Życie,gatunek,roślina,typ,rodzaj

ŻYCIE, Zrozumienie podstawowych procesów życiowych nastąpiło już w 2 poł. XIX w., będąc zwieńczeniem wysiłku poznawczego trwającego od renesansu i oświecenia. Nagromadzone dotychczas fakty pozwalają na podanie kilku (nie wykluczających się) definicji życia, oddających różne spojrzenie na to zjawisko.
Definicje życia. Względnie niedawno uważano, że życie można zdefiniować przez wyliczenie cech fizjologicznych organizmów; są nimi zdolność do odżywiania się, przemiany materii, odpowiedzi na bodźce zewnętrzne, wydzielanie, oddychanie, wzrost, rozmnażanie się; wiele tych cech mogą jednak spełniać też złożone układy mechaniczne, toteż biolodzy często definiują życie jako proces metaboliczny. Zgodnie z tą definicją, układ żywy to system wydzielony przestrzennie, posiadający zdolność utrzymania przez określony czas swojej struktury, ciągle wymieniający swoje składniki z otoczeniem; również i ta definicja może dotyczyć określonych martwych układów fizykochemicznych.
Jej pogłębieniem jest definicja termodynamiczna, zgodnie z którą układ żywy to system termodynamicznie otwarty, w którym stały dopływ energii z zewnątrz pozwala na trwałe utrzymanie uporządkowania, bez lokalnego wzrostu entropii; dzieje się tak kosztem wzrostu entropii na zewnątrz układu. I. Prigogine zwraca uwagę, że układy biologiczne nie tylko utrzymują swoje uporządkowanie (pozornie sprzeczne z II zasadą termodynamiki), ale też w drodze ewolucji dążą do wzrostu komplikacji; nie wiadomo czy wynika to wprost z cech termodynamicznych układów otwartych, czy też jest pochodną swoistego dla życia procesu ewolucji.
Zasadnicze znaczenie zjawiska ewolucji w rozumieniu życia ujęte jest w jego definicji genetycznej, obecnie często uważanej za najpełniejszą; zgodnie z nią, podstawową cechą organizmów żywych jest zdolność do autoreplikacji, tj. samoodtwarzania się, zgodna z również odtwarzalnym zapisem genetycznym zawartym w genach, zbudowanych z kwasów nukleinowych; cechą tego zapisu jest także zdolność do nikłych, rzadko zachodzących punktowych zmian (mutacji), powodujących zwykle niekorzystne zjawiska, ale czasem kreujących zapis genetyczny korzystniejszy dla organizmu. Mutacje są substratem ewolucji. Selekcja naturalna, wynikająca z presji środowiska na organizmy w nim bytujące, eliminuje organizmy, które niosą mutacje niekorzystne, a utrzymuje te które niosą cechy korzystniejsze. A zatem układem ożywionym nazywa się taki układ, który jest zdolny do autoreplikacji, z jednoczesną ewolucją wynikającą z darwinowskiej selekcji naturalnej.
Powstanie i rozwój życia. Genetyczne ujęcie definicji życia wiąże rozumienie tego zjawiska z cechami środowiska naszej planety, a rozwój i powstanie życia na Ziemi zespala z historią jej rozwoju. Samo powstanie życia (biogeneza) jest również przedmiotem dyskusji, choć ogólne zasady tego procesu wydają się być poznane. Z punktu widzenia genetyki i biologii zakłada się, że wszystkie współczesne organizmy pochodzą od jednego przodka – pierwotnej komórki; przemawia za tym fakt, że we wszystkich znanych organizmach kod genetyczny jest w zasadzie identyczny, identyczne są składniki budulcowe (np. spośród kilkuset znanych w chemii aminokwasów, białka w różnych organizmach tworzone są z zestawu tych samych dwudziestu aminokwasów i to wyłącznie lewoskrętnych), identycznie jest też zbudowana podstawowa cząsteczka magazynująca i przenosząca energię chemiczną (ATP – adenozynotrifosforan). Podobieństwa struktur chemicznych zasadniczych składników różnych komórek są bardzo liczne, obecnie wiadomo, że wiele genów człowieka wykazuje homologie z genami np. drożdży. Pogląd, według którego wszystkie organizmy pochodzą od jednego przodka nosi nazwę monofiletyzmu; pogląd przeciwny, polifiletyzm, zakłada, że w historii powstawania życia doszło kilkakrotnie (w sposób niezależny) do pojawienia się pierwotnej komórki, a podobieństwa miedzy wielkimi grupami systematycznymi wynikają z użycia przez kolejne twory podobnych mechanizmów fizykochemicznych. Przyjmuje się, że pojawienie się owej pierwotnej komórki (komórek), czyli powstanie życia, zaszło 3,8 mld lat temu (wiek naszej planety wynosi około 4,5 mld lat). Komórki są jednak niezwykle złożonymi tworami, niosącymi dziesiątki tysięcy genów, wyposażonymi w złożone cząstki białkowe i otoczonymi swoistymi błonami półprzepuszczalnymi – powstanie takich tworów winno być poprzedzone powstawaniem w środowisku pierwotnej planety zespołu związków organicznych, które następnie ulegały udoskonaleniu i ukonstytuowały pierwotną komórkę.
Zagadnienie powstawania życia i jego rozwoju nie może być oderwane od kwestii pojawienia się świadomości. Jeżeli świadomość, a co za tym idzie cywilizacja, jest bezpośrednim produktem ewolucji, to należy się zastanowić nad tzw. paradoksem Fermiego – jeśli liczba planet gdzie zaczęło się życie ma być praktycznie nieograniczona, to cywilizacje kosmiczne winny znajdować się na różnych poziomach rozwoju i powinniśmy z zaawansowanymi móc nawiązać kontakt; jak dotąd podejmowane przez nas próby nie przyniosły pozytywnego rezultatu. Zdaniem wielu biologów, nosicielami życia są indywidualne organizmy, tj. osobniki, z których każdy ma własną historię życia (ontogeneza), a jako przedstawiciele danego gatunku, ukształtowane zostały historycznie przez filogenezę. Część genetyków uważa, że ewolucji podlegają niezależnie poszczególne geny danego gatunku, zaś nacisk ewolucyjny prowadzi do maksymalizacji replikacji danego genu; ujmuje to tzw. hipoteza egoizmu genów; zagadnienie współdziałania poszczególnych genów w procesie ewolucji i podtrzymania czynności organizmów jest obecnie jednym z głównych zagadnień biologii molekularnej.



