หนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุด แต่ในขณะเดียวกันก็มีความก้าวหน้าแม้กระทั่งในปัจจุบันคือชีววิทยา นี่คือวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาความหลากหลายของสัตว์ป่ารอบตัวเรา ท้ายที่สุดแล้ว ทุกๆ วันเราพบกับสิ่งมีชีวิตหลายร้อยชนิด ไม่ว่าจะเป็นแมลง แบคทีเรีย ไวรัส พืช และแน่นอนว่าผู้คน สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะของโครงสร้างและกิจกรรมชีวิต ล้วนเชื่อมโยงกันด้วยรูปแบบที่แน่นอนและมีความสัมพันธ์หลายประเภท ทั้งหมดนี้ได้รับการศึกษาโดยวิทยาศาสตร์อันกว้างใหญ่ น่าทึ่ง และยิ่งใหญ่อย่างแท้จริง เช่น ชีววิทยา

ชีวมณฑลของโลก

โลกของเรามีสิ่งมีชีวิตหลากหลายประเภทอาศัยอยู่ พวกเขาทั้งหมดโต้ตอบกันสร้างเปลือกทั่วไป เปลือกที่มีชีวิตของโลก เรียกว่าชีวมณฑล นอกจากชีวมณฑลแล้ว ดาวเคราะห์ของเรายังมีเปลือกต่างๆ เช่น ไฮโดรสเฟียร์ ธรณีภาค และชั้นบรรยากาศ โดยธรรมชาติแล้ว มวลชีวภาพทั้งหมดของเปลือกชีวทรงกลมนั้นไม่สามารถอยู่แยกจากเปลือกอื่นๆ ได้ ดังนั้นการแบ่งนี้มีเงื่อนไขมาก ในความเป็นจริงเปลือกหอยแต่ละอันมีตัวแทนของชีวมณฑล

ตัวอย่างเช่น เปลือกโลกมีหนอน แบคทีเรีย ตัวอ่อนแมลง และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอาศัยอยู่อย่างหนาแน่น นอกจากนี้ยังอยู่ในนั้นที่ส่วนล่างของพืชบกที่มีอยู่ส่วนใหญ่

ไฮโดรสเฟียร์ซึ่งแสดงโดยมวลรวมของน้ำทุกประเภทบนโลก โดยทั่วไปจะเป็นโลกทั้งใบที่สวยงามและน่าสนใจในแง่ขององค์ประกอบมวลชีวภาพ บรรยากาศก็ไม่มีข้อยกเว้นเช่นกัน แบคทีเรีย ไวรัส แมลง นกและแม้แต่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิดเป็นส่วนสำคัญของมันและใช้มันเป็นที่อยู่อาศัยถาวร ในเวลาเดียวกันโดยทั่วไปสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด (ยกเว้นแบคทีเรียบางประเภท) สามารถมีชีวิตอยู่ได้เฉพาะในสภาวะที่มีออกซิเจนนั่นคือในสภาพบรรยากาศของโลก

มวลชีวภาพทั้งหมดของเปลือกชีวทรงกลมเป็นชุมชนของสิ่งมีชีวิตหลายล้านตัว และศาสตร์แห่งธรรมชาติที่มีชีวิต เช่น ชีววิทยา ซึ่งทุกหน่วยงานรวมอยู่ในนั้น มีส่วนร่วมในการศึกษาโดยละเอียดที่สุดของชุมชนที่ยิ่งใหญ่แห่งนี้

วิธีการและวัสดุที่ใช้ในชีววิทยา

สำหรับการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมและการตรวจสอบวัตถุที่มีชีวิตในธรรมชาติทางชีววิทยาอย่างละเอียดและสะดวกจะใช้วัสดุพิเศษ เช่น:

• มีดผ่าตัด;
• ที่หนีบ;
• คีม;
• เครื่องมือวัด;
• กับดักคราบ;
• ครกและสาก
• หลอดทดลอง;
• ถาดและจานเลี้ยงเชื้อ
• ผ่าเข็มและโต๊ะ
• กระจกและแว่นขยาย
• ที่หลากหลายที่สุดเป็นต้น

แน่นอนว่านี่ไม่ใช่รายการที่สมบูรณ์ของวัสดุที่หลากหลายทั้งหมดที่ช่วยให้นักชีววิทยาเข้าใจสิ่งมีชีวิตและในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์

นอกจากนี้ยังมีเทคนิคเฉพาะที่ชีววิทยาใช้เป็นวิทยาศาสตร์ วิธีการทางชีววิทยามีหลากหลาย แต่วิธีหลักมีดังต่อไปนี้

วิธีการทางชีวภาพ

วิธีการทางวิทยาศาสตร์ของชีววิทยา

ชื่อเมธอด	วัสดุที่ใช้	ค่าจริง
การสังเกต	สมุดบันทึกภาคสนาม กล้องส่องทางไกล แว่นขยาย กล้องจุลทรรศน์ อุปกรณ์วิดีโอและภาพถ่าย ฯลฯ	รับข้อมูลภาพเกี่ยวกับวัตถุที่สังเกตโดยไม่รบกวนกระบวนการทางธรรมชาติ การรวบรวมข้อมูลที่เป็นประโยชน์
คำอธิบาย	คอมพิวเตอร์ เครื่องเขียน กระดาษ	แก้ไขผลลัพธ์ที่ได้จากการสังเกต วิธีนี้มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์ในการเก็บรักษาข้อมูลที่เป็นประโยชน์
การทดลอง	อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ กล้องจุลทรรศน์ ฯลฯ	การยืนยันเชิงปฏิบัติของสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ที่หยิบยกมา
การเปรียบเทียบ	วรรณกรรมหรือการทดลองในหัวข้อ	ทำให้สามารถเลือกผลลัพธ์ที่ถูกต้องมากขึ้น และยังแสดงความแตกต่างทั้งหมดในชีวิต โครงสร้างของสิ่งมีชีวิต ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ
การสร้างแบบจำลอง (รวมถึงการทำให้เป็นมาตรฐาน การจัดระบบ)	วัสดุสำหรับสร้างแบบจำลองของวัตถุที่กำลังศึกษา	ช่วยให้คุณสร้างภาพกระบวนการที่กำลังดำเนินอยู่ขึ้นใหม่และคาดการณ์ผลลัพธ์ได้
วิธีการวิเคราะห์	เครื่องมือวัด, คอมพิวเตอร์	ช่วยให้คุณอนุมานรูปแบบทั่วไปหรือความแตกต่างของสัตว์ป่า และยังจัดระบบความรู้ที่สั่งสมมาอีกด้วย
วิธีการสมัยใหม่: การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์); การหมุนเหวี่ยง; การถ่ายภาพรังสี; ไซโตเคมี (ฮิสโตเคมี); การเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตบนอาหารเลี้ยงเชื้อ กล้องจุลทรรศน์ (อิเล็กทรอนิกส์, ฟลูออเรสเซนต์, คอนทราสต์, สนามมืด); การย้อมสีตลอดชีวิต	เครื่องหมุนเหวี่ยง กล้องจุลทรรศน์พิเศษ จานเพาะเชื้อ วุ้น อุปกรณ์และเครื่องมือเฉพาะ	พวกเขาให้การวิเคราะห์ที่แม่นยำของหน่วยสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุด ให้ข้อมูลที่สมบูรณ์เกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุล พวกมันอนุญาตให้คุณเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับจีโนมและตั้งค่าคุณสมบัติที่ต้องการสำหรับสิ่งมีชีวิต

เป็นผลให้เราได้รับผลลัพธ์ดังต่อไปนี้ ชีววิทยาเป็นศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับระบบของสิ่งมีชีวิตอย่างครบถ้วน รอบด้าน และใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ที่หลากหลาย

ส่วนหลักของชีววิทยา

ทุกวันนี้ ชีววิทยามีวิทยาศาสตร์ด้านอายุน้อยมากมายที่ก่อตัวขึ้นจากการสะสมความรู้ที่หลากหลายจำนวนมากในประเด็นที่ละเอียดอ่อนที่สุดที่เกี่ยวข้องกับระบบชีวิต เราจะแยกเอาส่วนหลักๆ ของวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ได้รับการยอมรับทางประวัติศาสตร์

1. ชีววิทยาทั่วไป.
2. พันธุศาสตร์.
3. สัตววิทยา.
4. พฤกษศาสตร์.
5. สรีรวิทยาของพืชและสัตว์.
6. กายวิภาคศาสตร์
7. สรีรวิทยาของมนุษย์
8. นิเวศวิทยา.
9. ชีวภูมิศาสตร์.
10. ชีวเคมี.

ประการแรก ชีววิทยาเป็นศาสตร์แห่งธรรมชาติ ดังนั้นทุกส่วนข้างต้นเป็นพื้นฐานในบริบทของการพิจารณาของวิทยาศาสตร์นี้

ชีววิทยาทั่วไป สาระสำคัญ สาขาวิชา

ชื่อนี้หมายถึงการศึกษาช่วงเวลาชีวิตหลักของแต่ละระบบชีวิต: การเกิดขึ้น การพัฒนา การก่อตัวในธรรมชาติ การทำงาน เป็นผลให้ชีววิทยาทั่วไปมีส่วนต่อไปนี้:

• ทฤษฎีเซลล์และโครงสร้างเซลล์.
• การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต
• อณูชีววิทยา.
• พันธุศาสตร์.
• วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
• นิเวศวิทยา.
• หลักคำสอนของเปลือก biospheric ของโลก

จากรายการข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าชีววิทยานี้เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาลักษณะสากลที่มีอยู่ในระบบชีวิตทั้งหมดโดยรวม ในหลักสูตรของโรงเรียน มีการสอนชีววิทยาทั่วไปในชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 ถึง 11 และนี่ก็ถูกต้อง เพราะแนวคิดที่รวมอยู่ในนั้นค่อนข้างซับซ้อน กว้างขวาง และต้องการโลกทัศน์ที่มีรูปแบบมากขึ้นในหมู่นักเรียน

หลักสูตรพฤกษศาสตร์ในโรงเรียน

จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ให้ตัวเลขประมาณ 350,000 สปีชีส์เมื่อพูดถึงความหลากหลายของพืชสมัยใหม่ โดยธรรมชาติแล้วตัวเลขนี้สูงเกินไปและพืชมีเอกลักษณ์และน่าสนใจดังนั้นจึงไม่มีการสร้างวิทยาศาสตร์แยกต่างหากซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษาของพวกเขาโดยเฉพาะ พฤกษศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของชีววิทยาเป็นของวิทยาศาสตร์ดังกล่าว

พืชทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นบนบกและในน้ำ แต่นี่เป็นเพียงการจำแนกประเภทที่หยาบและผิวเผินเท่านั้น ในความเป็นจริงมีแท็กซ่า จำพวก สปีชีส์ ชนิดย่อย และหน่วยที่เป็นระบบอื่น ๆ มากมายที่พืชถูกแบ่งออก นี่คือสาระสำคัญของหนึ่งในภาควิชาพฤกษศาสตร์

นอกจากนี้ยังมีแผนกอื่นๆ อีกมากมายที่ครอบคลุมทุกด้านของชีวิตพืช:

• สัณฐานวิทยาของพืช
• สรีรวิทยาของพืช
• นิเวศวิทยา;
• ชีวภูมิศาสตร์
• วิวัฒนาการ;
• วิวัฒนาการ;
• พฤกษศาสตร์เศรษฐกิจ.

ผลรวมของวิทยาศาสตร์ทั้งหมดเหล่านี้รวมถึงแผนกต่างๆ ที่รวมอยู่ในแต่ละศาสตร์ ในทางกลับกัน ทำให้สามารถศึกษาสิ่งมีชีวิตในพืชได้อย่างครอบคลุมทั้งหมด ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ของพืช

พฤกษศาสตร์ศึกษาในหลักสูตรชีววิทยาของโรงเรียนในเกรด 6-7 ขึ้นอยู่กับหลักสูตร มีการศึกษาประเด็นเกี่ยวกับวิวัฒนาการและวิวัฒนาการในชั้นประถมศึกษาปีที่ 11

สัตววิทยาในหลักสูตรของโรงเรียน

ศาสตร์แห่งสัตววิทยาได้อธิบายถึงตัวแทนของสัตว์โลกกว่า 1,350,000 สายพันธุ์ ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง - แมลง หนอน สัตว์ทะเล ตัวเลขนี้ยังไม่สิ้นสุด เพราะนักสัตววิทยาไม่ได้หยุดการวิจัย แม้จะมีความจริงที่ว่าดูเหมือนว่าจะไม่มีอะไรให้ค้นพบและรู้จักสัตว์ทุกตัว แต่ก็มีการค้นพบสายพันธุ์ใหม่เป็นระยะ

สัตววิทยาเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดที่รวมถึงชีววิทยา สัตว์เป็นหนึ่งในระบบชีวิตที่พบได้ทั่วไปและมีอยู่ทุกหนทุกแห่งบนโลกของเรา สัตววิทยาเกี่ยวข้องกับการศึกษาโครงสร้าง (ทั้งภายนอกและภายใน) ของสัตว์ทุกชนิด ระบบ สรีรวิทยา กายวิภาคศาสตร์ สรีรวิทยา นิเวศวิทยา และภูมิศาสตร์

เช่นเดียวกับพฤกษศาสตร์ สัตววิทยาเป็นส่วนบังคับของวิทยาศาสตร์ชีวภาพสำหรับการเรียนที่โรงเรียน วิชาของเธอตรงกับเกรด 7

บทบาทของชีววิทยาในชีวิตมนุษย์

ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาและครอบคลุมด้านต่างๆ ของชีวิต ซึ่งไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับความสำคัญและความสำคัญของมัน ตัวอย่างหลักที่จะแสดงและพิสูจน์ได้ชัดเจนมีดังนี้

1. สัตว์ที่มีภูมิคุ้มกันต่อเนื้องอกมะเร็ง (ฉลามและรังสี) เป็นพื้นฐานที่ดีเยี่ยมในการค้นหาและค้นพบวิธีการรักษาโรคในศตวรรษที่ 21 นี้
2. ความสำเร็จของนักจุลชีววิทยา นักชีวเคมี และนักชีววิทยาทางการแพทย์ช่วยให้มนุษย์สามารถกำจัดโรคภัยไข้เจ็บได้หลากหลาย รวมถึงโรคที่เกิดจากไวรัสและแบคทีเรีย
3. เทคโนโลยีชีวภาพ เซลล์ และทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตของการเกษตรและจัดหาสารอาหารให้กับคนทั้งประเทศ
4. ชีววิทยามานุษยวิทยาช่วยให้คุณระบุต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด สร้างภาพของโลกขึ้นมาใหม่ และหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในอนาคต

สิ่งเหล่านี้ห่างไกลจากเหตุผลและสถานการณ์ทั้งหมดที่ทำให้สามารถพูดถึงชีววิทยาว่าเป็นวิทยาศาสตร์ที่สำคัญและมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตและกิจกรรมภาคปฏิบัติของผู้คน

สาขาใหม่ของชีววิทยา

ส่วนวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ทันสมัย ​​อายุน้อย และมีแนวโน้ม ได้แก่:

• เทคโนโลยีชีวภาพ
• จุลชีววิทยา;
• วิศวกรรมเซลล์
• พันธุวิศวกรรม;
• อณูชีววิทยา
• ชีวเคมี;
• ชีววิทยาทางการแพทย์.

ความซับซ้อนทั้งหมดของวิทยาศาสตร์เหล่านี้ทำให้สามารถระบุลักษณะของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ที่อยู่ในระบบที่มีชีวิตได้ ดังนั้น ชีววิทยาจึงเป็นวิทยาศาสตร์ของธรรมชาติที่มีชีวิตเป็นอันดับแรก และเป็นประโยชน์ที่ธรรมชาติสามารถให้แก่มนุษย์ได้

ชีววิทยาที่โรงเรียน

ชีววิทยาได้รับผลกระทบทางอ้อมแล้วในขั้นตอนของหลักสูตรประวัติศาสตร์ธรรมชาติ (ป. 5 หลักสูตรของโรงเรียน). เป็นวิชาที่เริ่มต้นด้วยเกรด 6 (พฤกษศาสตร์), เกรด 7 - สัตววิทยา, เกรด 8 - กายวิภาคศาสตร์, เกรด 9-11 - ชีววิทยาทั่วไป

หลักสูตรของโรงเรียนในสาขาวิทยาศาสตร์นี้ครอบคลุมหัวข้อต่างๆ มากมายทางชีววิทยา ซึ่งเกี่ยวข้องกับสาขาและส่วนต่างๆ เกือบทั้งหมด สิ่งนี้ทำเพื่อสร้างภาพรวมของการรับรู้โลกในเด็กรวมถึงเพื่อให้นักเรียนเข้าใจความสำคัญและความสำคัญของความสำเร็จอย่างชัดเจน วิทยาศาสตร์ชีวภาพในโลกสมัยใหม่

ค่าเผื่อสำหรับผู้สมัครเข้ามหาวิทยาลัย
ผู้เขียน กัลกิ้น.

