Чтение онлайн

Эволюционное происхождение вирусов.

Наиболее правдоподобной является гипотеза о том, что вирусы произошли из нуклеиновой кислоты, которая приобрела способность реплицироваться независимо от той клетки, из которой она возникла, хотя при этом подразумевается, что такая ДНК реплицируется с паразитическим использованием структур этой или других клеток. Таким образом, вирусы скорее всего произошли от клеточных организмов и их не следует рассматривать в качестве предшественников клеточных организмов.

Вирусы всегда являются паразитами и поэтому вызывают у своих хозяев определенные симптомы того или иного заболевания. К серьезным заболеваниям животных можно отнести ящур крупного рогатого скота, рожистое воспаление у свиней, чуму птиц и миксоматоз кроликов. Все эти болезни вызываются вирусами. Вирусное заражение растений обычно приводит либо к появлению крапинок на листьях, либо к морщинистости листьев. Вирусы также вызывают задержку роста растений, что ведет к снижению урожайности. Вирусы растений практически всегда относятся к РНК-содержащим вирусам.

У человека вирусными заболеваниями являются грипп, оспа, свинка, корь, коревая краснуха, полиомиелит (детский паралич), желтая лихорадка, ВИЧ-инфекция.

Вопрос 2. Основные ароморфозы в эволюции растительного мира

Развитие живой природы осуществляется от менее сложного к более сложному, от менее совершенного к более совершенному, о чем свидетельствует анализ палеонтологических данных. Процесс эволюции идет непрерывно в направлении максимального приспособления живых организмов к условиям окружающей среды, то есть происходит возрастание приспособленности потомков по сравнению с предками. Такое возрастание приспособленности организмов к окружающей среде русский ученый А.Н. Северцов назвал биологическим прогрессом. Согласно современной и широко распространенной теории А. Н. Северцова и И. И. Шмальгаузена о направлениях эволюции, оценка направлений может быть сделана только при рассмотрении целых систематических групп (видов, родов, отрядов, семейств и т. д.) а не отдельных существ. При этом, оценка направления эволюции какой-либо группы может быть сделана лишь при учете не только морфологического, физиологического критериев, но и экологических критериев, которые включают в себя: 1) параметры условий среды обитания; 2) многообразие и число мелких систематических таксонов в составе более крупных; 3) численность особей в таксонах; 4) степень расселения данной группы. Критериями биологическогопрогресса являются: 1) увеличение численности; 2) расширение ареала; 3) прогрессивная дифференциация – увеличение числа систематических групп, составляющих данный таксон.

Биологический прогресс достигается различными путями: ароморфозами, идиоадаптациями, дегенерацией. Ароморфозами называются приспособительные изменения морфофизиологических процессов и свойств живых существ, которые имеют универсальное значение и сохраняют свою полезность при переходе в новую среду обитания, повышают уровень организации особей в природе. Изменения по типу ароморфозов могут происходить как на клеточном, так и на органном и организменном уровне.

Ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости и естественного отбора и являются приспособлениями широкого значения. Они дают преимущества в борьбе за существование и открывают возможности освоения новой, прежде недоступной среды обитания.

В качестве примеров ароморфозов у растений Северцов рассматривал:

– возникновение специализированных клеток (гистологические изменения);

– органные изменения (появление органов у многоклеточных растений);

Возникновение монадной формы строения в виде подвижной жгутиконосной клетки имело значение как для расселения, так и для следующих процессов:

· появление полового процесса в архее, что дало широкие возможности для эволюции;

· появление фотосинтезирующих организмов;

· вследствие фотосинтеза и появления кислорода в атмосфере сформировалось аэробное дыхание;

· обособление ядра;

· возникновение многоклеточности для лучшего питания и размножения;

· появление в жизненном цикле смены бесполого и полового поколения;

· выход растений-псилофитов на сушу (силур);

· возникновение проводящей, механической и покровной тканей;

· развитие корневой системы;

· дифференцировка побега на стебли и листья;

· появление семени у голосеменных;

· уменьшение гаметофита до семязачатка;

· происхождение цветка;

· совершенствование процессов опыления;

· образование пыльцевой трубки;

· двойное оплодотворение;

· возникновение плода.

Вопрос 3. Рассмотреть внешнее строение кактуса и найти черты приспособленности к жизни в засушливых условиях. Объяснить возникновение этих приспособлений в процессе эволюции.

В ходе эволюции у кактусов возникли приспособления к жизни в засушливых климатических условиях. Во внешнем строении появился целый ряд адаптаций к условиям жизни.

Дефицит влаги привел к тому, что растение в период дождей начало активно запасать воду, необходимую для фотосинтеза, роста и развития клеток, тканей и органов. У кактуса роль такого влагозапасающего органа играет стебель.

Сочный стебель кактуса несет видоизмененные листья – колючки. Роль таких листьев двояка. С одной стороны, колючки защищают сочный стебель кактуса от травоядных животных, с другой – уменьшают транспирацию, т. е. испарение воды листьями, из-за существенного сокращения площади поверхности листьев и уменьшения числа устьиц на покровной ткани, поэтому наличие колючек позволяет кактусам длительное время удерживать баланс между поступлением и расходованием воды в условиях ее недостатка.

Некоторые виды кактусов, лишенные колючек, для уменьшения испарения и защиты от перегрева солнечными лучами имеют густое опушение в виде волосков, придающих им характерную серовато-зеленую окраску.

Наличие колючек на стебле является относительным приспособлением, так как спасает кактусы лишь от крупных млекопитающих, но не помогает от гусениц некоторых видов бабочек.

При наличии достаточного количества влаги в почве на стебле кактуса появляются ярко окрашенные цветки с множеством тычинок для привлечения насекомых-опылителей.

Вопрос 1. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Ферменты, их роль в реакциях обмена веществ

Клетка постоянно обменивается с окружающей средой веществом и энергией. Метаболизм (обмен веществ) – совокупность взаимосвязанных процессов, представляющих собой различные химические преобразования веществ. Его составляют анаболизм и катаболизм. Анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) – реакции синтеза, идущие с потреблением энергии. Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) – процессы расщепления веществ с высвобождением энергии. Анаболизм и катаболизм неразрывно связаны.

Энергия используется клеткой для обеспечения процессов своей жизнедеятельности. Энергия в клетках образуется при энергетическом обмене и запасается в виде АТФ. Процесс диссимиляции имеет три этапа (у анаэробов – первые два) – подготовительный, бескислородный и полное окисление. На подготовительном этапе сложные органические соединения распадаются до простых. Для дыхания используют в основном углеводы. На втором этапе происходит дальнейшее расщепление органических субстратов без кислорода. Такое расщепление глюкозы называется гликолизом. В ходе гликолиза шестиуглеродный сахар превращается в две молекулы трехуглеродной пировиноградной кислоты (ПВК). Эти реакции протекают в цитоплазме. Суммарное уравнение можно записать так: