа, крупные зубы, рост около 165 см, масса мозга порядка 1500 г, руки с широкими кистями, пальцы с ногтями, отсутствие хорошо развитого шерстного покрова. Неандертальцы жили группами. Занимались охотой и собирательством, причём первым видом деятельности занимались преимущественно мужчины, а вторым - женщины. В этот период эволюции для человека был свойствен каннибализм. Орудия труда были более совершенными, чем у архантропов: ручные рубила, остроконечники и скрёбла, топоры и зубила. Неандертальцы по уровню развития представляли неоднородную группу. Более древние находки антропологов являются прогрессивнее морфологически, чем значительно более поздние формы. Среди таких более прогрессивных морфологически находок - кроманьонцы.

Ранние неандертальцы (кроманьонцы) характеризовались меньшим надбровным валиком, более тонкими челюстями, высоким лбом, заметно развитым подбородком, менее мощным физическим развитием, зато более развитым мозгом - отлично сформированными передними лобными долями. Поздние неандертальцы жили стадами и выживали какое-то время за счёт мощного физического развития. В объединениях ранних неандертальцев несомненно существовали внутригрупповые связи, иерархия особей и альтруистическое поведение. По-видимому, именно от них 50-40 тыс. лет назад произошёл подвид Homo sapiens sapiens, к которому принадлежат все современные люди.

Сегодня существует несколько точек зрения на происхождение человека современного типа. Доминирует концепция широкого моноцентризма, согласно которой человек современного типа (неоантроп) возник где-то в Восточном Средиземноморье и в Передней Азии. Именно там находят наиболее полные промежуточные формы между ранними (кроманьонцами) и поздними неандертальцами. В те времена эти территории были покрыты густыми лесами, в которых обитало огромное количество животных. Здесь, по-видимому, и был совершён последний шаг на пути к Человеку разумному. Около 10 тыс. лет назад человек полностью заселил всю землю, за исключением Антарктиды (которая тогда тоже была покрыта льдами). В последующие периоды, в связи с изменениями климата, шло только перераспределение человека как биологического подвида по территории ареала.

На последнем этапе эволюции действие естественного отбора привело к образованию рас, имевших адаптивное значение в определённых участках географической среды (все расы относятся к одному подвиду, хотя между ними имеются некоторые анатомо-морфологические различия, генетическая основа различий невелика). На текущий момент выделяются следующие расы: экваториальная (негро-австралоидная), евразийская (европеоидная), ази-атско-американская (монголоидная). Существует ещё одно подразделение - на негроидную, австралоидную, европеоидную, монголоидную и американскую расу. Внутри каждой расы имеется деление на подрасы, например, внутри европеоидной расы выделяют атланто-балтий-скую, среднеевропейскую, индо-средиземноморскую, беломорско-балтийскую и балкано-кавказскую подрасы. Величайшими достижениями эволюции человека разумного были открытия, приведшие к неолитической революции - приручению животных и окультуриванию растений (30-10 тыс. лет назад); развитие культуры, а также научно-техническая революция, создавшая основу для мощного социального развития.

План: 1. Содержание и задачи медицинской биологии. 2. Биосоциальная сущность человека. 3. Определение понятия «жизнь» и «живое» . 4. Качественные особенности и характеристика живых систем. 5. Уровни организации живых систем.

Содержание и задачи медицинской биологии. Биология – наука о живой природе. Термин «биология» предложен Ж. Б. Ламарком в 1802 году, которым он определял ее как науку о жизни, как особом явлении природы. Биология изучает жизнь во всех ее проявлениях, т. е. морфологию, физиологию, эволюцию живых организмов, их взаимоотношения друг с другом и средой обитания.

Ипполит Васильевич Давыдовский: «Медицина, взятая в плане теории, - это прежде всего – общая биология» . Биология – это теоретическая основа медицины. Медицинская биология – это наука о людях, их происхождении, эволюции и географическом распространении, об изменении численности человеческих популяций и их структуры во времени и пространстве. Изучает наследственность человека, сущность и значение врожденных различий между индивидуумами, экологию человека, а также адаптивные механизмы и средства, которые человек использует в борьбе с враждебным окружением, в том числе и возбудителями болезней.

Главная задача предмета – сформировать у будущего врача генетическое, экологическое и эволюционное мышление, необходимое ему в дальнейшем. Врач должен связывать здоровье пациентов с сочетанным действием трех факторов: наследственности, среды жизни и образа жизни.

Биосоциальная сущность человека. Человек в курсе медицинской биологии изучается как биосоциальное существо. Как биологический вид, человек сформировался по законам биологической эволюции под влиянием биологических факторов (наследственность, изменчивость, борьба за существование). Человек – часть природы, поэтому структура и функции человеческого организма, а также его генетическая программа – это результат длительных эволюционных преобразований предшествующих форм.