การแนะนำ.

ชีววิทยาเป็นศาสตร์แห่งชีวิต นี่คือชุดของสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสิ่งมีชีวิต ดังนั้น เป้าหมายของการศึกษาชีววิทยาคือชีวิตในทุกรูปแบบ ชีวิตคืออะไร? ยังไม่มีคำตอบที่สมบูรณ์สำหรับคำถามนี้ จากคำจำกัดความมากมายของแนวคิดนี้ นี่คือคำที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ชีวิตเป็นรูปแบบพิเศษของการดำรงอยู่และสถานะทางกายภาพและเคมีของร่างกายโปรตีน โดดเด่นด้วยความไม่สมมาตรของกระจกของกรดอะมิโนและน้ำตาล เมแทบอลิซึม สภาวะสมดุลของร่างกาย สภาวะสมดุล หงุดหงิดง่าย การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง ระบบการปกครองตนเอง ความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อม การพัฒนาตนเอง , การเคลื่อนไหวในอวกาศ, การถ่ายโอนข้อมูล, ความไม่รอบคอบทางกายภาพและหน้าที่ของปัจเจกบุคคลหรือกลุ่มบริษัททางสังคม ตลอดจนความเป็นอิสระสัมพัทธ์ของระบบเหนือสิ่งมีชีวิต โดยเอกภาพทางกายภาพและเคมีโดยทั่วไปของสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑล

ระบบของสาขาวิชาทางชีววิทยารวมถึงทิศทางของการวิจัยเกี่ยวกับวัตถุที่เป็นระบบ: จุลชีววิทยา, สัตววิทยา, พฤกษศาสตร์, การศึกษาของมนุษย์ ฯลฯ ชีววิทยาทั่วไปพิจารณารูปแบบที่กว้างที่สุดซึ่งเผยให้เห็นแก่นแท้ของชีวิต รูปแบบและรูปแบบของการพัฒนา พื้นที่ความรู้นี้ตามประเพณีรวมถึงหลักคำสอนของการกำเนิดของชีวิตบนโลก, หลักคำสอนของเซลล์, การพัฒนาส่วนบุคคลของสิ่งมีชีวิต, อณูชีววิทยา, ลัทธิดาร์วิน (หลักคำสอนวิวัฒนาการ), พันธุศาสตร์, นิเวศวิทยา, หลักคำสอนของชีวมณฑลและ หลักคำสอนของมนุษย์

กำเนิดชีวิตบนโลก.

ปัญหาการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเป็นปัญหาหลักควบคู่ไปกับจักรวาลวิทยาและความรู้ในการค้นหาโครงสร้างของสสาร วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไม่มีหลักฐานโดยตรงว่าชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไรและที่ใด มีเพียงโครงสร้างเชิงตรรกะและหลักฐานทางอ้อมที่ได้รับจากการทดลองแบบจำลอง และข้อมูลในด้านบรรพชีวินวิทยา ธรณีวิทยา ดาราศาสตร์ ฯลฯ

ในชีววิทยาทางวิทยาศาสตร์ สมมติฐานที่รู้จักกันดีที่สุดของการกำเนิดของชีวิตบนโลกคือทฤษฎีของ panspermia โดย S. Arrhenius และทฤษฎีการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกอันเป็นผลมาจากการพัฒนาวิวัฒนาการอันยาวนานของสสารที่เสนอโดย A. I. Oparin .

ทฤษฎี panspermia แพร่หลายในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 และตอนนี้เธอมีผู้สนับสนุนมากมาย

ตามทฤษฎีนี้ สิ่งมีชีวิตถูกพามายังโลกจากนอกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับการนำตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิตมาสู่โลกด้วยอุกกาบาตหรือฝุ่นคอสมิก จนถึงขณะนี้ในอุกกาบาตพวกเขาพยายามค้นหาสัญญาณของชีวิต ในปี พ.ศ. 2505 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ในปี พ.ศ. 2525 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียรายงานการค้นพบซากสิ่งมีชีวิตในอุกกาบาต แต่ในไม่ช้าก็แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างที่พบนั้นเป็นเม็ดแร่จริง ๆ และมีลักษณะคล้ายโครงสร้างทางชีวภาพเท่านั้น ในปี 1992 ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันปรากฏขึ้นโดยอ้างอิงจากการศึกษาวัสดุที่เลือกในแอนตาร์กติกาพวกเขาอธิบายถึงการมีอยู่ของซากสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะคล้ายแบคทีเรียในอุกกาบาต สิ่งที่รอการค้นพบครั้งนี้จะบอกได้ แต่ความสนใจในทฤษฎี panspermia ยังไม่จางหายไปจนถึงทุกวันนี้

การพัฒนาอย่างเป็นระบบของปัญหาการกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกเริ่มขึ้นในปี ค.ศ. 1920 ในปี 1924 หนังสือ "The Origin of Life" ของ A. I. Oparin ได้รับการตีพิมพ์และในปี 1929 บทความโดย D. Haldane ในหัวข้อเดียวกัน แต่ดังที่ Haldane กล่าวไว้ในภายหลัง ไม่มีใครสามารถค้นพบสิ่งใหม่ในบทความของเขาที่ Oparin ไม่มี ดังนั้นทฤษฎีการกำเนิดของชีวิตบนโลกอันเป็นผลมาจาก "บิ๊กแบงทางชีวภาพ" จึงสามารถเรียกได้อย่างปลอดภัยว่าทฤษฎี Oparin ไม่ใช่ทฤษฎี Oparin-Haldane

ตามทฤษฎีของ Oparin สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นบนโลก กระบวนการนี้ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้ 1) สารอินทรีย์เกิดจากสารอนินทรีย์ 2) มีการจัดเรียงตัวใหม่ทางเคมีกายภาพอย่างรวดเร็วของสารอินทรีย์ปฐมภูมิ สะท้อนสารอินทรีย์ก่อนชีวภาพที่ไม่สมมาตรภายใต้สภาวะของการระเบิดของภูเขาไฟ อุณหภูมิสูง รังสี รังสีอัลตราไวโอเลตที่เพิ่มขึ้น ขนาดพายุฝนฟ้าคะนองอย่างรวดเร็ว ในระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชันของกรดอะมิโนทางซ้ายมือ โปรตีนหลักจะถูกสร้างขึ้น ในเวลาเดียวกันฐานไนโตรเจน - นิวคลีโอไทด์ - เกิดขึ้น 3) กระบวนการทางกายภาพและเคมีมีส่วนทำให้เกิดการก่อตัวของ coacervate drops (coacervate) - โครงสร้างคล้ายเจล 4) การก่อตัวของโพลีนิวคลีโอไทด์ - DNA และ RNA และการรวมอยู่ใน coacervates; 5) การก่อตัวของ "ฟิล์ม" ที่แยก coacervates ออกจากสิ่งแวดล้อม ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของระบบก่อนชีววิทยาซึ่งเป็นระบบเปิด มีความสามารถในการสังเคราะห์และสลายโปรตีนแบบเมทริกซ์

ในปีต่อๆ มา ทฤษฎีของ Oparin ได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์ ข้อดีที่ยิ่งใหญ่ของทฤษฎีคือสามารถทดสอบได้หรือเกี่ยวข้องกับข้อเสนอที่ตรวจสอบได้

ขั้นตอนที่สำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการกำเนิดชีวิตคือการเปลี่ยนแปลงของสารประกอบอนินทรีย์คาร์บอนเป็นสารอินทรีย์ ข้อมูลทางดาราศาสตร์แสดงให้เห็นว่าแม้ในปัจจุบันการก่อตัวของสารอินทรีย์จะเกิดขึ้นทุกที่โดยไม่ขึ้นกับสิ่งมีชีวิต จากนี้สรุปได้ว่าการสังเคราะห์ดังกล่าวเกิดขึ้นบนโลกระหว่างการก่อตัวของเปลือกโลก ชุดงานเกี่ยวกับการสังเคราะห์ริเริ่มขึ้นในปี 1953 โดย S. Miller ซึ่งสังเคราะห์กรดอะมิโนจำนวนหนึ่งโดยปล่อยประจุไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งสันนิษฐานว่าสร้างบรรยากาศปฐมภูมิ (ไฮโดรเจน ไอน้ำ แอมโมเนีย มีเทน) นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้รับไกลซีน กรดแอสคาร์จิก และกรดอะมิโนอื่นๆ โดยการเปลี่ยนส่วนประกอบและปัจจัยที่มีอิทธิพล ในปี พ.ศ. 2506 นักวิทยาศาสตร์ได้รับโพลีเปปไทด์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลระหว่าง 3,000-9,000 โมเลกุลโดยการสร้างแบบจำลองสภาพของบรรยากาศโบราณ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา องค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางเคมีกายภาพ และกลไกการก่อตัวของ coacervate drops ได้รับการศึกษาโดยละเอียดที่สถาบันชีวเคมีแห่ง Russian Academy of Sciences และมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก แสดงให้เห็นว่าพร้อมกันกับกระบวนการทั่วไปของการวิวัฒนาการของระบบพรีไบโอโลยี การเปลี่ยนแปลงของพวกมันเป็นโครงสร้างพิเศษมากขึ้นเกิดขึ้น

และที่นี่เป็นที่ชัดเจนว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติควรนำไปสู่การเกิดขึ้นของเซลล์ในอนาคต - หน่วยโครงสร้างและหน้าที่พื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

คุณสมบัติหลักของสิ่งมีชีวิต

ความสามารถในการเคลื่อนที่ เครื่องหมายปรากฏชัดเจนในสัตว์หลายชนิดที่สามารถเคลื่อนไหวได้ ในอวัยวะที่ง่ายที่สุดของการเคลื่อนไหวคือ flagella, cilia และอื่น ๆ ในสัตว์ที่มีการจัดระเบียบมากขึ้นแขนขาจะปรากฏขึ้น พืชยังมีความสามารถในการเคลื่อนที่ Chlamydomonas เป็นสาหร่ายเซลล์เดียวที่มีแฟลกเจลลา การแพร่กระจายของสปอร์ การแพร่กระจายของเมล็ดพืช การเคลื่อนที่ในอวกาศโดยใช้เหง้าเป็นตัวแปรของการเคลื่อนไหวทั้งหมด

ความสามารถในการเติบโต สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสามารถเพิ่มขนาดและมวลได้เนื่องจากการยืด การแบ่งเซลล์ ฯลฯ

โภชนาการ การหายใจ การขับถ่ายเป็นกระบวนการที่รับประกันการเผาผลาญอาหาร

ความหงุดหงิดคือความสามารถในการตอบสนองและตอบสนองต่ออิทธิพลภายนอก

การสืบพันธุ์และปรากฏการณ์ของความแปรปรวนและกรรมพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับมันเป็นลักษณะเฉพาะที่สุดของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตใด ๆ ก็ออกลูกเป็นตัว ลูกหลานยังคงมีลักษณะเฉพาะของพ่อแม่และได้รับลักษณะที่เป็นลักษณะเฉพาะของพวกเขาเท่านั้น

จำนวนทั้งสิ้นของลักษณะที่ปรากฏในรายการนี้บ่งบอกถึงลักษณะของสิ่งมีชีวิตอย่างไม่ต้องสงสัยว่าเป็นระบบที่ก่อให้เกิดเมแทบอลิซึม ความหงุดหงิด และความสามารถในการสืบพันธุ์ แต่ควรจำไว้ว่าแนวคิดของการดำรงชีวิตนั้นซับซ้อนกว่ามาก (ดูบทนำ)

ระดับของการจัดระเบียบชีวิต

ระดับขององค์กรเป็นสถานที่ทำงานของโครงสร้างทางชีววิทยาในระดับหนึ่งของความซับซ้อนใน "ระบบของระบบ" ทั่วไปของสิ่งมีชีวิต โดยปกติแล้วระดับโมเลกุล (อณูพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล), เซลล์, สิ่งมีชีวิต, สายพันธุ์ประชากร, biocenotic, biospheric ขององค์กร

หน่วยพื้นฐานและการทำงานของชีวิตคือเซลล์ เซลล์มีคุณสมบัติหลักเกือบทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต ซึ่งแตกต่างจากสิ่งที่เรียกว่าสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เซลล์ (เช่น ไวรัส) ซึ่งดำรงอยู่ในระดับโมเลกุล

สิ่งมีชีวิตเป็นพาหะของสิ่งมีชีวิตโดยมีคุณสมบัติทางชีวภาพทั้งหมด

สปีชีส์คือกลุ่มของบุคคลที่มีโครงสร้างและแหล่งกำเนิดคล้ายคลึงกัน

Biocenosis เป็นชุดของสปีชีส์ที่เชื่อมต่อกันซึ่งอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่เป็นเนื้อเดียวกันหรือในน้ำ

ชีวมณฑลคือผลรวมของ biocenoses ทั้งหมดของโลก

วิธีการศึกษาชีววิทยา

วิธีการทางชีววิทยาสมัยใหม่ถูกกำหนดโดยงานของมัน ภารกิจหลักประการหนึ่งของชีววิทยาคือความรู้เกี่ยวกับโลกของสิ่งมีชีวิตรอบตัวเรา วิธีการทางชีววิทยาสมัยใหม่มุ่งเป้าไปที่การศึกษาปัญหานี้โดยเฉพาะ

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์มักเริ่มต้นด้วยการสังเกต วิธีการศึกษาวัตถุทางชีววิทยานี้ถูกนำมาใช้ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของการดำรงอยู่ของมนุษย์อย่างมีความหมาย วิธีนี้ช่วยให้คุณสร้างแนวคิดเกี่ยวกับวัตถุที่กำลังศึกษาเพื่อรวบรวมเนื้อหาสำหรับการทำงานต่อไป

การสังเกตเป็นวิธีการหลักในช่วงเวลาเชิงพรรณนาของการพัฒนาทางชีววิทยา จากการสังเกตได้ตั้งสมมติฐาน

ขั้นตอนต่อไปในการศึกษาวัตถุทางชีวภาพเกี่ยวข้องกับการทดลอง

มันกลายเป็นพื้นฐานสำหรับการเปลี่ยนแปลงของชีววิทยาจากวิทยาศาสตร์เชิงบรรยายเป็นวิทยาศาสตร์เชิงทดลอง การทดลองช่วยให้คุณตรวจสอบผลการสังเกตและรับข้อมูลที่ไม่สามารถหาได้ในขั้นตอนแรกของการศึกษา

การทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงต้องมาพร้อมกับการทดลองควบคุม

การทดลองต้องทำซ้ำได้ สิ่งนี้จะช่วยให้ได้รับข้อมูลที่เชื่อถือได้และประมวลผลข้อมูลโดยใช้คอมพิวเตอร์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการสร้างแบบจำลองได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านชีววิทยา การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของปรากฏการณ์และกระบวนการเป็นไปได้ด้วยการนำคอมพิวเตอร์มาใช้ในการวิจัยทางชีววิทยาอย่างแพร่หลาย

ตัวอย่างคืออัลกอริทึมสำหรับการศึกษาชนิดของพืช ในระยะแรก ผู้วิจัยศึกษาสัญญาณของสิ่งมีชีวิต ผลการสังเกตจะถูกบันทึกไว้ในวารสารพิเศษ จากการระบุลักษณะที่มีอยู่ทั้งหมด จึงมีการตั้งสมมติฐานว่าสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นของสิ่งมีชีวิตชนิดใดชนิดหนึ่ง ความถูกต้องของสมมติฐานถูกกำหนดโดยการทดลอง เมื่อทราบว่าตัวแทนของสปีชีส์เดียวกันผสมกันได้อย่างอิสระและให้กำเนิดลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ ผู้วิจัยจึงเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตจากเมล็ดที่นำมาจากบุคคลที่ศึกษาและผสมข้ามสิ่งมีชีวิตที่โตแล้วกับสิ่งมีชีวิตอ้างอิง ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่มีการกำหนดล่วงหน้า หากจากการทดลองนี้ได้รับเมล็ดพืชซึ่งสิ่งมีชีวิตที่มีชีวิตพัฒนาขึ้นก็จะถือว่าสมมติฐานได้รับการยืนยัน