WĘGIEL, C, carboneum, pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 6, masie atomowej 12,011; należy do grupy węglowców; jest niemetalem; sublimuje bez stopienia w temperaturze 3652C; ciało stałe, nierozpuszczalne w wodzie, kwasach i zasadach, rozpuszcza się w wielu stopionych metalach; tworzy odmiany alotropowe: diament i grafit (będące odmianami polimorficznymi) oraz fulereny; tzw. węgiel bezpostaciowy (sadza, węgiel drzewny, węgiel kostny) jest subkrystalicznym grafitem; w temperaturze pokojowej jest chemicznie nieaktywny; ogrzewany z tlenem tworzy tlenek CO i dwutlenek CO2 (* węgla tlenki); z wieloma pierwiastkami, gł. metalicznymi, daje w odpowiednich warunkach węgliki; dzięki zdolności do tworzenia wiązań między atomami własnymi tworzy połączenia, których cząsteczki mają budowę łańcuchową i pierścieniową – stanowią one ogromną grupę związków chemicznych – związki organiczne; w związkach węgiel występuje na stopniach utlenienia –IV, IV oraz II (tlenek węgla). Jest pierwiastkiem pospolitym; występuje, gł. w postaci związków organicznych w węglach kopalnych, ropie naftowej, asfalcie, ozokerycie, gazie ziemnym; bardzo rozpowszechnione są też węglany (minerały skałotwórcze); w postaci dwutlenku węgla znajduje się w powietrzu; w niewielkiej ilości spotykany w stanie wolnym jako diament i grafit; węgiel stanowi gł. składnik (w postaci zwykle skomplikowanych związków organicznych) organizmów żywych – jest makroelementem. Węgiel i jego związki mają olbrzymie znaczenie, gł. jako surowce energetyczne i chemiczne. W postaci włókien węglowych i grafitowych jest używany na endoprotezy, do wyrobu tworzyw kompozytowych (stosowanych jako materiały konstrukcyjne). Promieniotwórczy izotop węgla 14C jest stosowany jako wskaźnik izotopowy; 1/12 masy atomu izotopu 12C stanowi jednostkę masy atomowej.

