Системы организмов и биота Земли

В настоящее время на Земле насчитывается более 2, 2 млн. видов живых организмов. Издавна органический мир делился на два царства - растений и животных. Однако в наше время его уже следует делить на две империи - доклеточных (вирусы и фаги) и клеточных (все остальные организмы). Империя доклеточных состоит из единственного царства - вирусов (фаги также являются вирусами-паразитами). Империя клеточных состоит из двух надцарств и четырех царств, а также семи подцарств. На Земле существуют две большие группы организмов, различия между которыми более глубоки, чем между высшими растениями и высшими животными. А именно, среди клеточных были выделены два надцарства: прокариотов (низкоорганизованных доядерных) и эукариотов (высокоорганизованных ядерных). Прокариоты представлены царством дробянок, к которым относятся бактерии и синезеленые водоросли. В их клетках нет ядра, и ДНК в них не отделяется от цитоплазмы никакой мембраной. Эукариоты представлены тремя царствами: животных, грибов и растений, клетки которых содержат ядро и ДНК отделена от цитоплазмы ядерной мембраной, поскольку находится в самом ядре. Грибы выделены в отдельное царство, т.к. оказалось, что они не только не относятся к растениям, но имеют, вероятно, происхождение от амебоидных двужгутиковых простейших, т.е. более тесно связаны с животным миром.

Однако такая классификация живых организмов еще не приобрела широкого признания, поэтому в дальнейшем мы будем придерживаться традиционной классификации, согласно которой бактерии, синезеленые водоросли и грибы являются подразделениями низших растений.

Всю совокупность растительных организмов некоторой территории называют флорой, а совокупность животных организмов - фауной. Флора и фауна данной территории в совокупности составляют биоту.

Прокариоты являются древнейшими организмами в истории Земли, следы их жизнедеятельности выявлены в отложениях протерозоя, сформировавшихся около миллиарда лет назад. В настоящее время известно около 5000 видов прокариот.

Самыми распространенными среди дробянок являются бактерии. Это самые распространенные в биосфере микроорганизмы. Их размеры составляют от десятых долей до нескольких мкм.

Некоторые из бактерий являются автотрофами, например, серобактерии, которые образуют органическое вещество за счет хемосинтеза на основе серы. Большинство же бактерий являются гетеротрофами, среди которых преобладают сапротрофы, редуценты. Но имеются и паразитирующие формы на других организмах, вызывающие болезни у животных, растений и человека.

Бактерии распространены повсеместно, но больше всего их в почвах - сотни миллионов на 1 грамм почвы, а в черноземах - более 2 млрд. Микрофлора почв очень разнообразна. Бактерии в почвах выполняют различные функции и подразделяются на следующие физиологические группы: бактерии гниения, нитрофицирующие, азотофиксирующие, серобактерии и др. Среди них есть аэробные и анаэробные формы.

В результате эрозии почв бактерии попадают в водоемы. В прибрежных водах их содержится до 300000 в 1 мл, а с удалением от берега и с глубиной их количество снижается до 100 - 200 особей на 1 мл. В атмосфере воздуха бактерий значительно меньше.

Широко распространены бактерии в литосфере ниже почвенного горизонта. Они распространены на сотни метров в глубину земной коры.

Синезеленые водоросли по строению сходны с бактериальными клетками, и являются фотосинтезирующими автотрофами. Обитают преимущественно в поверхностном слое пресноводных водоемов, хотя встречаются и в морях. Продуктом их метаболизма являются азотистые соединения, способствующие развитию других планктонных водорослей, что при определенных условиях может привести к " цветению" воды и ее загрязнению.

Эукариотами являются все остальные организмы Земли. Самыми распространенными из них являются растения, которых насчитывается около 300 тыс. видов.

Растения - это практически единственные организмы, создающие органическое вещество за счет физических (неживых) ресурсов - солнечного излучения и химических элементов, извлекаемых из почв. Все остальные организмы питаются готовой органической продукцией. Следовательно, растения являются продуцентами, создающими пищу для всего остального животного мира. Все одноклеточные и многоклеточные формы растений имеют, как правило, автотрофное питание за счет процессов фотосинтеза.

Водоросли - это большая группа растений, живущих в воде. Водоросли - это первые на Земле фотосинтезирующие организмы, которым мы обязаны появлением кислорода в атмосфере. Кроме того, они способны усваивать непосредственно из воды азот, серу, фосфор, калий и др. элементы.

Остальные более высокоорганизованные растения - обитатели суши. Они получают питательные элементы из почвы с помощью корневой системы. Далее питательные элементы транспортируются через стебель в листья, где берут начало процессы фотосинтеза. Лишайники, мхи, папоротникообразные и цветковые растения являются одним из важнейших элементов биосферы, доминируют здесь цветковые, которых насчитывается более 250 тыс. видов. Растительность суши - это главный генератор кислорода в атмосферу.

Грибы - это низшие организмы, не содержащие хлорофилла, их насчитывается более 100 тыс. видов. Все грибы - гетеротрофные организмы, среди которых имеются и сапрофиты, и паразиты. Около 75% всех грибов - сапрофиты, питающиеся гниющими растениями, некоторые грибы паразитируют на растениях и лишь единичные - на животных Большую пользу растениям приносят грибы симбиотиты, которые органически связаны с растениями: они помогают усваивать некоторые вещества гумуса, своими ферментами способствуют растениям в обмене веществ, связывают свободный азот и т.д. Низшие почвенные грибы играют основную роль в процессах почвообразования.

Животные представлены большим разнообразием форм и размеров, их насчитывается более 1, 7 млн. видов. Все животные - гетеротрофы, консументы.

Наибольшее количество видов и наибольшая численность особей насчитывается у членистоногих. Количество насекомых в природе, например, таково, что на каждого человека их приходится более 200 млн. особей. На втором месте по количеству видов стоит класс моллюсков, но по численности они значительно уступают членистоногим. На третьем месте по числу видов стоят позвоночные, среди которых млекопитающие составляют примерно десятую часть, а половина всех видов приходится на рыб.

Насекомые развивались на суше в тесной взаимозависимости с цветковыми растениями, являясь их опылителями. Видообразование в этих двух классах организмов и сейчас находится в тесной взаимосвязи.

Если сравнивать количество видов сухопутных и водных организмов, то это соотношение является примерно одинаковым для растений и животных: на суше обитает 92 - 93 % организмов, в воде - 7 - 8 %. Это соотношение показывает, что выход организмов на сушу дал мощный толчок эволюционному процессу в направлении увеличения видового разнообразия, а это ведет к повышению устойчивости природных сообществ организмов и экосистем в целом.