ความหลากหลายของโลกอินทรีย์

ความหลากหลายรวมถึงความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลกได้รับการศึกษาโดยระบบ - ส่วนที่สำคัญที่สุดของชีววิทยา

ระบบของสิ่งมีชีวิตเป็นภาพสะท้อนของความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลก ตัวแทนของสิ่งมีชีวิตสามกลุ่มอาศัยอยู่บนโลก: ไวรัส, โปรคาริโอต, ยูคาริโอต

ไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่มีโครงสร้างเป็นเซลล์ โปรคาริโอตและยูคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีหน่วยโครงสร้างหลักคือเซลล์ เซลล์โปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสของเซลล์ที่มีรูปแบบสมบูรณ์ ในยูคาริโอต เซลล์มีนิวเคลียสที่แท้จริง ซึ่งวัสดุนิวเคลียร์ถูกแยกออกจากไซโตพลาสซึมด้วยเมมเบรนสองเมมเบรน

โปรคาริโอตประกอบด้วยแบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวส่วนใหญ่เป็นสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว โคโลเนียล หรือหลายเซลล์ที่มีสารอาหารผสมกัน เซลล์สีเขียวแกมน้ำเงินมีคลอโรฟิลล์ซึ่งให้คุณค่าทางโภชนาการแบบออโตโทรฟิค แต่สีเขียวแกมน้ำเงินสามารถดูดซับสารอินทรีย์สำเร็จรูปซึ่งพวกมันสร้างสารที่มีโมเลกุลสูงได้เอง มีสามอาณาจักรภายในยูคาริโอต ได้แก่ รา พืช และสัตว์ เห็ดเป็นสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิกที่มีไมซีเลียมเป็นตัวแสดง เชื้อรากลุ่มพิเศษคือ ไลเคน ซึ่งสัญลักษณ์ของเชื้อราคือสาหร่ายเซลล์เดียวหรือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีออโตโทรฟิคเป็นหลัก

สัตว์เป็นยูคาริโอตเฮเทอโรไซกัส

สิ่งมีชีวิตบนโลกมีอยู่ในสถานะของชุมชน - biocenoses

ความสัมพันธ์ระหว่างไวรัสกับสิ่งมีชีวิตยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ เนื่องจากไวรัสไม่สามารถแพร่พันธุ์นอกเซลล์ได้ และไม่มีโครงสร้างเซลล์ นักชีววิทยาส่วนใหญ่เชื่อว่าไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุด

นักพฤกษศาสตร์ชาวรัสเซีย D.I. Ivanovsky ถือเป็นผู้ค้นพบไวรัส แต่ด้วยการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเท่านั้นจึงเป็นไปได้ที่จะศึกษาโครงสร้างของโครงสร้างลึกลับเหล่านี้ ไวรัสนั้นง่ายมาก "แกนกลาง" ของไวรัสคือโมเลกุล DNA หรือ RNA "แกนกลาง" นี้ล้อมรอบด้วยเปลือกโปรตีน ไวรัสบางชนิดพัฒนาไลโปโปรตีนห่อหุ้มซึ่งเกิดจากเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมของเซลล์เจ้าบ้าน

เมื่อเข้าไปในเซลล์แล้ว ไวรัสจะสามารถแพร่พันธุ์ตัวเองได้ ในเวลาเดียวกัน พวกเขา "ปิด" DNA ของโฮสต์ และใช้กรดนิวคลีอิกสั่งการเพื่อสังเคราะห์สำเนาใหม่ของไวรัส ไวรัสสามารถ "โจมตี" เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกกลุ่ม ไวรัสที่ "โจมตี" แบคทีเรียจะได้รับชื่อพิเศษ - แบคทีเรีย

ความสำคัญของไวรัสในธรรมชาตินั้นสัมพันธ์กับความสามารถในการทำให้เกิดโรคต่างๆ นี่คือกระเบื้องโมเสคของใบไม้ ไข้หวัดใหญ่ ไข้ทรพิษ หัด โปลิโอ คางทูม และ "กาฬโรค" แห่งศตวรรษที่ 20 นั่นคือโรคเอดส์

วิธีการแพร่เชื้อไวรัสดำเนินการโดยการหยดของเหลวโดยการสัมผัสด้วยความช่วยเหลือของพาหะ (หมัด หนู หนู ฯลฯ ) ผ่านทางอุจจาระและอาหาร

ได้รับโรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง (เอดส์) ไวรัสเอดส์.

โรคเอดส์เป็นโรคติดเชื้อที่เกิดจากไวรัสอาร์เอ็นเอ ไวรัสเอดส์มีรูปร่างเป็นแท่งหรือเป็นวงรีหรือกลม ในกรณีหลังนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 140 นาโนเมตร ไวรัสประกอบด้วย RNA, เอนไซม์ revartase, โปรตีน 2 ชนิด, ไกลโคโปรตีน 2 ชนิด และไขมันที่สร้างเยื่อหุ้มชั้นนอก เอนไซม์กระตุ้นปฏิกิริยาของการสังเคราะห์สายดีเอ็นเอบนแม่แบบ RNA ของไวรัสในเซลล์ที่ได้รับผลกระทบจากไวรัส ไวรัสเอดส์แสดงออกต่อ T-lymphocytes

ไวรัสไม่เสถียรต่อสิ่งแวดล้อม ไวต่อสารฆ่าเชื้อหลายชนิด กิจกรรมการติดเชื้อของไวรัสจะลดลง 1,000 เท่าเมื่อได้รับความร้อนที่อุณหภูมิ 56C เป็นเวลา 30 นาที

โรคติดต่อทางเพศสัมพันธ์หรือทางเลือด การติดเชื้อเอดส์มักจะถึงแก่ชีวิต!

พื้นฐานของเซลล์วิทยา

บทบัญญัติพื้นฐานของทฤษฎีเซลล์

กรงถูกค้นพบในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 17 การศึกษาเกี่ยวกับเซลล์พัฒนาขึ้นอย่างมากในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 โดยเกี่ยวข้องกับการสร้างทฤษฎีเซลล์ การวิจัยระดับเซลล์ได้กลายเป็นหลักการชี้นำของสาขาวิชาทางชีววิทยาที่สำคัญที่สุด ในทางชีววิทยา มีส่วนใหม่เกิดขึ้น - เซลล์วิทยา เป้าหมายของการศึกษาเซลล์วิทยาคือเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์รวมถึงสิ่งมีชีวิตที่มีร่างกายเป็นเซลล์เดียว เซลล์วิทยาศึกษาโครงสร้าง องค์ประกอบทางเคมี วิธีการสืบพันธุ์ คุณสมบัติการปรับตัว

พื้นฐานทางทฤษฎีของเซลล์วิทยาคือทฤษฎีเซลล์ ทฤษฎีเซลล์ถูกกำหนดขึ้นในปี 1838 โดย T. Schwann แม้ว่าข้อกำหนดสองข้อแรกของทฤษฎีเซลล์จะเป็นของ M. Schleiden ผู้ศึกษาเซลล์พืช T. Schwann ผู้เชี่ยวชาญที่มีชื่อเสียงในด้านโครงสร้างของเซลล์สัตว์ ในปี 1838 จากข้อมูลผลงานของ M. Schleiden และผลการวิจัยของเขาเอง ได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

เซลล์เป็นหน่วยโครงสร้างที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต

เซลล์เกิดขึ้นจากกิจกรรมของสิ่งมีชีวิต

เซลล์สัตว์และพืชมีความคล้ายคลึงกันมากกว่าความแตกต่าง

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เชื่อมต่อกันทางโครงสร้างและหน้าที่

การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างและกิจกรรมชีวิตทำให้สามารถเรียนรู้เกี่ยวกับมันได้มากมาย สิ่งนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยความสมบูรณ์แบบของเทคนิคทางจุลทรรศน์ วิธีการวิจัย และการมาถึงของนักวิจัยที่มีพรสวรรค์จำนวนมากในด้านเซลล์วิทยา มีการศึกษาโครงสร้างของนิวเคลียสอย่างละเอียด วิเคราะห์ทางเซลล์วิทยาของกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญ เช่น ไมโทซีส ไมโอซิส และการปฏิสนธิ โครงสร้างจุลภาคของเซลล์กลายเป็นที่รู้จัก เซลล์ออร์แกเนลล์ถูกค้นพบและอธิบาย โครงการวิจัยทางเซลล์วิทยาของศตวรรษที่ 20 ได้กำหนดหน้าที่ในการอธิบายและแยกแยะคุณสมบัติของเซลล์อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงให้ความสนใจเป็นพิเศษในการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของเซลล์และกลไกที่เซลล์ดูดซับสารจากสิ่งแวดล้อม

การศึกษาทั้งหมดนี้ทำให้สามารถเพิ่มจำนวนและขยายบทบัญญัติของทฤษฎีเซลล์ได้ ซึ่งหลักสมมุติฐานในปัจจุบันมีลักษณะดังนี้:

เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานและโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

เซลล์เกิดจากเซลล์ที่เกิดจากการแบ่งตัวเท่านั้น

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีโครงสร้าง องค์ประกอบทางเคมี และหน้าที่พื้นฐานทางสรีรวิทยาคล้ายคลึงกัน

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์การทำงานเดี่ยว

เซลล์ของพืชและสัตว์ชั้นสูงสร้างกลุ่มที่เกี่ยวข้องกับหน้าที่ - เนื้อเยื่อ; อวัยวะที่ประกอบกันเป็นร่างกายเกิดจากเนื้อเยื่อ

ลักษณะโครงสร้างของเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอต

โปรคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดที่ก่อตัวเป็นอาณาจักรอิสระ โปรคาริโอตประกอบด้วยแบคทีเรีย "สาหร่าย" สีเขียวแกมน้ำเงิน และกลุ่มย่อยอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง

เซลล์โปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสที่แตกต่างกัน มีการนำเสนอเครื่องมือทางพันธุกรรม ประกอบด้วย DNA แบบวงกลม ไม่มีไมโตคอนเดรียและเครื่องมือ Golgi ในเซลล์

ยูคาริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีนิวเคลียสที่แท้จริง ยูคาริโอตรวมถึงตัวแทนของอาณาจักรพืช อาณาจักรสัตว์ และอาณาจักรเชื้อรา

เซลล์ยูคาริโอตมักจะมีขนาดใหญ่กว่าเซลล์โปรคาริโอต โดยแบ่งออกเป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่แยกจากกัน DNA จับกับโปรตีนสร้างโครโมโซมซึ่งอยู่ในนิวเคลียส ล้อมรอบด้วยซองนิวเคลียร์และเต็มไปด้วยคาริโอพลาสซึม การแบ่งเซลล์ยูคาริโอตออกเป็นองค์ประกอบโครงสร้างนั้นดำเนินการโดยใช้เยื่อชีวภาพ

เซลล์ยูคาริโอต โครงสร้างและหน้าที่.

ยูคาริโอต ได้แก่ พืช สัตว์ เห็ดรา

โครงสร้างของเซลล์พืชและเชื้อรามีการกล่าวถึงโดยละเอียดในส่วนพฤกษศาสตร์ "คู่มือสำหรับผู้สมัครเข้ามหาวิทยาลัย" รวบรวมโดย M. A. Galkin

ในคู่มือนี้ เราจะชี้ให้เห็นถึงลักษณะเด่นของเซลล์สัตว์ โดยอ้างอิงจากหนึ่งในบทบัญญัติของทฤษฎีเซลล์ "มีความคล้ายคลึงกันระหว่างเซลล์พืชและสัตว์มากกว่าความแตกต่าง"

เซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์ มันแสดงโดยโปรโตพลาสต์เปล่า ชั้นขอบเขตของเซลล์สัตว์ - glycocalyx เป็นชั้นบนของเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึม "เสริม" โดยโมเลกุลโพลีแซคคาไรด์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสารระหว่างเซลล์มากกว่าในเซลล์

ไมโทคอนเดรียได้พับคริสเต

เซลล์สัตว์มีศูนย์กลางเซลล์ที่ประกอบด้วยสองเซนทริโอล สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเซลล์สัตว์ใดๆ ก็ตามสามารถแบ่งตัวได้

การรวมอยู่ในเซลล์สัตว์จะแสดงในรูปของธัญพืชและหยด (โปรตีน, ไขมัน, ไกลโคเจนคาร์โบไฮเดรต), ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาผลาญ, ผลึกเกลือ, เม็ดสี

ในเซลล์สัตว์อาจมีแวคิวโอลขนาดเล็กที่หดตัว ย่อยอาหาร และขับออกได้

ไม่มี plastids ในเซลล์, การรวมในรูปแบบของแป้ง, ธัญพืช, แวคิวโอลขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยน้ำผลไม้

การแบ่งเซลล์.

เซลล์ถูกสร้างขึ้นจากเซลล์อันเป็นผลมาจากการแบ่งเท่านั้น เซลล์ยูคาริโอตแบ่งตามชนิดของไมโทซิสหรือตามชนิดของไมโอซิส ทั้งสองแผนกนี้ดำเนินการในสามขั้นตอน:

การแบ่งเซลล์พืชตามประเภทของไมโทซีสและตามประเภทของไมโอซิสได้อธิบายไว้อย่างละเอียดในส่วน "พฤกษศาสตร์" ของคู่มือสำหรับผู้สมัครเข้ามหาวิทยาลัยที่รวบรวมโดย M. A. Galkin

ที่นี่เราระบุเฉพาะคุณสมบัติของการแบ่งเซลล์สัตว์

คุณสมบัติของการแบ่งตัวในเซลล์สัตว์นั้นสัมพันธ์กับการไม่มีผนังเซลล์ เมื่อเซลล์แบ่งตัวตามชนิดของไมโทซิสในไซโทไคเนซิส การแยกตัวของเซลล์ลูกเกิดขึ้นแล้วในระยะแรก ในพืช เซลล์ลูกมีรูปร่างภายใต้การปกป้องของผนังเซลล์ของเซลล์แม่ ซึ่งจะถูกทำลายหลังจาก ลักษณะของผนังเซลล์ปฐมภูมิในเซลล์ลูกสาว เมื่อเซลล์แบ่งตัวตามประเภทของไมโอซิสในสัตว์ การแบ่งจะเกิดขึ้นแล้วในเทโลเฟส 1 ในพืช ในเทโลเฟส 1 การก่อตัวของเซลล์สองนิวเคลียร์จะสิ้นสุดลง

การก่อตัวของแกนหมุนของการแบ่งใน telophase หนึ่งนำหน้าด้วยความแตกต่างของ centrioles กับขั้วของเซลล์ จาก centrioles การก่อตัวของเส้นใยแกนหมุนเริ่มต้นขึ้น ในพืช เส้นใยสปินเดิลเริ่มก่อตัวจากกระจุกขั้วของไมโครทูบูล

การเคลื่อนที่ของเซลล์ ออร์แกเนลล์ของการเคลื่อนไหว

สิ่งมีชีวิตที่ประกอบด้วยเซลล์เดียวมักจะมีความสามารถในการเคลื่อนไหว กลไกการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นในกระบวนการวิวัฒนาการนั้นมีความหลากหลายมาก รูปแบบหลักของการเคลื่อนไหวคือ - อะมีบอยด์และด้วยความช่วยเหลือของแฟลเจลลา นอกจากนี้ เซลล์สามารถเคลื่อนที่ได้โดยการหลั่งเมือกหรือโดยการเคลื่อนย้ายสารหลักของไซโตพลาสซึม

การเคลื่อนไหวของอะมีบาได้ชื่อมาจากสิ่งมีชีวิตที่ง่ายที่สุด - อะมีบา อวัยวะของการเคลื่อนไหวในอะมีบาคือขาปลอม - ความคล้ายคลึงกันหลอกซึ่งเป็นส่วนที่ยื่นออกมาของไซโตพลาสซึม พวกมันถูกสร้างขึ้นในที่ต่าง ๆ บนพื้นผิวของไซโตพลาสซึม พวกเขาสามารถหายไปและปรากฏขึ้นที่อื่นได้