Своеобразие эволюции человека состоит в том, что биологические эволюционные факторы постепенно теряют свое ведущее значение, уступая место социальным. Становление социального человека происходит через преобразование психики животных в сознание человека под влиянием социальных факторов (труда, речи, общественной жизни, воспитания и образования). В сочетании этих двух задач заключается качественное своеобразие человека как биологического вида, т. е. человек – существо биосоциальное.

Основная задача медицинской биологии – изучение законов жизнедеятельности человека, т. е. биологического начала, а социальное – предмет изучения философов и социологов.

Определение понятия «жизнь» и «живое» . Качественные особенности и характеристика живых систем. Аристотель: «питание, рост и одряхление» . Г. Тревиранус: «стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний» . Ф. Энгельс: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей внешней средой…» . М. В. Волькенштейн (1965): «Живые тела – открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот» .

Гробстейн: «Жизнь – это макромолекулярная система, для которой характерна определенная иерархическая организация, а также способность к воспроизведению, обмену веществ, тщательно регулируемому потоку энергии» . Ляпунов: «Жизнь – это высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул» .

Фундаментальные свойства живого: 1. Самообновление, связанное с потоками вещества и энергии; 2. Самовоспроизведение, связанное с потоком информации; 3. Саморегуляция, связанная с потоками вещества, энергии и информации.

Фундаментальные свойства определяют атрибуты живого: 1. Единство элементарного химического состава. 2. Единство биохимического состава. 3. Единство структурной организации. 4. Обмен веществ и энергии (метаболизм). 5. Открытость. 6. Саморегуляция. 7. Самовоспроизведение. 8. Наследственность. 9. Изменчивость. 10. Способность к росту и развитию (индивидуальному и историческому). 11. Раздражимость. 12. Дискретность и целостность.

5 компонентов живых систем. 1. Управляющие компоненты. Клеточное ядро – информационный центр клетки, содержит хромосомы, несущие наследственные задатки в форме ДНК, которая реализуется с помощью РНК. 2. Структурный компонент – молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот (то, из чего построена живая система). 3. Преобразователи энергии. Энергия, освобождающаяся при распаде органических веществ, не используется в клетке сразу, а сначала запасается в форме высокоэнергетических соединений: АТФ и НАДФН 2. 4. Механизмы саморегуляции. Обеспечивают постоянство структуры и химического состава внутренней среды. В основе лежат изменения концентрации каких-либо веществ или состояние какой-либо системы по принципу обратной связи. 5. Механизмы самовоспроизведения, основанные на принципе матричного синтеза нуклеиновых кислот. Самовоспроизведение обеспечивает преемственность между сменяющими друга генерациями биологических систем.

Уровни организации живых систем. Принцип дискретности лег в основу представлений об уровнях организации живой материи. Все многообразие жизни можно свести к нескольким основным уровням, которые сложились в процессе развития живой природы, т. е. эволюционно обусловленные. На каждом уровне организации живой материи можно выделить элементарные структуры и явления.

Молекулярно-генетический уровень. Элементарная единица – ген – фрагмент молекулы нуклеиновых кислот, в котором записан определенный в качественном и количественном отношении объем биологической информации. На этом уровне происходит хранение, воспроизведение и начальная реализация наследственной информации. При хранении и воспроизведении наследственной информации возникают мутации – случайные, ненаправленные изменения генетического материала. Элементарное явление – конвариантная редупликация или самовоспроизведение с изменением генов в силу относительной стабильности ДНК. В последующих циклах редупликации эти изменения воспроизводятся в молекулах – копиях и переходят к особям дочерних поколений.

Клеточный уровень. Элементарная единица – клетка – структурнофункциональная единица живого. Элементарное явление – реакции клеточного метаболизма.

Организменный (онтогенетический) уровень. Элементарная единица – особь, закономерные изменения которой в индивидуальном развитии составляют элементарное явление. В ходе онтогенеза, в результате реализации наследственной информации в определенных условиях внешней среды формируется фенотип организмов данного биологического вида.

Популяционно-видовой уровень. Элементарная единица – популяция – совокупность особей одного вида, объединенных на основе общности генофонда. Элементарное явление – эволюционно значимые изменения генофонда популяции под влиянием элементарных эволюционных факторов (мутации, миграция, изоляция, дрейф генов, естественный отбор).

Биоценотический уровень. Элементарная единица – биогеоценоз – динамическое и устойчивое сообщество растений (фитоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микроценоз) и абиотических факторов окружающей среды. Элементарное явление – круговорот веществ, которым связаны все компоненты биогеоценоза.