GATUNEK, biol. podstawowa jednostka w systematyce organizmów; obejmuje osobniki blisko spokrewnione, swobodnie się ze sobą krzyżujące; w nomenklaturze łacińskiej nazwa dwuczłonowa, np. Pinus sylvestris (sosna zwyczajna).

SYSTEMATYKA ORGANIZMÓW, klasyfikacja organizmów, dyscyplina biologiczna zajmująca się tworzeniem naturalnego układu systematycznego zwierząt i roślin na podstawie ich pokrewieństwa rodowego.

RODZAJ: 1) biol. jednostka w systematyce organizmów; obejmuje blisko spokrewnione gatunki; np. klon zwyczajny (Acer platanoides) i klon polny (Acer campestre) są gatunkami rodzaju klon (Acer).

TYP: 1) biol. jednostka w systematyce organizmów, niższa od królestwa, obejmująca blisko spokrewnione gromady.

ROŚLINA, organizm o komórkach prawie zawsze okrytych ścianą komórkową, najczęściej samożywny (samożywność); dzięki ciałkom zieleni (chloroplasty) wytwarza w procesie asymilacji złożone związki org. z prostych związków nieorg. (dwutlenku węgla i wody z solami miner.), dlatego od r. zależy utrzymanie życia na Ziemi; energię do tych syntez czerpie z procesów fotosyntezy lub chemosyntezy; do roślin cudzożywnych (cudzożywność) należą roztocza (saprofity) oraz rośliny pasożytnicze. Rośliny są przeważnie trwale przytwierdzone do podłoża; rosną nieprzerwanie; rozmnażają się płciowo (za pomocą komórki jajowej i plemników) lub bezpłciowo (np. przez pływki, zarodniki, rozmnóżki, różnorodne pędy podziemne); u tzw. roślin wyższych oraz niektórych glonów występuje przemiana pokoleń; rozwój osobniczy roślin kwiatowych obejmuje zamknięty cykl 3 faz: spoczynku nasion (zakończona kiełkowaniem), wzrostu (wytwarzanie organów) i rozmnażania (kwitnienie i wytwarzanie nasion). Kryteria odróżniające roślinę od zwierzęcia są względne i tym trudniejsze do ustalenia, im niższego szczebla ewolucyjnego dotyczą (np. wiciowce, śluzowce). Przypuszcza się, iż rozwój rodowy (filogeneza) roślin trwa prawie 3,5 mld lat (pierwsze rośliny pojawiły się już w prekambrze); w przebiegu ewolucji wytworzyło się ogromne bogactwo form roślinnych, przystosowanych do najróżnorodniejszych warunków bytowania, obejmujące ok. 450 tys. gatunków (w tym ponad 300 tys. organowców). W świecie roślinnym tradycyjnie wyróżniano: 1) bakterie, 2) sinice, 3) wiciowce roślinne, 4) śluzowce, 5) okrzemki, 6) sprzężnice, 7) brunatnice, 8) krasnorosty, 9) zielenice, 10) porosty, 11) grzyby, 12) mszaki (mchy i wątrobowce), 13) paprotniki (paprocie, skrzypy i widłaki), 14) rośliny nasienne,czyli kwiatowe (nagonasienne i okrytonasienne, w tym jednoliścienne i dwuliścienne, najliczniejsze); pierwszych 11 typów zaliczano do roślin niższych (plechowców), pozostałe – do roślin wyższych (organowców, pędowców); typy 5–9 oraz sinice – do glonów, 13 i 14 – do roślin naczyniowych; typy 1–11 – do roślin zarodnikowych. Swoistość grup dawniej zaliczanych do królestwa roślin jest przyczyną, że obecnie wydziela się je w osobne królestwa: bakterie i sinice –w królestwo Monera, archebakterie w królestwo Archaea, pierwotniaki i glony jednokomórkowe – w królestwo Protista, a grzyby i porosty – w królestwo grzybów, glony wielokomórkowe, mszaki, paprotniki i nasienne – w królestwo roślin (podział wg L. Margulis). Nauką o roślinach jest botanika.