การเคลื่อนไหวด้วยความช่วยเหลือของแฟลกเจลลาเป็นลักษณะของสาหร่ายเซลล์เดียวจำนวนมาก (เช่น chlamydomonas) โปรโตซัว (เช่น ยูกลีนาสีเขียว) และแบคทีเรีย อวัยวะของการเคลื่อนไหวในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้คือแฟลเจลลา - ผลพลอยได้ของไซโตพลาสซึมบนพื้นผิวของไซโตพลาสซึม

องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์

องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับคุณลักษณะของโครงสร้างและการทำงานของหน่วยพื้นฐานและการทำงานของสิ่งมีชีวิตนี้

เช่นเดียวกับทางสัณฐานวิทยาที่พบมากที่สุดและเป็นสากลสำหรับเซลล์ของตัวแทนของทุกอาณาจักรคือองค์ประกอบทางเคมีของโปรโตพลาสต์ หลังประกอบด้วยน้ำประมาณ 80% สารอินทรีย์ 10% และเกลือ 1% บทบาทหลักในการก่อตัวของโปรโตพลาสต์ ได้แก่ โปรตีน กรดนิวคลีอิก ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตเป็นหลัก

ตามองค์ประกอบขององค์ประกอบทางเคมีโปรโตพลาสต์นั้นซับซ้อนมาก ประกอบด้วยสารทั้งที่มีน้ำหนักโมเลกุลเล็กและสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ 80% ของน้ำหนักโปรโตพลาสต์ประกอบด้วยสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง และมีเพียง 30% เท่านั้นที่เป็นสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ในเวลาเดียวกันสำหรับแต่ละโมเลกุลขนาดใหญ่มีหลายร้อยและสำหรับแต่ละโมเลกุลขนาดใหญ่มีโมเลกุลเป็นพันเป็นหมื่น

หากเราพิจารณาเนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมีในเซลล์ควรให้ออกซิเจนเป็นอันดับแรก (65-25%) ตามมาด้วยคาร์บอน (15-20%) ไฮโดรเจน (8-10%) และไนโตรเจน (2-3%) จำนวนองค์ประกอบอื่น ๆ และประมาณหนึ่งร้อยองค์ประกอบที่พบในเซลล์นั้นน้อยกว่ามาก องค์ประกอบขององค์ประกอบทางเคมีในเซลล์ขึ้นอยู่กับลักษณะทางชีววิทยาของสิ่งมีชีวิตและที่อยู่อาศัย

สารอนินทรีย์และบทบาทต่อชีวิตของเซลล์

สารอนินทรีย์ของเซลล์ ได้แก่ น้ำและเกลือ สำหรับกระบวนการชีวิต ไอออนบวกที่ประกอบกันเป็นเกลือ ที่สำคัญที่สุดคือ K, Ca, Mg, Fe, Na, NH จากแอนไอออน NO, HPO, HPO

แอมโมเนียมและไนเตรตไอออนถูกรีดิวซ์เซลล์พืชเป็น NH และรวมอยู่ในการสังเคราะห์กรดอะมิโน ในสัตว์ กรดอะมิโนถูกใช้เพื่อสร้างโปรตีนของตัวเอง เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย พวกมันจะถูกรวมไว้ในวัฏจักรของสารในรูปของไนโตรเจนอิสระ พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน กรดอะมิโน กรดนิวคลีอิก และ ATP หากฟอสฟอรัส - ฟอสเฟตที่อยู่ในดินถูกละลายโดยการหลั่งของพืชและดูดซึม พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างเมมเบรนทั้งหมด กรดนิวคลีอิกและ ATP เอนไซม์ เนื้อเยื่อ

โพแทสเซียมพบได้ในทุกเซลล์ในรูปของ K ไอออน "ปั๊มโพแทสเซียม" ของเซลล์ส่งเสริมการซึมผ่านของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ มันกระตุ้นกระบวนการที่สำคัญของเซลล์ การกระตุ้นและแรงกระตุ้น

แคลเซียมพบในเซลล์ในรูปของไอออนหรือผลึกเกลือ รวมอยู่ในเลือดที่ก่อให้เกิดการแข็งตัวของมัน รวมอยู่ในกระดูก เปลือกหอย โครงกระดูกที่เป็นหินปูนของติ่งปะการัง

แมกนีเซียมพบในรูปของไอออนในเซลล์พืช รวมอยู่ในคลอโรฟิลล์

ไอออนของธาตุเหล็กเป็นส่วนหนึ่งของฮีโมโกลบินที่มีอยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดงซึ่งทำหน้าที่ขนส่งออกซิเจน

โซเดียมไอออนมีส่วนร่วมในการขนส่งสารผ่านเมมเบรน

อันดับแรกในบรรดาสารที่ประกอบเป็นเซลล์คือน้ำ มันมีอยู่ในสารหลักของไซโตพลาสซึมในเซลล์น้ำนมในคาริโอพลาสซึมในออร์แกเนลล์ เข้าสู่ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ ไฮโดรไลซิส และออกซิเดชัน เป็นตัวทำละลายสากลและแหล่งออกซิเจน น้ำให้ turgor ควบคุมแรงดันออสโมติก สุดท้ายเป็นสื่อสำหรับกระบวนการทางสรีรวิทยาและชีวเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ ด้วยความช่วยเหลือของน้ำทำให้มั่นใจได้ว่าการขนส่งสารผ่านเยื่อชีวภาพกระบวนการควบคุมอุณหภูมิ ฯลฯ

น้ำที่มีส่วนประกอบอื่น ๆ - อินทรีย์และอนินทรีย์ น้ำหนักโมเลกุลสูงและต่ำ - มีส่วนร่วมในการก่อตัวของโครงสร้างโปรโตพลาสต์

สารอินทรีย์ (โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน กรดนิวคลีอิก ATP) โครงสร้างและบทบาทในการดำรงชีวิตของเซลล์

เซลล์เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ดำเนินการขั้นตอนหลักทั้งหมดของการเผาผลาญทางชีวภาพและมีส่วนประกอบทางเคมีหลักทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต 80% ของน้ำหนักโปรโตพลาสต์ประกอบด้วยสารโมเลกุลขนาดใหญ่ ได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน กรดนิวคลีอิก

ในบรรดาองค์ประกอบหลักของโปรโตพลาสซึม ค่านำหน้าเป็นของโปรตีน โมเลกุลขนาดใหญ่ของโปรตีนมีองค์ประกอบและโครงสร้างที่ซับซ้อนที่สุด และมีลักษณะเด่นคือการแสดงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพและเคมีที่เข้มข้นอย่างยิ่ง ประกอบด้วยคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิต นั่นคือ ความจำเพาะทางชีวภาพ

กรดอะมิโนเป็นองค์ประกอบหลักของโมเลกุลโปรตีน โมเลกุลของกรดอะมิโนส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอกซิลหนึ่งหมู่และหมู่เอมีนหนึ่งหมู่ กรดอะมิโนในโปรตีนเชื่อมต่อกันผ่านพันธะเปปไทด์เนื่องจากหมู่คาร์บอกซิลและ - เอมีน นั่นคือโปรตีนเป็นโพลิเมอร์ โมโนเมอร์ที่เป็นกรดอะมิโน โปรตีนของสิ่งมีชีวิตเกิดจากกรดอะมิโน "สีทอง" ยี่สิบตัว

ชุดของพันธะเปปไทด์ที่รวมสายโซ่ของกรดอะมิโนที่ตกค้างเข้าด้วยกันก่อตัวเป็นสายเปปไทด์ ซึ่งเป็นกระดูกสันหลังชนิดหนึ่งของโมเลกุลโพลีเปปไทด์

ในโมเลกุลขนาดใหญ่ของโปรตีนมีโครงสร้างหลายคำสั่งที่แตกต่างกัน - หลัก, ทุติยภูมิ, ตติยภูมิ โครงสร้างหลักของโปรตีนถูกกำหนดโดยลำดับของกรดอะมิโนที่ตกค้าง โครงสร้างทุติยภูมิของสายพอลิเปปไทด์เป็นเกลียวต่อเนื่องหรือไม่ต่อเนื่อง การวางแนวเชิงพื้นที่ของเอนริเกเหล่านี้หรือการรวมกันของโพลีเปปไทด์หลายตัวประกอบกันเป็นระบบลำดับที่สูงกว่า ซึ่งเป็นลักษณะโครงสร้างระดับตติยภูมิของโมเลกุลของโปรตีนหลายชนิด สำหรับโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่ โครงสร้างดังกล่าวเป็นเพียงหน่วยย่อย การจัดเรียงเชิงพื้นที่ร่วมกันซึ่งประกอบกันเป็นโครงสร้างควอเทอร์นารี

โปรตีนที่ออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยามีโครงสร้างเป็นรูปทรงกลม เช่น ขดลวดหรือทรงกระบอก

ลำดับและโครงสร้างของกรดอะมิโนจะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของโปรตีน และคุณสมบัติจะเป็นตัวกำหนดหน้าที่ มีโปรตีนที่ไม่ละลายในน้ำและมีโปรตีนที่ละลายน้ำได้อย่างอิสระ มีโปรตีนที่ละลายได้ในสารละลายอัลคาไลหรือแอลกอฮอล์ 60-80% ที่อ่อนแอเท่านั้น โปรตีนยังแตกต่างกันในน้ำหนักโมเลกุลและด้วยเหตุนี้ขนาดของสายโซ่โพลีเปปไทด์ โมเลกุลโปรตีนภายใต้อิทธิพลของปัจจัยบางอย่างสามารถแตกหรือคลายตัวได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการเสียสภาพธรรมชาติ กระบวนการเสียสภาพธรรมชาติสามารถย้อนกลับได้ เช่น โปรตีนสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติของมันได้

หน้าที่ของโปรตีนในเซลล์มีหลากหลาย ประการแรกคือการสร้างฟังก์ชั่น - โปรตีนเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ โปรตีนทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา พวกเขาเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาระดับเซลล์เรียกว่าเอนไซม์ โปรตีนยังทำหน้าที่ขนส่ง ตัวอย่างที่สำคัญคือฮีโมโกลบินซึ่งเป็นตัวนำออกซิเจน ทราบหน้าที่การป้องกันของโปรตีน ระลึกถึงการก่อตัวในเซลล์ของสารที่จับและต่อต้านสารที่อาจเป็นอันตรายต่อเซลล์ แม้ว่าโปรตีนจะทำหน้าที่ให้พลังงานเพียงเล็กน้อยก็ตาม แตกตัวเป็นกรดอะมิโน ปล่อยพลังงานออกมา

ประมาณ 1% ของวัตถุแห้งของเซลล์คือคาร์โบไฮเดรต คาร์โบไฮเดรตแบ่งออกเป็นน้ำตาลอย่างง่าย คาร์โบไฮเดรตที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ และน้ำตาลที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง คาร์โบไฮเดรตทุกประเภทประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน

น้ำตาลเชิงเดี่ยวหรือโมโนสถูกแบ่งออกเป็นเพนโทสและเฮปโตสตามจำนวนหน่วยคาร์บอนในโมเลกุล ในบรรดาคาร์โบไฮเดรตน้ำหนักโมเลกุลต่ำในธรรมชาตินั้น ซูโครส มอลโตส และแลคโตสเป็นคาร์โบไฮเดรตที่แพร่หลายมากที่สุด คาร์โบไฮเดรตที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงแบ่งออกเป็นแบบง่ายและซับซ้อน พอลิแซ็กคาไรด์อย่างง่ายคือโมเลกุลที่ประกอบด้วยสิ่งตกค้างของโมโนสชนิดใดชนิดหนึ่ง ได้แก่ แป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส สารที่ซับซ้อน ได้แก่ เพคตินเมือก องค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนนอกเหนือไปจาก monoses รวมถึงผลิตภัณฑ์ของการเกิดออกซิเดชันและการลดลง

คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่สร้างโดยสร้างพื้นฐานของผนังเซลล์ แต่หน้าที่หลักของคาร์โบไฮเดรตคือพลังงาน เมื่อคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนแตกตัวเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน และคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ พลังงานจำนวนมากจะถูกปลดปล่อยออกมา

เซลล์สัตว์และพืชทั้งหมดมีไขมัน ลิพิดรวมถึงสารที่มีลักษณะทางเคมีต่างๆ แต่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีทั่วไป กล่าวคือ: ไม่ละลายในน้ำและละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ - อีเธอร์ เบนซิน เบนซิน คลอโรฟอร์ม

ตามองค์ประกอบและโครงสร้างทางเคมี ลิพิดแบ่งออกเป็นฟอสโฟลิพิด ซัลโฟลิพิด สเตอรอล เม็ดสีที่ละลายในไขมัน ไขมัน และไข โมเลกุลของไขมันอุดมไปด้วยอนุมูลอิสระที่ไม่ชอบน้ำและกลุ่มต่างๆ

ฟังก์ชั่นการสร้างไขมันนั้นยอดเยี่ยม เยื่อชีวภาพจำนวนมากประกอบด้วยไขมัน ในระหว่างการสลายไขมัน พลังงานจำนวนมากจะถูกปลดปล่อยออกมา ไขมันรวมถึงวิตามินบางชนิด (A, D) ไขมันทำหน้าที่ป้องกันในสัตว์ พวกมันถูกสะสมไว้ใต้ผิวหนังสร้างชั้นที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ ไขมันของอูฐเป็นแหล่งน้ำ ไขมันหนึ่งกิโลกรัมออกซิไดซ์เพื่อให้น้ำหนึ่งกิโลกรัม

กรดนิวคลีอิก เช่น โปรตีน มีบทบาทสำคัญในกระบวนการเมแทบอลิซึมและการจัดระเบียบโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน การเจริญเติบโตและการแบ่งเซลล์ การก่อตัวของโครงสร้างเซลล์ และด้วยเหตุนี้ การก่อตัวและกรรมพันธุ์ของร่างกาย

กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐาน 3 ส่วน ได้แก่ กรดฟอสฟอริก คาร์โบไฮเดรตประเภทเพนโทส และเบสไนโตรเจน เมื่อรวมกันจะเกิดนิวคลีโอไทด์ กรดนิวคลีอิกคือพอลินิวคลีโอไทด์ เช่น ผลิตภัณฑ์พอลิเมอไรเซชันของนิวคลีโอไทด์จำนวนมาก ในนิวคลีโอไทด์องค์ประกอบโครงสร้างเชื่อมต่อกันตามลำดับต่อไปนี้: กรดฟอสฟอริก - เพนโตส - ฐานไนโตรเจน ในเวลาเดียวกันเพนโทสเชื่อมต่อกับกรดฟอสฟอริกด้วยพันธะอีเธอร์และเบส - ด้วยพันธะกลูโคซิดิก การเชื่อมต่อระหว่างนิวคลีโอไทด์ในกรดนิวคลีอิกนั้นกระทำผ่านกรดฟอสฟอริก ซึ่งเป็นอนุมูลอิสระที่ทำให้เกิดคุณสมบัติเป็นกรดของกรดนิวคลีอิก

ในธรรมชาติ มีกรดนิวคลีอิกอยู่ 2 ประเภท ได้แก่ ไรโบนิวคลีอิกและดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (RNA และ DNA) พวกมันแตกต่างกันในส่วนประกอบของคาร์บอนและชุดของฐานไนโตรเจน

RNA มีไรโบสเป็นส่วนประกอบของคาร์บอน DNA มีดีออกซีไรโบส

เบสไนโตรเจนของกรดนิวคลีอิกเป็นอนุพันธ์ของพิวรีนและปิรามิด กลุ่มแรก ได้แก่ อะดีนีนและกัวนีน ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของกรดนิวคลีอิก อนุพันธ์ของไพรามิดีน ได้แก่ ไซโทซีน ไทมีน ยูราซิล ในจำนวนนี้ มีเพียงไซโตซีนเท่านั้นที่จำเป็นสำหรับกรดนิวคลีอิกทั้งสอง สำหรับ thymine และ uracil ตัวแรกเป็นลักษณะเฉพาะของ DNA ซึ่งเป็นตัวหลังของ RNA นิวคลีโอไทด์เรียกว่า adenine, cytosyl, guanine, thymine, uracil ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของฐานไนโตรเจน

โครงสร้างโครงสร้างของกรดนิวคลีอิกเริ่มเป็นที่รู้จักหลังจากการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ในปี 1953 โดยวัตสันและคริก

โมเลกุล DNA ประกอบด้วยสายโพลีนิวคลีโอไทด์แบบเกลียวสองสายที่บิดเป็นเกลียวรอบแกนร่วม โซ่เหล่านี้เผชิญหน้ากันด้วยไนโตรเจนเบส หลังจับโซ่ทั้งสองเข้าด้วยกันตลอดทั้งโมเลกุล โมเลกุล DNA ผสมกันได้เพียงสองอย่างเท่านั้น: อะดีนีนกับไทมีน และกัวนีนกับไซโตซีน ตามแนวเกลียวมี "ร่อง" สองอันเกิดขึ้นในโมเลกุลขนาดใหญ่ - อันหนึ่งขนาดเล็กตั้งอยู่ระหว่างโซ่โพลีนิวคลีโอไทด์สองอันส่วนอีกอันหนึ่ง - อันใหญ่แสดงถึงช่องเปิดระหว่างรอบ ระยะห่างระหว่างคู่เบสตามแกนของโมเลกุล DNA คือ 3.4 A. นิวคลีโอไทด์ 10 คู่พอดีในหนึ่งรอบของเกลียวตามลำดับความยาวของหนึ่งรอบคือ 3.4 A เส้นผ่านศูนย์กลางหน้าตัดของเกลียวคือ ​20 A. DNA ในยูคาริโอตมีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม และในไซโตพลาสซึม ซึ่งพบได้ในไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์

คุณสมบัติพิเศษของ DNA คือความสามารถในการทำซ้ำตัวเอง - กระบวนการสืบพันธุ์ด้วยตนเองนี้จะกำหนดการถ่ายโอนคุณสมบัติทางพันธุกรรมจากเซลล์แม่ไปยังลูกสาว

การสังเคราะห์ DNA นำหน้าด้วยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจากแบบสองเส้นเป็นแบบเส้นเดียว หลังจากนั้น ในแต่ละสายพอลินิวคลีโอไทด์ เมื่อสายนิวคลีโอไทด์ใหม่ถูกสร้างขึ้นบนเมทริกซ์ ลำดับนิวคลีโอไทด์ที่สอดคล้องกับสายเดิม ลำดับดังกล่าวถูกกำหนดโดยหลักการของการเติมเต็มฐาน เทียบกับ A แต่ละตัวคือ T เทียบกับ C - G

กรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) เป็นโพลิเมอร์ที่มีโมโนเมอร์เป็นไรโบนิวคลีโอไทด์: อะดีนีน, ไซโตซีน, กวานีน, ยูราซิล

ปัจจุบัน RNA มีสามประเภท ได้แก่ โครงสร้าง ละลายน้ำได้ หรือขนส่ง ข้อมูล โครงสร้าง RNA ส่วนใหญ่พบในไรโบโซม ดังนั้นจึงเรียกว่าไรโบโซมอาร์เอ็นเอ มันสร้างมากถึง 80% ของ RNA ของเซลล์ทั้งหมด Transfer RNA ประกอบด้วย 80-80 นิวคลีโอไทด์ พบในสารหลักของไซโตพลาสซึม ประกอบด้วยประมาณ 10-15% ของ RNA ทั้งหมด มันมีบทบาทเป็นตัวพากรดอะมิโนไปยังไรโบโซมซึ่งเป็นที่ที่การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้น Messenger RNA ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน สามารถมีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 300,000 ถึง 2 ล้านหรือมากกว่านั้น และมีฤทธิ์ในการเผาผลาญอย่างมาก Messenger RNA ถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องในนิวเคลียสบน DNA ซึ่งทำหน้าที่เป็นแม่แบบ และถูกส่งไปยังไรโบโซมซึ่งมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน ในเรื่องนี้ Messenger RNA เรียกว่า Messenger RNA คิดเป็น 10-5% ของจำนวน RNA ทั้งหมด

ในบรรดาสารอินทรีย์ของเซลล์กรดอะดีนีนไตรฟอสฟอริกอยู่ในสถานที่พิเศษ ประกอบด้วยส่วนประกอบที่รู้จักสามอย่าง ได้แก่ อะดีนีนที่เป็นฐานไนโตรเจน คาร์โบไฮเดรต (ไรโบส) และกรดฟอสฟอริก ลักษณะเฉพาะของโครงสร้างของเอทีพีคือการมีกลุ่มฟอสเฟตเพิ่มเติมอีกสองกลุ่มที่ติดอยู่กับกรดฟอสฟอริกตกค้างที่มีอยู่แล้ว ส่งผลให้เกิดการสร้างพันธะที่อุดมด้วยพลังงาน การเชื่อมต่อดังกล่าวเรียกว่า macroenergetic พันธะพลังงานมาโคร 1 พันธะในกรัม-โมเลกุลของสารประกอบด้วยแคลอรีสูงถึง 16,000 แคลอรี ATP และ ADP เกิดขึ้นระหว่างการหายใจเนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการสลายคาร์โบไฮเดรต ไขมัน ฯลฯ โดยออกซิเดชัน กระบวนการย้อนกลับ เช่น การเปลี่ยนจาก ATP เป็น ADP จะมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานซึ่งใช้โดยตรงในชีวิตบางอย่าง กระบวนการ - ในสารสังเคราะห์, ในการเคลื่อนที่ของสารพื้นฐานของไซโตพลาสซึม, ในการนำการกระตุ้น ฯลฯ ATP เป็นแหล่งพลังงานแหล่งเดียวและเป็นสากลที่จัดหาเซลล์ ดังที่ทราบกันดีในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาว่า ATP และ ADP, AMP เป็นวัสดุตั้งต้นสำหรับการก่อตัวของกรดนิวคลีอิก

สารควบคุมและส่งสัญญาณ

โปรตีนมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งมากมาย

เอนไซม์ ปฏิกิริยาส่วนใหญ่ของการดูดซึมและการกระจายในร่างกายเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ - โปรตีนที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ ปัจจุบันมีเอนไซม์อยู่ประมาณ 700 ชนิด ทั้งหมดเป็นโปรตีนที่เรียบง่ายหรือซับซ้อน หลังประกอบด้วยโปรตีนและโคเอนไซม์ โคเอ็นไซม์เป็นสารออกฤทธิ์ทางสรีรวิทยาหลายชนิดหรืออนุพันธ์ของโคเอนไซม์ - นิวคลีโอไทด์, ฟลาวิน ฯลฯ

เอนไซม์มีลักษณะเป็นกิจกรรมที่สูงมากซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับค่า pH ของตัวกลาง สำหรับเอนไซม์ ความจำเพาะของเอนไซม์นั้นมีลักษณะเฉพาะมากที่สุด เอนไซม์แต่ละตัวสามารถควบคุมปฏิกิริยาประเภทที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น

ดังนั้น เอนไซม์จึงทำหน้าที่เป็นตัวเร่งและควบคุมกระบวนการทางชีวเคมีเกือบทั้งหมดในเซลล์และในร่างกาย

ฮอร์โมนเป็นความลับของต่อมไร้ท่อ ฮอร์โมนช่วยให้แน่ใจว่ามีการสังเคราะห์เอนไซม์บางชนิดในเซลล์ กระตุ้นหรือยับยั้งการทำงานของมัน ดังนั้นพวกมันจึงเร่งการเจริญเติบโตของร่างกายและการแบ่งเซลล์ เสริมการทำงานของกล้ามเนื้อ ควบคุมการดูดซึมและการขับถ่ายของน้ำและเกลือ ระบบฮอร์โมนพร้อมกับระบบประสาทช่วยให้การทำงานของร่างกายโดยรวมผ่านการกระทำพิเศษของฮอร์โมน

วิตามิน บทบาททางชีววิทยาของพวกเขา

วิตามินเป็นสารอินทรีย์ที่ผลิตขึ้นในร่างกายสัตว์หรือได้รับจากอาหารในปริมาณที่น้อยมาก แต่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการเผาผลาญตามปกติ การขาดวิตามินนำไปสู่การเกิดภาวะ hypo- และ avitaminosis

ปัจจุบันมีวิตามินมากกว่า 20 ชนิดที่เป็นที่รู้จัก เหล่านี้คือวิตามินของกลุ่ม B, วิตามิน E, A, K, C, PP เป็นต้น

บทบาททางชีววิทยาของวิตามินอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าในกรณีที่ไม่มีหรือบกพร่อง การทำงานของเอนไซม์บางชนิดจะหยุดชะงัก ปฏิกิริยาทางชีวเคมีและการทำงานของเซลล์ปกติจะหยุดชะงัก

การสังเคราะห์ทางชีวภาพของโปรตีน รหัสพันธุกรรม.

การสังเคราะห์โปรตีนหรือสายโซ่โพลีเปปไทด์นั้นดำเนินการกับไรโบโซม แต่นี่เป็นเพียงขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการที่ซับซ้อน

ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของสายโซ่โพลีเปปไทด์มีอยู่ใน DNA ส่วนของ DNA ที่นำข้อมูลเกี่ยวกับสายพอลิเปปไทด์คือยีน เมื่อทราบเรื่องนี้ ก็ชัดเจนว่าลำดับนิวคลีโอไทด์ของ DNA จะต้องกำหนดลำดับกรดอะมิโนของสายพอลิเพปไทด์ ความสัมพันธ์ระหว่างเบสและกรดอะมิโนนี้เรียกว่ารหัสพันธุกรรม อย่างที่คุณทราบ โมเลกุล DNA ถูกสร้างขึ้นจากนิวคลีโอไทด์สี่ชนิด ซึ่งรวมถึงหนึ่งในสี่ของเบส: อะดีนีน (A), กัวนีน (G), ไทมีน (T), ไซโตซีน (C) นิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อกันเป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์ ด้วยตัวอักษรสี่ตัวนี้ คำแนะนำจะถูกเขียนขึ้นสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนจำนวนไม่จำกัดที่อาจเกิดขึ้น ถ้าเบสหนึ่งตัวกำหนดตำแหน่งของกรดอะมิโนหนึ่งตัว สายโซ่ก็จะมีกรดอะมิโนเพียงสี่ตัวเท่านั้น ถ้ากรดอะมิโนแต่ละตัวถูกเข้ารหัสด้วยสองเบส ดังนั้น กรดอะมิโน 16 ตัวจะถูกเข้ารหัสโดยใช้รหัสดังกล่าว เฉพาะรหัสที่ประกอบด้วยทริปเพลตฐาน (รหัสทริปเล็ต) เท่านั้นที่สามารถรับประกันได้ว่ากรดอะมิโนทั้งหมด 20 ตัวจะรวมอยู่ในสายโพลีเปปไทด์ รหัสนี้รวม 64 แฝดที่แตกต่างกัน ปัจจุบัน รู้จักรหัสพันธุกรรมของกรดอะมิโนทั้ง 20 ชนิดแล้ว

คุณสมบัติหลักของรหัสพันธุกรรมสามารถกำหนดได้ดังนี้

รหัสที่กำหนดการรวมกรดอะมิโนในสายพอลิเพปไทด์คือเบสสามตัวในสายดีเอ็นเอพอลิเปปไทด์

รหัสนี้เป็นสากล: แฝดสามตัวเดียวกันเข้ารหัสกรดอะมิโนที่เหมือนกันในจุลินทรีย์ที่แตกต่างกัน

รหัสเสื่อมลง: กรดอะมิโนที่กำหนดสามารถเข้ารหัสได้มากกว่าหนึ่งแฝด ตัวอย่างเช่น กรดอะมิโนลิวซีนถูกเข้ารหัสโดยสามแฝด GAA, GAG, GAT, GAC

รหัสที่ทับซ้อนกัน: ตัวอย่างเช่น ลำดับนิวคลีโอไทด์ AAACAATTA อ่านเป็น AAA/CAA/TTA เท่านั้น ควรสังเกตว่ามีแฝดสามที่ไม่ได้รหัสสำหรับกรดอะมิโน การทำงานของแฝดสามเหล่านี้ได้รับการจัดตั้งขึ้นแล้ว เหล่านี้คือโคดอนเริ่มต้น รีเซ็ตโคดอน ฯลฯ ฟังก์ชันของผู้อื่นต้องการการถอดรหัส

ลำดับเบสในยีนหนึ่งซึ่งนำข้อมูลเกี่ยวกับสายพอลิเพปไทด์ "ถูกเขียนใหม่ในลำดับเบสที่เสริมกันของ RNA ที่ให้ข้อมูลหรือผู้ส่งสาร กระบวนการนี้เรียกว่าการถอดความ โมเลกุล I-RNA เกิดขึ้นจากไรโบนิวคลีโอไทด์อิสระที่จับกันภายใต้การกระทำของ RNA polymerase ตามกฎของการจับคู่เบสของ DNA และ RNA (A-U, G-C, T-A, C-G) โมเลกุล I-RNA ที่สังเคราะห์ขึ้นซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมออกจากนิวเคลียสและไปที่ไรโบโซม ที่นี่กระบวนการที่เรียกว่าการแปลเกิดขึ้น - ลำดับของเบสสามเท่าในโมเลกุล I-RNA ถูกแปลเป็นลำดับเฉพาะของกรดอะมิโนในสายโพลีเปปไทด์

ไรโบโซมหลายตัวติดอยู่ที่ส่วนท้ายของโมเลกุล DNA เกิดเป็นโพลีโซม โครงสร้างทั้งหมดนี้เป็นชุดของไรโบโซมที่เชื่อมต่อกัน ในเวลาเดียวกัน ในโมเลกุล I-RNA หนึ่งโมเลกุล การสังเคราะห์สายโซ่โพลีเปปไทด์หลายสายสามารถดำเนินการได้ ไรโบโซมแต่ละหน่วยประกอบด้วยหน่วยย่อย 2 หน่วย หน่วยเล็กและหน่วยใหญ่ I-RNA ยึดติดกับพื้นผิวของยูนิตย่อยขนาดเล็กโดยมีแมกนีเซียมไอออนอยู่ ในกรณีนี้ โคดอนที่แปลแล้วสองตัวแรกหันเข้าหาหน่วยย่อยขนาดใหญ่ของไรโบโซม โคดอนแรกจับโมเลกุล t_RNA ที่มีแอนติโคดอนคู่สมและพากรดอะมิโนตัวแรกของพอลิเปปไทด์สังเคราะห์ จากนั้น แอนติโคดอนที่สองจะจับกับสารเชิงซ้อนกรดอะมิโน-tRNA ที่มีแอนติโคดอนที่เสริมกับโคดอนนี้

หน้าที่ของไรโบโซมคือการจับ i-RNA, t-RNA และปัจจัยโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแปลภาษาให้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม จนเกิดพันธะเปปไทด์ระหว่างกรดอะมิโนที่อยู่ติดกัน

ทันทีที่กรดอะมิโนใหม่เข้าร่วมกับสายโพลีเปปไทด์ที่เพิ่มขึ้น ไรโบโซมจะเคลื่อนที่ไปตามสาย mRNA เพื่อวางโคดอนถัดไปในตำแหน่งที่เหมาะสม โมเลกุล t-RNA ซึ่งก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับสายโซ่พอลิเปปไทด์ ตอนนี้เป็นอิสระจากกรดอะมิโน ออกจากไรโบโซมและกลับสู่สารที่พื้นของไซโตพลาสซึมเพื่อสร้างกรดอะมิโนใหม่ที่เป็นสารประกอบเชิงซ้อนของกรดอะมิโน-t-RNA การ "อ่าน" ตามลำดับนี้โดยไรโบโซมของ "ข้อความ" ที่มีอยู่ใน mRNA จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งกระบวนการไปถึงหนึ่งในโคดอนหยุด รหัสดังกล่าวคือแฝด UAA, UAG หรือ UGA ในขั้นตอนนี้ ห่วงโซ่โพลีเปปไทด์ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักซึ่งถูกเข้ารหัสในบริเวณ DNA ซึ่งก็คือยีน จะออกจากไรโบโซมและการแปลจะเสร็จสมบูรณ์

หลังจากที่สายพอลิเปปไทด์แยกออกจากไรโบโซมแล้ว พวกมันจะได้โครงสร้างทุติยภูมิ ตติยภูมิ หรือสี่ส่วนของตนเอง

โดยสรุปแล้วควรสังเกตว่ากระบวนการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ทั้งหมดเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ พวกเขาให้การสังเคราะห์ i-RNA, การ "จับ" ของกรดอะมิโน t-RNA, การเชื่อมต่อของกรดอะมิโนในสายโซ่โพลีเปปไทด์, การก่อตัวของโครงสร้างทุติยภูมิ, ตติยภูมิ, ควอเทอร์นารี เป็นเพราะการมีส่วนร่วมของเอนไซม์ที่การสังเคราะห์โปรตีนเรียกว่าการสังเคราะห์ทางชีวภาพ เพื่อให้แน่ใจว่าทุกขั้นตอนของการสังเคราะห์โปรตีน พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการสลาย ATP จะถูกใช้

ระเบียบการถอดความและการแปล (การสังเคราะห์โปรตีน) ในแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตที่สูงขึ้น

แต่ละเซลล์ประกอบด้วยโมเลกุล DNA ครบชุด ด้วยข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของสายโซ่โพลีเปปไทด์ทั้งหมดที่สามารถสังเคราะห์ได้ในสิ่งมีชีวิตที่กำหนดเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เซลล์ใดเซลล์หนึ่งรับรู้ข้อมูลนี้เพียงบางส่วนเท่านั้น ระเบียบของ กระบวนการนี้ดำเนินการอย่างไร?