ŚCIANA KOMÓRKOWA, bot. martwy składnik komórek roślin i grzybów otaczający protoplast i będący jego wytworem; u roślin wyższych zbudowana gł. z celulozy, u grzybów –z substancji białkowych, u okrzemek –z krzemionki.

SAMOŻYWNOŚĆ, autotrofizm, odżywianie się organizmów związkami nieorganicznymi (CO2, H2O, sole mineralne), np. u roślin zielonych dzięki fotosyntezie, u bakterii dzięki chemosyntezie; brak tej zdolności - cudzożywność.

CHLOROPLASTY, plastydy komórek roślinnych, zawierające barwniki roślinne, gł. barwnik zielony (chlorofil); mają kształt soczewkowaty; są otoczone 2 błonami lipoproteinowymi; wewnątrz chloroplastów, w stromie, zawieszone są tylakoidy –pojedyncze i ułożone w grana (zawierające barwniki); chloroplasty pochłaniają energię świetlną przekształcając ją w energię chemiczną zużywaną w procesie fotosyntezy do fotolizy wody.

ASYMILACJA: 1) biochem. przemiana substancji pobranych przez żywe organizmy z otoczenia na składniki własnego organizmu, np. asymilacja dwutlenku węgla w wyniku fotosyntezy lub chemosyntezy, wiązanie azotu, a także pobieranie i włączanie w strukturę komórkową wszelkich związków organicznych, gł. sacharydów i aminokwasów oraz składników mineralnych.

FOTOSYNTEZA, asymilacja węgla, złożony proces wytwarzania związków organicznych z dwutlenku węgla i wody kosztem energii świetlnej, przebiegający wg ogólnej reakcji: 6CO2 + 6H2O + energia świetlna = C6H12O6 + 6O2; fotosyntezę mogą przeprowadzać rośliny zielone zawierające chlorofil, a także bakterie zawierające bakteriochlorofil; fotosynteza jest skomplikowanym procesem enzymatycznym złożonym z bardzo wielu następujących po sobie reakcji; zachodzi w dwóch etapach: w pierwszym, przebiegającym w tylakoidach chloroplastów w obecności światła (reakcje świetlne), uczestniczą systemy barwników asymilacyjnych, tzw. fotosystemy PS-I i PS-II, które absorbują kwanty energii świetlnej (fotony); energia fotonów uruchamia przepływ elektronów z wody do NADP (fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego) powodując fotolizę wody z wytworzeniem tlenu (który się wydziela) i zredukowanej formy NADPH (tak zwana siła redukcyjna); przepływ ten jest także sprzężony z syntezą ATP; w drugim etapie, który zachodzi w stromie chloroplastów bez udziału światła (reakcje ciemniowe), energia chemiczna ATP i potencjał redukcyjny NADPH są zużywane do włączenia dwutlenku węgla w związki organiczne rośliny; sposób wiązania dwutlenku węgla może przebiegać wg cyklu Calvina (u tzw. roślin C-3, występujących gł. w klimacie umiarkowanym) lub wg cyklu Hatcha, Slacka, Kortschaka, zw. też cyklem C-4, (u tzw. roślin C-4 typowych dla klimatu subtropikalnego); jego odmianą jest tak zwany kwasowy metabolizm węgla, zachodzi on u roślin przystosowanych do życia w warunkach suszy, np. roślin z rodziny gruboszowatych; wytwarzane w wyniku fotosyntezy związki organiczne i tlen (ok. 1011 ton rocznie) stanowią pokarm i źródło energii dla człowieka i zwierząt.