ขณะนี้มีการอธิบายกลไกการสังเคราะห์โปรตีนแต่ละอย่างเท่านั้น โปรตีนของเอ็นไซม์ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีสารตั้งต้นที่พวกมันทำหน้าที่ โครงสร้างของเอนไซม์โปรตีนถูกเข้ารหัสในยีนที่เกี่ยวข้อง (ยีนโครงสร้าง) ถัดจากยีนโครงสร้างคือยีนตัวดำเนินการอีกตัวหนึ่ง นอกจากนี้ยังมีสารพิเศษอยู่ในเซลล์ซึ่งเป็นตัวยับยั้งที่สามารถโต้ตอบกับทั้งยีนของผู้ปฏิบัติงานและสารตั้งต้น การสังเคราะห์สารกดประสาทถูกควบคุมโดยยีนควบคุม

โดยการเข้าร่วมยีนตัวดำเนินการ ตัวกดจะรบกวนการทำงานปกติของยีนโครงสร้างที่อยู่ติดกัน อย่างไรก็ตาม หลังจากจับกับซับสเตรตแล้ว รีเพรสเซอร์จะสูญเสียความสามารถในการจับกับยีนของโอเปอเรเตอร์และป้องกันการสังเคราะห์ mRNA การก่อตัวของตัวกดนั้นถูกควบคุมโดยยีนควบคุมพิเศษซึ่งการทำงานของตัวกดนั้นควบคุมโดยตัวกดลำดับที่สอง นั่นคือเหตุผลที่ไม่ใช่ทั้งหมด แต่เฉพาะเซลล์เฉพาะเท่านั้นที่ตอบสนองต่อสารตั้งต้นที่กำหนดโดยการสังเคราะห์เอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง

อย่างไรก็ตามลำดับชั้นของกลไกการกดขี่ไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น ยังมีการกดการสั่งการที่สูงขึ้นซึ่งบ่งบอกถึงความซับซ้อนที่น่าทึ่งของยีนในเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการเปิดตัว

การอ่าน "ข้อความ" ที่อยู่ใน i-RNA จะหยุดลงเมื่อกระบวนการนี้ไปถึงโคดอนหยุด

ออโตโทรฟิค (ออโตโทรฟิค) และสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิค

สิ่งมีชีวิต autotrophic สังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์โดยใช้พลังงานของดวงอาทิตย์หรือพลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยาเคมี อันแรกเรียกว่า heliotrophs อันที่สอง - chemotrophs สิ่งมีชีวิต autotrophic รวมถึงพืชและแบคทีเรียบางชนิด

ในธรรมชาติยังมีโภชนาการแบบผสมซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของแบคทีเรีย สาหร่าย และโปรโตซัวบางชนิด สิ่งมีชีวิตดังกล่าวสามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์ในร่างกายได้จากสารอินทรีย์สำเร็จรูปและสารอนินทรีย์

ปริมาตรของสารในเซลล์

ปริมาตรของสารเป็นกระบวนการของการบริโภค การเปลี่ยนแปลง การใช้ การสะสม การสูญเสียสารและพลังงานอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งทำให้เซลล์สามารถรักษาตนเอง เติบโต พัฒนา และเพิ่มจำนวน เมแทบอลิซึมประกอบด้วยกระบวนการดูดซึมและสลายตัวอย่างต่อเนื่อง

การแลกเปลี่ยนพลาสติกในเซลล์

เมแทบอลิซึมของพลาสติกในเซลล์เป็นชุดของปฏิกิริยาการดูดซึม เช่น การเปลี่ยนแปลงของสารบางอย่างภายในเซลล์ตั้งแต่วินาทีที่สารเหล่านี้เข้าสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย - โปรตีน กลูโคส ไขมัน ฯลฯ สิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่มมีลักษณะเฉพาะ เมแทบอลิซึมของพลาสติกชนิดพิเศษที่ได้รับการแก้ไขทางพันธุกรรม

เมแทบอลิซึมของพลาสติกในสัตว์ สัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตแบบเฮเทอโรโทรฟิค กล่าวคือ พวกมันกินอาหารที่มีสารอินทรีย์สำเร็จรูป ในลำไส้หรือโพรงในลำไส้ พวกมันจะถูกย่อย: โปรตีนเป็นกรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรตเป็นโมโนเอส ไขมันเป็นกรดไขมันและกลีเซอรอล ผลิตภัณฑ์ที่แตกแยกจะซึมเข้าสู่กระแสเลือดและเข้าสู่เซลล์ของร่างกายโดยตรง ในกรณีแรก ผลิตภัณฑ์จากความแตกแยกจะไปอยู่ในเซลล์ของร่างกายอีกครั้ง ในเซลล์ มีการสังเคราะห์สารที่เป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ที่กำหนดอยู่แล้ว กล่าวคือ เกิดชุดของสารเฉพาะขึ้น จากปฏิกิริยาของการแลกเปลี่ยนพลาสติกปฏิกิริยาที่ง่ายที่สุดคือปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการสังเคราะห์โปรตีน การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นในไรโบโซมตามข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนที่มีอยู่ใน DNA จากกรดอะมิโนที่เข้าสู่เซลล์ การสังเคราะห์โพลีแซคคาไรด์ di- มาจากโมโนเอสในเครื่องมือ Golgi ไขมันสังเคราะห์จากกลีเซอรอลและกรดไขมัน ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ทั้งหมดเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์และต้องการพลังงาน ATP ให้พลังงานสำหรับปฏิกิริยาการดูดซึม

เมแทบอลิซึมของพลาสติกในเซลล์พืชมีความเหมือนกันมากกับเมแทบอลิซึมของพลาสติกในเซลล์สัตว์ แต่มีความเฉพาะเจาะจงบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับวิธีการให้สารอาหารจากพืช พืชเป็นสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค เซลล์พืชที่มีคลอโรพลาสต์สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารประกอบอนินทรีย์อย่างง่ายโดยใช้พลังงานแสง กระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง ช่วยให้พืชสามารถผลิตกลูโคสหนึ่งโมเลกุลและออกซิเจนหกโมเลกุลโดยใช้คลอโรฟิลล์จากคาร์บอนไดออกไซด์หกโมเลกุลและน้ำหกโมเลกุล ในอนาคต การเปลี่ยนกลูโคสจะเป็นไปตามเส้นทางที่เรารู้จัก

เมตาโบไลต์ที่เกิดขึ้นในพืชในกระบวนการเมแทบอลิซึมก่อให้เกิดองค์ประกอบของโปรตีน - กรดอะมิโนและไขมัน - กลีเซอรอลและกรดไขมัน การสังเคราะห์โปรตีนในพืชดำเนินไปเหมือนสัตว์บนไรโบโซม และการสังเคราะห์ไขมันในไซโตพลาสซึม ปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมของพลาสติกในพืชทั้งหมดเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์และเอทีพี อันเป็นผลมาจากการเผาผลาญพลาสติกทำให้เกิดสารที่ช่วยให้การเจริญเติบโตและการพัฒนาของเซลล์

การเผาผลาญพลังงานในเซลล์และสาระสำคัญ

ชุดของปฏิกิริยาการแตกตัวที่มาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานเรียกว่าเมตาบอลิซึมของพลังงาน สารที่ให้พลังงานมากที่สุดคือ โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต

การเผาผลาญพลังงานเริ่มต้นจากขั้นตอนการผลิต เมื่อโปรตีนแตกตัวเป็นกรดอะมิโน ไขมันเป็นกลีเซอรอลและกรดไขมัน โพลีแซ็กคาไรด์เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ พลังงานที่เกิดขึ้นในขั้นตอนนี้มีค่าเล็กน้อยและกระจายไปในรูปของความร้อน จากสารที่เกิดขึ้น ผู้จัดหาพลังงานหลักคือกลูโคส การสลายกลูโคสในเซลล์ทำให้เกิดการสังเคราะห์ ATP เกิดขึ้นในสองขั้นตอน ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการแยกตัวโดยปราศจากออกซิเจน - ไกลโคไลซิส ขั้นตอนที่สองเรียกว่าการแยกออกซิเจน

ไกลโคไลซิสเป็นชื่อเรียกลำดับของปฏิกิริยาที่กลูโคส 1 โมเลกุลแตกตัวเป็นกรดไพรูวิค 2 โมเลกุล ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นในสารพื้นดินของไซโตพลาสซึมและไม่ต้องการออกซิเจน กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสองขั้นตอน ในขั้นแรก กลูโคสจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาลฟรุกโตส -1,6,-บิสฟอสเฟต และในขั้นที่สอง น้ำตาลกลูโคสจะถูกแยกออกเป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน 3 คาร์บอน 2 ก้อน ซึ่งต่อมาจะถูกเปลี่ยนเป็นกรดไพรูวิค ในเวลาเดียวกัน ATP สองโมเลกุลจะถูกใช้ในขั้นตอนแรกในปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชั่น ดังนั้นผลผลิตสุทธิของ ATP ระหว่างไกลโคไลซิสคือ ATP สองโมเลกุล นอกจากนี้ ไฮโดรเจน 4 อะตอมยังถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายไกลโคไลซิส .. ปฏิกิริยาทั้งหมดของไกลโคไลซิสสามารถเขียนได้ดังนี้:

CHO 2CHO + 4H + 2 ATP

ต่อมาในสภาวะที่มีออกซิเจน กรดไพรูวิคจะผ่านเข้าสู่ไมโตคอนเดรียเพื่อออกซิเดชันอย่างสมบูรณ์กับ CO และน้ำ (การหายใจแบบใช้ออกซิเจน) หากไม่มีออกซิเจน ก็จะเปลี่ยนเป็นเอทานอลหรือกรดแลคติค (การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน)

การสลายตัวของออกซิเจน (การหายใจแบบใช้ออกซิเจน) เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรีย ซึ่งภายใต้การทำงานของเอนไซม์ กรดไพรูวิคจะทำปฏิกิริยากับน้ำและสลายตัวอย่างสมบูรณ์เพื่อสร้างอะตอมของคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ออกจากเซลล์ อะตอมของไฮโดรเจนเข้าสู่เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียซึ่งจะถูกออกซิไดซ์อันเป็นผลมาจากกระบวนการของเอนไซม์ อิเล็กตรอนและไอออนบวกของไฮโดรเจนถูกเคลื่อนย้ายไปยังด้านตรงข้ามของเมมเบรนด้วยความช่วยเหลือของโมเลกุลพาหะ: อิเล็กตรอนไปยังด้านใน โปรตอนไปยังด้านนอก อิเลคตรอนจะรวมตัวกับออกซิเจน ผลจากการจัดเรียงใหม่เหล่านี้ เมมเบรนจึงมีประจุบวกจากภายนอกและประจุลบจากภายใน เมื่อถึงระดับวิกฤตของความต่างศักย์ทั่วเมมเบรน อนุภาคที่มีประจุบวกจะถูกผลักผ่านช่องในโมเลกุลของเอนไซม์ที่สร้างขึ้นในเมมเบรนไปยังด้านในของเมมเบรน ซึ่งพวกมันจะรวมตัวกับออกซิเจนเพื่อสร้างน้ำ

กระบวนการหายใจด้วยออกซิเจนสามารถแสดงเป็นระดับต่อไปนี้:

2CHO + 6O + 36ADP + 36HPO 36ATP + 6CO + 42NO.

และสมการรวมของไกลโคไลซิสและกระบวนการออกซิเจนจะเป็นดังนี้:

CHO + 6O + 38ADP + 38HPO 38ATP + 6CO + 44H2O

ดังนั้นการแตกตัวของกลูโคสหนึ่งโมเลกุลในเซลล์ให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจึงทำให้เกิดการสังเคราะห์ ATP ได้ 38 โมเลกุล

ซึ่งหมายความว่าในกระบวนการเผาผลาญพลังงาน ATP จะก่อตัวขึ้น ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสากลในเซลล์

การสังเคราะห์ทางเคมี

สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดต้องการพลังงานที่คงที่เพื่อรักษาชีวิตและดำเนินกระบวนการที่ประกอบขึ้นเป็นเมแทบอลิซึม

กระบวนการก่อตัวโดยจุลินทรีย์บางชนิดของสารอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์เนื่องจากพลังงานที่ได้จากการออกซิเดชันของสารประกอบอนินทรีย์ (แอมโมเนีย ไฮโดรเจน สารประกอบกำมะถัน เหล็กผสมเหล็ก) เรียกว่าการสังเคราะห์ทางเคมี

ขึ้นอยู่กับสารประกอบแร่ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของจุลินทรีย์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียสามารถได้รับพลังงาน chemoautotrophs แบ่งออกเป็นไนตริไฟเออร์ ไฮโดรเจน แบคทีเรียกำมะถัน และแบคทีเรียเหล็ก

แบคทีเรียไนโตรฟิติกออกซิไดซ์แอมโมเนียเป็นกรดไนตริก กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสองขั้นตอน ประการแรก แอมโมเนียถูกออกซิไดซ์เป็นกรดไนตริก:

2NH + 3O = 2HNO + 2H2O + 660 กิโลจูล

กรดไนตรัสจะเปลี่ยนเป็นกรดไนตริก:

2HNO + O = 2HNO + 158 กิโลจูล

รวมแล้ว 818 กิโลจูลถูกปลดปล่อยออกมาซึ่งใช้เพื่อใช้ประโยชน์จากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ในแบคทีเรียธาตุเหล็ก ปฏิกิริยาออกซิเดชันของธาตุเหล็กจะเกิดขึ้นตามสมการ

เนื่องจากปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นพร้อมกับการให้พลังงานต่ำ (46.2*10 J/g ของเหล็กออกซิไดซ์) แบคทีเรียจึงต้องออกซิไดซ์เหล็กจำนวนมากเพื่อรักษาการเจริญเติบโต

ในระหว่างการออกซิเดชั่นของไฮโดรเจนซัลไฟด์หนึ่งโมเลกุล 17.2 * 10 J จะถูกปล่อยออกมา, กำมะถันหนึ่งโมเลกุล - 49.8 * 10 J. และหนึ่งโมเลกุล - 88.6 * 10 J.

กระบวนการสังเคราะห์ทางเคมีถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2430 โดย S.N. วิโนกราดสกี้. การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ชี้ให้เห็นถึงลักษณะเฉพาะของเมแทบอลิซึมในแบคทีเรียเท่านั้น แต่ยังทำให้สามารถระบุถึงความสำคัญของแบคทีเรียได้ด้วย นั่นคือ chemoautotrophs โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจน ซึ่งเปลี่ยนไนโตรเจนที่พืชไม่สามารถเข้าถึงได้ให้เป็นแอมโมเนีย ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน กระบวนการมีส่วนร่วมของแบคทีเรียในวัฏจักรของสารในธรรมชาติก็ชัดเจนเช่นกัน

การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต

รูปแบบของการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต

ความสามารถในการสืบพันธุ์เช่น สร้างสายพันธุ์เดียวกันรุ่นใหม่ซึ่งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของสิ่งมีชีวิต

การสืบพันธุ์มีสองประเภทหลัก - แบบไม่อาศัยเพศและแบบอาศัยเพศ

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

ในการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ลูกหลานจะมาจากสิ่งมีชีวิตเดียว ลูกที่เหมือนกันจากพ่อแม่เดียวกันเรียกว่าโคลน สมาชิกของร่างโคลนเดียวกันสามารถมีความแตกต่างทางพันธุกรรมได้ก็ต่อเมื่อเกิดการกลายพันธุ์แบบสุ่มเท่านั้น การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในสัตว์ชั้นสูงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีว่าการโคลนนิ่งนั้นประสบความสำเร็จในสัตว์บางชนิดและสัตว์ชั้นสูง เช่น กบ แกะ วัว

ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ มีการจำแนกการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศหลายรูปแบบ

แผนก. สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวสืบพันธุ์โดยการแบ่ง: แต่ละคนแบ่งออกเป็นสองเซลล์หรือมากกว่าลูกสาวเหมือนกับเซลล์แม่ นี่เป็นวิธีที่แบคทีเรีย อะมีบา ยูกลีนา คลาไมโดโมแนส ฯลฯ

การก่อตัวของข้อพิพาท สปอร์เป็นโครงสร้างสืบพันธุ์เซลล์เดียว การสร้างสปอร์เป็นลักษณะของพืชและเชื้อราทุกชนิด

รุ่น การแตกหน่อเป็นรูปแบบหนึ่งของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศซึ่งบุคคลใหม่ก่อตัวเป็นผลพลอยได้จากร่างกายของพ่อแม่ จากนั้นแยกออกจากสิ่งที่ไม่ใช่และกลายเป็นสิ่งมีชีวิตอิสระ การแตกหน่อเกิดขึ้นใน coelenterates และในยีสต์

การสืบพันธุ์โดยชิ้นส่วน การแยกส่วนคือการแบ่งบุคคลออกเป็นหลายส่วน ซึ่งจะเติบโตและก่อตัวเป็นบุคคลใหม่ นี่คือวิธีที่สไปโรไจรา ไลเคน และเวิร์มบางชนิดแพร่พันธุ์

การสืบพันธุ์ของพืช นี่เป็นรูปแบบหนึ่งของการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยแยกส่วนที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ซึ่งปกติแล้วจะแยกออกจากพืชและพัฒนาเป็นพืชอิสระ นี่คือการขยายพันธุ์ด้วยหัว หัว เหง้า ฯลฯ การขยายพันธุ์พืชได้อธิบายไว้โดยละเอียดในหัวข้อพฤกษศาสตร์ (พฤกษศาสตร์ คู่มือการสมัครเข้ามหาวิทยาลัย รวบรวมโดย M. A. Galkin)

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ.

ในระหว่างการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศลูกหลานได้มาจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ - การหลอมรวมของสารพันธุกรรมของนิวเคลียสเดี่ยว นิวเคลียสตั้งอยู่ในเซลล์เพศเฉพาะ - เซลล์สืบพันธุ์ Gametes เป็นแบบเดี่ยว - มีโครโมโซมชุดเดียวที่ได้รับจากไมโอซิส พวกเขาทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมระหว่างคนรุ่นนี้กับรุ่นต่อไป gametes อาจมีขนาดและรูปร่างเหมือนกันโดยมีหรือไม่มี flagella แต่บ่อยครั้ง gametes ตัวผู้จะแตกต่างจากตัวเมีย เซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย - ไข่มักมีขนาดใหญ่กว่าเพศผู้ มีรูปร่างกลม และมักไม่มีขมิ้นอ้อย ในไข่ องค์ประกอบของโปรโตพลาสต์ก็แยกความแตกต่างอย่างชัดเจนเช่นเดียวกับนิวเคลียส สารหลักของไซโตพลาสซึมสะสมสารอาหารจำนวนมาก gametes ตัวผู้มีโครงสร้างที่เรียบง่ายมาก พวกเขาเป็นมือถือเช่น มีแฟลเจลลา เหล่านี้คือสเปิร์มมาโตซัว นอกจากนี้ยังมีสเปิร์มที่ไม่มีแฟลกเจลลา

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศมีความสำคัญทางชีวภาพอย่างยิ่ง ในช่วงไมโอซิส เมื่อเซลล์สืบพันธุ์ก่อตัวขึ้น อันเป็นผลมาจากความแตกต่างแบบสุ่มของโครโมโซมและการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน การรวมกันใหม่ของยีนที่ตกอยู่ในเซลล์เดียวจึงเกิดขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความหลากหลายทางพันธุกรรม

ในระหว่างการปฏิสนธิ gametes จะรวมเข้าด้วยกันกลายเป็นไซโกตซ้ำ - เซลล์ที่มีชุดโครโมโซมหนึ่งชุดจากแต่ละ gamete การเชื่อมโยงของโครโมโซมสองชุดนี้เป็นพื้นฐานทางพันธุกรรมของความแปรปรวนภายใน

Parthenogenesis

รูปแบบหนึ่งของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศคือ parthenogenesis ซึ่งการพัฒนาของตัวอ่อนเกิดจากไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิ Parthenogenesis เป็นเรื่องปกติในหมู่แมลง (เพลี้ย, ผึ้ง), โรติเฟอร์ต่างๆ, โปรโตซัว, ยกเว้น, มันเกิดขึ้นในกิ้งก่าบางชนิด

มีสองประเภทของ parthenogenesis - เดี่ยวและซ้ำ ในมดอันเป็นผลมาจากการสืบพันธุ์แบบเดี่ยวภายในชุมชนทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตหลายวรรณะ - ทหารคนทำความสะอาด ฯลฯ ในผึ้งผึ้งตัวผู้ปรากฏขึ้นจากไข่ที่ไม่ได้รับการปฏิสนธิซึ่งสเปิร์มเกิดขึ้นจากไมโทซิส เพลี้ยได้รับ parthenogenesis ซ้ำ ในช่วงเวลาของการสร้างเซลล์ในแอนาเฟสโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะไม่แยกออกจากกัน - และไข่เองก็กลายเป็นไดโพลลอยด์ที่มีขั้ว "หมัน" สามตัว ในพืช parthenogenesis เป็นปรากฏการณ์ทั่วไป ที่นี่เรียกว่า apomixis อันเป็นผลมาจาก "การกระตุ้น" ในไข่ ทำให้โครโมโซมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เอ็มบริโอปกติจะพัฒนาจากเซลล์ซ้ำ

ระบบของพืช

ระบบศึกษาความหลากหลายของพืช วัตถุประสงค์ของการศึกษาระบบคือหมวดหมู่ที่เป็นระบบ หมวดหมู่หลักที่เป็นระบบคือ: สปีชีส์, สกุล, ครอบครัว, ชั้นเรียน, แผนก, อาณาจักร

สปีชีส์คือชุดของประชากรที่มีความสามารถในการผสมพันธุ์ภายใต้สภาพธรรมชาติและสร้างลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ สกุลคือกลุ่มของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ครอบครัวคือกลุ่มของจำพวกที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ชั้นเรียนรวมครอบครัวที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดแผนก - ชั้นเรียนที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ในกรณีนี้ พืชทำหน้าที่เป็นอาณาจักร

ชื่อวิทยาศาสตร์ของหมวดหมู่ที่เป็นระบบทั้งหมดจะได้รับในภาษาละติน ชื่อของหมวดหมู่ที่เป็นระบบเหนือสปีชีส์ประกอบด้วยคำเดียว ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1753 ต้องขอบคุณ C. Linnaeus ชื่อไบนารีถูกนำมาใช้สำหรับสปีชีส์ คำแรกหมายถึงสปีชีส์ คำที่สองคือคำคุณศัพท์ของสปีชีส์ ชื่อของหมวดหมู่ที่เป็นระบบในภาษารัสเซียนั้นไม่ค่อยได้รับการแปลจากภาษาละตินซึ่งมักจะเป็นชื่อดั้งเดิมที่เกิดในหมู่ผู้คน

การก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ในมนุษย์ โครงสร้างของเซลล์สืบพันธุ์ของมนุษย์ การปฏิสนธิในมนุษย์ ความสำคัญทางชีวภาพของการปฏิสนธิ

สเปิร์มมาโตซัว - เซลล์สืบพันธุ์เพศชายเกิดขึ้นจากการแบ่งเซลล์ต่อเนื่องกัน - การสร้างสเปิร์มตามมาด้วยกระบวนการที่ซับซ้อนของการสร้างความแตกต่างที่เรียกว่าสเปิร์มโอเจเนซิส

ประการแรก การแบ่งเซลล์ของเยื่อบุผิวตัวอ่อนซึ่งอยู่ในท่อเซมินิเฟอร์รัส ทำให้เกิดสเปิร์มมาโตโกเนียซึ่งเพิ่มขนาดและกลายเป็นสเปิร์มมาโตไซต์ลำดับที่หนึ่ง อันเป็นผลมาจากการแบ่งไมโอซิสครั้งแรกพวกมันจะสร้างสเปิร์มมาโตไซต์ซ้ำของลำดับที่สอง หลังจากการแบ่งไมโอซิสครั้งที่สองพวกมันก่อให้เกิดสเปิร์มมาโตซัว ตัวอสุจิที่โตเต็มวัยประกอบด้วยส่วนหัว ส่วนตรงกลาง และแฟลกเจลลัม (หาง) ส่วนหัวประกอบด้วยอะโครโซมและนิวเคลียสล้อมรอบด้วยเมมเบรน คอมีเซนทริโอล ไมโทคอนเดรียจะอยู่ในส่วนตรงกลาง

การก่อตัวของไข่ในมนุษย์ - การสร้างไข่เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ในระยะแรกอันเป็นผลมาจากการแบ่งตัวของ metotic oogonia เกิดจากเซลล์ของเยื่อบุผิวพื้นฐาน Oogonia แบ่งตามชนิดของไมโทซิสและทำให้เกิดโอโอไซต์ลำดับที่หนึ่ง โอโอไซต์และโพลาร์บอดี้เกิดจากโอโอไซต์ลำดับที่หนึ่งอันเป็นผลมาจากการแบ่งตัวแบบไมโทติค

การปฏิสนธิในมนุษย์เป็นเรื่องภายใน อันเป็นผลมาจากการที่สเปิร์มเจาะเข้าไปในไข่ทำให้นิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์ผสานกัน เกิดไซโกต

อันเป็นผลมาจากการปฏิสนธิชุดโครโมโซมซ้ำได้รับการฟื้นฟูสิ่งมีชีวิตใหม่ถูกสร้างขึ้นโดยมีสัญญาณของแม่และพ่อ ในระหว่างการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ การรวมตัวของยีนเกิดขึ้น ดังนั้นสิ่งมีชีวิตใหม่จึงรวมเอาคุณสมบัติที่ดีที่สุดของพ่อแม่เข้าด้วยกัน

การพัฒนาส่วนบุคคลของสิ่งมีชีวิต - การพัฒนาตนเอง

Ontogeny คือช่วงเวลาของการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่การแบ่งไซโกตครั้งแรกจนถึงการตายตามธรรมชาติ

การพัฒนาของตัวอ่อน (ในตัวอย่างสัตว์)

ไม่ว่าการพัฒนาของตัวอ่อนจะเกิดขึ้นที่ใด จุดเริ่มต้นของการพัฒนานั้นสัมพันธ์กับการแบ่งไมโทติคแรก หลังจากการแตกตัวของนิวเคลียส ไซโทไคเนซิสจะนำไปสู่การก่อตัวของเซลล์ลูกย่อยสองเซลล์ ซึ่งเรียกว่าบลาสโตเมียร์ บลาสโตเมียร์ยังคงแบ่งตัวตามชนิดของไมโทซิส โดยมีการแบ่งตามยาวสลับกับการแบ่งตามขวาง การแบ่งตัวของบลาสโตเมียร์เรียกว่าการบดขยี้ เนื่องจากในระหว่างกระบวนการนี้จะไม่มีการเติบโตของเซลล์เกิดขึ้น และก้อนเซลล์ที่เกิดขึ้น - โมรูลาจะมีปริมาตรเท่ากับบลาสโตเมียร์หลักสองตัว การพัฒนาต่อไปของตัวอ่อนนั้นเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของบลาสทูล่า ในกรณีนี้ บลาสโตเมอร์ก่อตัวเป็นผนังชั้นเดียวรอบโพรงกลางที่เต็มไปด้วยของเหลว เซลล์ของผนังบลาสตูลาในบริเวณใดบริเวณหนึ่งเริ่มแบ่งตัวและก่อตัวเป็นมวลเซลล์ชั้นใน ต่อจากนั้นชั้นในของผนังถูกสร้างขึ้นจากมวลเซลล์นี้ ดังนั้น ectoderm จึงถูกแยกออกจากกัน - ชั้นนอกและ endoderm - ชั้นในของเซลล์ ขั้นตอนการพัฒนาสองชั้นนี้เรียกว่า gastrula ในระยะต่อมาของการพัฒนาของตัวอ่อน mesoderm จะก่อตัวขึ้น - ชั้นเชื้อโรคที่สาม เอคโทเดิร์ม เอนโดเดิร์ม และเมโซเดิร์มก่อให้เกิดเนื้อเยื่อทั้งหมดของตัวอ่อนที่กำลังพัฒนา เซลล์เอคโทเดิร์มก่อให้เกิดแผ่นลามินาชั้นแรก สันชั้นแรก และเอคโทบลาสต์ ตามขอบของแผ่นแรกมีรอยพับที่ชี้ขึ้นและในส่วนกลางของร่องประสาทซึ่งลึกและกลายเป็นท่อประสาท - พื้นฐานของส่วนกลาง ระบบประสาท. จากส่วนหน้าของหลอดประสาทสมองและพื้นฐานของดวงตาก่อตัวขึ้น ในส่วนหน้าของเอ็มบริโอ พื้นฐานของอวัยวะในการได้ยินและกลิ่นเกิดจากเอคโตบลาส เอพิบลาสต์ก่อให้เกิดผิวหนังชั้นนอก ขน ขน และเกล็ด ยอดประสาทถูกเปลี่ยนเป็นพื้นฐานของสารประสาทของกระดูกสันหลังขากรรไกร จาก ectoderm, ลำไส้หลัก, เยื่อบุผิวภายใน, พื้นฐานของต่อม ฯลฯ เมโซเดิร์มก่อให้เกิดโนโทคอร์ด โซไมต์ เมเซไคม์ และเนโฟรโตม จาก somites พื้นฐานของหนังแท้, กล้ามเนื้อของผนังร่างกาย, กระดูกสันหลัง, และกล้ามเนื้อโครงร่างพัฒนาขึ้น จาก mesenchyme, พื้นฐานของหัวใจ, กล้ามเนื้อเรียบ, หลอดเลือดและเลือด Nephrotomes ก่อให้เกิดมดลูก, เยื่อหุ้มสมองต่อมหมวกไต, ท่อไต, ฯลฯ

ในระหว่างการพัฒนาชั้นเจิร์มที่เป็นอนุพันธ์ ลักษณะของเอ็มบริโอจะเปลี่ยนไป มันได้รูปร่างที่แน่นอนถึงขนาดที่แน่นอน การพัฒนาของเอ็มบริโอจบลงด้วยการฟักออกจากไข่หรือกำเนิดลูก

การพัฒนาหลังตัวอ่อน

ตั้งแต่วินาทีที่เอ็มบริโอฟักออกจากไข่หรือคลอดลูก พัฒนาการหลังเอ็มบริโอนิกจะเริ่มขึ้น อาจเป็นผลทางตรงเมื่อสิ่งมีชีวิตที่เกิดมีโครงสร้างคล้ายกับตัวเต็มวัย และทางอ้อม เมื่อการพัฒนาของตัวอ่อนนำไปสู่การพัฒนาของตัวอ่อนซึ่งมีความแตกต่างทางสัณฐานวิทยา กายวิภาค และสรีรวิทยาจากตัวเต็มวัย การพัฒนาโดยตรงเป็นลักษณะของสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ ซึ่งรวมถึงสัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การพัฒนาหลังตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเติบโตอย่างง่ายซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพ - การพัฒนา

สัตว์ที่มีพัฒนาการทางอ้อม ได้แก่ coelenterates, flukes, พยาธิตัวตืด, สัตว์จำพวกครัสเตเชียน, แมลง, มอลลัสกา, เอไคโนเดิร์ม, ทูนิเคต, สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก

การพัฒนาทางอ้อมเรียกอีกอย่างว่าการพัฒนาด้วยการเปลี่ยนแปลง คำว่า "การเปลี่ยนแปลง" หมายถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วที่เกิดขึ้นจากระยะตัวอ่อนไปสู่รูปแบบตัวเต็มวัย ตัวอ่อนมักจะทำหน้าที่เป็นระยะแพร่กระจาย กล่าวคือ พวกมันรับประกันการแพร่กระจายของสายพันธุ์