CHEMOSYNTEZA, biochemiczny proces przyswajania, analogiczny do fotosyntezy, lecz zachodzący bez udziału światła; wytwarzanie przez niektóre bakterie z wody i dwutlenku węgla własnych związków organicznych, przy wykorzystaniu energii utleniania (tlenem atmosferycznym) prostych substancji nieorganicznych (np. wodoru, siarki, amoniaku); chemosynteza odgrywa ważną rolę w krążeniu pierwiastków w przyrodzie.

CUDZOŻYWNOŚĆ, heterotrofizm, odżywianie się organizmów związkami pochodzącymi z innych organizmów; cudzożywność występuje u zwierząt, roślin bezzieleniowych (np. łuskiewnik, kanianka, raflezja), bakterii oraz u grzybów; przeciwstawny sposób odżywiania się samożywność.

SAPROFITY, roztocza, cudzożywne rośliny, grzyby i liczne bakterie odżywiające się martwą substancją organiczną (np. niektóre storczyki).

PRZEMIANA POKOLEŃ, metageneza, występowanie u niektórych grup roślin lub zwierząt 2 pokoleń różniących się sposobem rozmnażania: bezpłciowym (np. za pomocą pływek, zarodników, przez pączkowanie) i płciowym (przez gamety); u roślin: pokolenie bezpłciowe – sporofit, płciowe – gametofit; u zwierząt pokolenia te noszą różne nazwy, np. u jamochłonów polip jest zazwyczaj pokoleniem bezpłciowym, meduza –płciowym; przemiana pokoleń wiąże się zwykle ze zmianą liczby chromosomów w komórkach, z liczby haploidalnej (n) na diploidalną (2 n) i odwrotnie.


JAMOCHŁONY, Coeleuterata, grupa wodnych zwierząt wielokomórkowych; ok. 10 tys. gatunków; ciało zbudowane z zewnętrznej ektodermy i wewnętrznej endodermy, przedzielonych bezpostaciową błoną lub galaretowatą mezogleą; do jamochłonów należą: stułbiopławy, krążkopławy, koralowce i żebropławy.

BOTANIKA, nauka o roślinach, dyscyplina nauk biologicznych; główne działy: cytologia, anatomia, morfologia, systematyka, fizjologia, paleobotanika, ekologia, fitosocjologia, geobotanika, florystyka oraz różne działy tzw. botaniki stosowanej, np. botanika leśna, botanika farmaceutyczna; metody: analiza pyłkowa, hodowla in vitro, nowoczesne metody biochemiczne i in.

FILOGENEZA, rodowy rozwój, biol.przebieg rozwoju rodowego organizmów obejmujący przemiany form żywych i rozdzielanie linii ewolucyjnych; obejmuje całokształt ewolucyjnego przekształcania się budowy i funkcji następujących po sobie generacji różnych jednostek systematycznych w różnych erach geologicznych; graficznym przedstawieniem filogenezy jest *drzewo filogenetyczne; filogenezę odtwarza się przez uzgodnienie danych o rozkładzie pokrewieństw pomiędzy poszczególnymi współczesnemu człowiekowi organizmami z danymi paleontologicznymi; wyrazem pokrewieństwa są podobieństwa morfologiczne, fizjologiczne i rozwojowe (gł. stadiów embrionalnych).

FILOGENETYCZNE DRZEWO, drzewo genealogiczne, drzewo rodowe, graficzne przedstawienie rozwoju rodowego określonego gatunku w postaci pnia, od którego odgałęziają się poszczególne linie rozwojowe.