ตัวอ่อนแตกต่างจากตัวเต็มวัยในที่อยู่อาศัย การกินอาหาร ชีววิทยา รูปแบบการเคลื่อนที่ และลักษณะพฤติกรรม ด้วยเหตุนี้สปีชีส์จึงสามารถใช้โอกาสที่นำเสนอโดยระบบนิเวศสองประเภทในระหว่างการเติบโตซึ่งจะเพิ่มโอกาสในการอยู่รอด หลายชนิด เช่น แมลงปอ หากินและเติบโตในระยะตัวอ่อนเท่านั้น ตัวอ่อนมีบทบาทในระยะเปลี่ยนผ่านซึ่งในระหว่างนั้นสปีชีส์สามารถปรับให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่ใหม่ได้ นอกจากนี้ตัวอ่อนบางครั้งมีความอดทนทางสรีรวิทยาเนื่องจากพวกมันทำหน้าที่เป็นระยะพักภายใต้สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย ตัวอย่างเช่น May beetle อยู่ในดินในรูปแบบของตัวอ่อน แต่ในกรณีส่วนใหญ่ในแมลงสิ่งนี้จะเกิดขึ้นในระยะอื่นของการเปลี่ยนแปลง - ที่ระยะดักแด้

ในที่สุด ระยะตัวอ่อนบางครั้งมีข้อได้เปรียบที่สามารถเพิ่มจำนวนตัวอ่อนในระยะเหล่านี้ได้ เช่นเดียวกับที่มันเกิดขึ้นในพยาธิตัวตืดบางชนิด

ควรสังเกตว่าในหลายกรณีตัวอ่อนจะเข้าสู่องค์กรที่สูงมาก เช่น ตัวอ่อนของแมลง ซึ่งมีเพียงอวัยวะสืบพันธุ์เท่านั้นที่ยังด้อยพัฒนา

ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและการทำงานที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงจึงเตรียมสิ่งมีชีวิตสำหรับชีวิตผู้ใหญ่ในที่อยู่อาศัยใหม่

นาฬิกาชีวภาพ การควบคุมตนเอง อิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ ต่อการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต การปรับตัวของร่างกายต่อสภาวะที่เปลี่ยนแปลง Anabiosis

ในทุกขั้นตอนของการพัฒนา - ระยะของตัวอ่อน, ระยะของการพัฒนาหลังตัวอ่อน, ร่างกายได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ สภาพแวดล้อมภายนอก– อุณหภูมิ ความชื้น แสง แหล่งอาหาร ฯลฯ

ร่างกายมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่ออิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในระยะของตัวอ่อนและในระยะของการพัฒนาหลังตัวอ่อน ในระยะของทารกในครรภ์เมื่อสิ่งมีชีวิตพัฒนาในร่างกายของมารดาและเชื่อมต่อกับเธอโดยระบบไหลเวียนเลือด พฤติกรรมของมารดาจะชี้ขาดในการพัฒนาตามปกติ แม่สูบบุหรี่ ทารกในครรภ์ก็ “สูบบุหรี่” เช่นกัน แม่ดื่มแอลกอฮอล์ "ดื่มแอลกอฮอล์" และทารกในครรภ์ ตัวอ่อนมีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่ออิทธิพลใน 1-3 เดือนของการพัฒนา วิถีชีวิตปกติในการพัฒนาหลังตัวอ่อนช่วยให้สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้ตามปกติจนกระทั่งตายตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้ดำรงอยู่ในช่วงอุณหภูมิ ความชื้น ความเค็ม และแสงสว่างที่แน่นอน เขาต้องการอาหารบางอย่าง

ลัทธิวอลรัส การปีนเขาผ่านแอนตาร์กติก เที่ยวบินอวกาศ ความอดอยาก ความตะกละ จะนำไปสู่การพัฒนาของโรคต่างๆ อย่างแน่นอน

วิถีชีวิตที่มีสุขภาพดีเป็นกุญแจสำคัญในการมีอายุยืนยาว

ระบบชีวภาพทั้งหมดมีความสามารถในการควบคุมตนเองมากหรือน้อย การควบคุมตนเอง - สถานะของความมั่นคงแบบไดนามิกของระบบธรรมชาติมุ่งเป้าไปที่ข้อ จำกัด สูงสุดของผลกระทบของสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในโดยรักษาความมั่นคงของโครงสร้างและหน้าที่ของร่างกาย

นอกจากนี้อิทธิพลของปัจจัยต่าง ๆ ในร่างกายก็ลดลงอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของระบบที่ซับซ้อนของปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิตต่อการเปลี่ยนแปลงชั่วคราวตามฤดูกาลและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะสั้น - รายวันในปัจจัยสิ่งแวดล้อม นาฬิกาชีวภาพ ตัวอย่างคือการเก็บรักษาการออกดอกของพืชอย่างชัดเจนในบางช่วงเวลาของวัน

การปรับตัวแบบพิเศษของร่างกายต่อสภาวะที่เปลี่ยนแปลงคือ anabiosis - สถานะชั่วคราวของร่างกายซึ่งกระบวนการชีวิตช้ามากจนไม่ปรากฏอาการของชีวิตที่มองเห็นได้ทั้งหมด ความสามารถในการตกอยู่ในภาวะ anabiosis ช่วยให้สิ่งมีชีวิตอยู่รอดได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างมาก Anabiosis พบได้ทั่วไปในเชื้อรา จุลินทรีย์ พืช และสัตว์ เมื่อเกิดสภาวะที่เอื้ออำนวย สิ่งมีชีวิตที่ตกอยู่ในภาวะอะนาบิโอซิสจะกลับคืนสู่ชีวิตที่กระฉับกระเฉง ให้เราระลึกถึงโรติเฟอร์แห้ง ซีสต์ สปอร์ ฯลฯ

การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดต่อสภาวะที่เปลี่ยนแปลงเป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การคัดเลือกโดยธรรมชาติยังกำหนดความกว้างของการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้ตามปกติ

กระบวนการวิวัฒนาการและความสม่ำเสมอ

ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของทฤษฎีวิวัฒนาการของ Ch. Darwin

การเกิดขึ้นของทฤษฎีวิวัฒนาการของ ช. ดาร์วิน ซึ่งเขาระบุไว้ในหนังสือ "กำเนิดของสปีชีส์" ได้นำหน้าด้วยการพัฒนาที่ยาวนานของชีววิทยา หน้าที่และสาขาประยุกต์ของมัน นานมาแล้วก่อนชาร์ลส์ ดาร์วิน มีความพยายามที่จะอธิบายถึงความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ได้มีการเสนอสมมติฐานทางวิวัฒนาการต่าง ๆ ที่สามารถอธิบายความคล้ายคลึงกันระหว่างสิ่งมีชีวิตในสัตว์ ที่นี่เราควรพูดถึงอริสโตเติลซึ่งในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช อี เขากำหนดทฤษฎีของการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและค่อยเป็นค่อยไปของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิตสร้างแนวคิดของบันไดแห่งธรรมชาติ ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 จอห์น เรย์ ได้สร้างแนวคิดเรื่องสปีชีส์ และในปี ค.ศ. 1771-78 K. Linnaeus ได้เสนอระบบพันธุ์พืชแล้ว ชีววิทยาเป็นหนี้การพัฒนาต่อไปของนักวิทยาศาสตร์คนนี้

ผลงานของ K. Linnaeus

ในช่วงรุ่งเรืองของ K. Linnaeus ซึ่งอยู่ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 18 ชีววิทยาถูกครอบงำด้วยแนวคิดทางอภิปรัชญาของธรรมชาติ โดยอาศัยความไม่เปลี่ยนรูปและความได้เปรียบในยุคแรกเริ่ม

C. Linnaeus มีพืชจำนวนมากอยู่ในมือและเริ่มจัดระบบพวกมัน ตามคำสอนของ D. Ray เกี่ยวกับสายพันธุ์ เขาเริ่มจัดกลุ่มพืชในปริมาณของหมวดหมู่นี้ ในช่วงเวลาของกิจกรรมนี้ K. Linnaeus สร้างภาษาของพฤกษศาสตร์: เขากำหนดสาระสำคัญของลักษณะและจัดกลุ่มลักษณะเป็นคุณสมบัติ สร้างการวินิจฉัยแบบครบวงจร - คำอธิบายของสายพันธุ์ K. Linnaeus ทำให้ระบบการตั้งชื่อแบบไบนารีของสปีชีส์ถูกต้องตามกฎหมาย แต่ละชนิดเริ่มถูกเรียกด้วยคำสองคำในภาษาละติน ตัวแรกแสดงถึงความเกี่ยวข้องทั่วไป ตัวที่สองคือคำคุณศัพท์ของสปีชีส์ คำอธิบายของสปีชีส์ถูกเขียนเป็นภาษาละตินด้วย สิ่งนี้ทำให้สามารถจัดทำคำอธิบายทั้งหมดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ของทุกประเทศได้ เนื่องจากมีการศึกษาภาษาละตินในมหาวิทยาลัยทุกแห่ง ความสำเร็จที่โดดเด่นของ K. Linnaeus คือการสร้างระบบของพืชและการพัฒนาหมวดหมู่ที่เป็นระบบ ตามโครงสร้างของอวัยวะสืบพันธุ์ K. Linnaeus ได้รวมพืชที่รู้จักทั้งหมดเข้าเป็นชั้นเรียน 12 คลาสแรกแตกต่างกันตามจำนวนเกสร: คลาส 1 - เกสรตัวผู้เดี่ยว, คลาส 2 - เกสรสองตัว ฯลฯ พืชที่ไม่มีดอกไม้รวมอยู่ในคลาส 14 พืชเหล่านี้เขาเรียกว่าลึกลับ K. Linnaeus แบ่งชั้นเรียนออกเป็นตระกูลตามโครงสร้างของดอกไม้และอวัยวะอื่นๆ จาก K. Linnaeus มาเป็นครอบครัวเช่น Compositae, Umbelliferae, Cruciferae เป็นต้น K. Linnaeus แบ่งครอบครัวออกเป็นจำพวก K. Linnaeus ถือว่าสกุลเป็นประเภทชีวิตจริงที่ผู้สร้างสร้างขึ้นต่างหาก เขาถือว่าสายพันธุ์เป็นสายพันธุ์ที่พัฒนามาจากบรรพบุรุษดั้งเดิม ดังนั้นในระดับล่าง K. Linnaeus จึงรับรู้ถึงการมีอยู่ของกระบวนการวิวัฒนาการซึ่งปัจจุบันผู้เขียนตำราเรียนและสิ่งพิมพ์วิทยาศาสตร์ยอดนิยมบางคนยังคงไม่มีใครสังเกตเห็น

ความสำคัญของงานของ K. Linnaeus นั้นยิ่งใหญ่: เขาทำให้ระบบการตั้งชื่อแบบไบนารีถูกต้องตามกฎหมาย, แนะนำคำอธิบายมาตรฐานของสปีชีส์, เสนอระบบของหน่วยอนุกรมวิธาน: สปีชีส์, สกุล, ครอบครัว, คลาส, ลำดับ และที่สำคัญที่สุดคือ เขาสร้างระบบของพืชและสัตว์ตามความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งเหนือกว่าระบบทั้งหมดที่มีอยู่ก่อนเขา พวกเขาเรียกว่าเทียมเนื่องจากมีการใช้คุณลักษณะจำนวนน้อย แต่เป็นระบบของ K. Linnaeus ที่ทำให้สามารถพูดคุยเกี่ยวกับความหลากหลายของสายพันธุ์และความคล้ายคลึงกันได้ ความเรียบง่ายของระบบดึงดูดนักวิจัยจำนวนมากให้สนใจชีววิทยา กระตุ้นให้เกิดคำอธิบายของสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ และนำชีววิทยาไปสู่ขั้นตอนใหม่ของการพัฒนา ชีววิทยาเริ่มอธิบายสิ่งมีชีวิต แต่ไม่เพียงอธิบายเท่านั้น

ทฤษฎีวิวัฒนาการของ เจ. บี. ลามาร์ก

ในปี 1809 นักชีววิทยาชาวฝรั่งเศส J.B. Lamarck ได้ตีพิมพ์หนังสือ Philosophy of Zoology ซึ่งสรุปกลไกวิวัฒนาการของโลกออร์แกนิก ทฤษฎีวิวัฒนาการของ Lamarck ตั้งอยู่บนกฎสองข้อ ซึ่งเรียกว่ากฎแห่งการออกกำลังกายและการไม่ออกกำลังกายของอวัยวะ และกฎแห่งการสืบทอดลักษณะที่ได้มา สำหรับ Lamarck กฎหมายเหล่านี้มีลักษณะเช่นนี้ กฎข้อที่หนึ่ง “ในสัตว์ทุกชนิดที่ยังไม่ถึงขีดจำกัดของการพัฒนา การใช้อวัยวะบางอย่างบ่อยขึ้นและไม่บกพร่องจะทำให้อวัยวะนี้แข็งแรงขึ้น พัฒนาเพิ่มขึ้นและให้ความแข็งแรงแก่อวัยวะนั้นตามสัดส่วนของระยะเวลาการใช้งาน ในขณะที่ค่าคงที่ การไม่ใช้อวัยวะนั้นทำให้มันอ่อนแอลงอย่างสังเกตไม่ได้ นำไปสู่การลดลง ลดความสามารถของเขาลงเรื่อยๆ และในที่สุดก็ทำให้เขาหายไป” กฎข้อที่สอง “ทุกสิ่งที่ธรรมชาติบังคับให้ได้มาหรือเสียไป มันรักษาไว้โดยการผสมพันธุ์กับคนอื่น” ดังนั้น แก่นแท้ของทฤษฎีของ Lamarck คือภายใต้อิทธิพลของสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตจะประสบกับการเปลี่ยนแปลงที่สืบทอดมา เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเป็นธรรมชาติของปัจเจกบุคคล กระบวนการวิวัฒนาการจึงนำไปสู่สิ่งมีชีวิตที่หลากหลาย ตัวอย่างคลาสสิกของกลไกการวิวัฒนาการของ Lamarck คือการเกิดขึ้นของยีราฟคอยาว บรรพบุรุษคอสั้นของเขาหลายชั่วอายุคนเลี้ยงบนใบไม้ซึ่งพวกเขาต้องไปให้สูงขึ้นและสูงขึ้น การยืดคอเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในแต่ละรุ่นส่งต่อไปยังรุ่นต่อ ๆ ไปจนกระทั่งส่วนนั้นของร่างกายยาวถึงปัจจุบัน

ทฤษฎีของ Lamarck มีบทบาทสำคัญในการพัฒนามุมมองของ Charles Darwin อันที่จริงแล้ว การเชื่อมโยง "สภาพแวดล้อม - ความแปรปรวน - กรรมพันธุ์" ดาร์วินเอามาจากลามาร์ก ลามาร์กพบสาเหตุของความแปรปรวน เหตุผลคือสภาพแวดล้อม นอกจากนี้เขายังพยายามรวมการถ่ายทอดการเปลี่ยนแปลงไปยังลูกหลานนั่นคือกลไกของกรรมพันธุ์ ทฤษฎีของเขาเกี่ยวกับ "ความต่อเนื่องของพลาสมาของเชื้อโรค" ยังคงมีอยู่จนถึงปลายศตวรรษที่ 19

ด้วยความสำคัญมหาศาลและง่ายต่อการรับรู้ ทฤษฎีวิวัฒนาการของลามาร์กจึงไม่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง อะไรคือสาเหตุของสิ่งนี้ Lamarck เสนอว่ามนุษย์สืบเชื้อสายมาจากอาวุธสี่ชนิด สำหรับสิ่งนี้เขาอยู่ภายใต้นโปเลียนซึ่งสั่งให้ทำลายหนังสือของเขา Lamarck ปฏิเสธการมีอยู่จริงของสปีชีส์ซึ่งทำให้ผู้ที่ชื่นชม Linnaeus ต่อต้านตัวเองซึ่งรวมถึงนักชีววิทยาส่วนใหญ่ของต้นศตวรรษที่ 19 และในที่สุด ข้อผิดพลาดหลักเกี่ยวกับระเบียบวิธีของเขา: "ลักษณะที่ได้มาทั้งหมดนั้นสืบทอดมา" การตรวจสอบบทบัญญัตินี้ไม่ได้ให้การยืนยัน 100% และด้วยเหตุนี้ทฤษฎีทั้งหมดจึงถูกตั้งคำถาม และถึงกระนั้นความสำคัญของทฤษฎีของ J.B. ลามาร์กเป็นอย่างมาก เขาเป็นผู้บัญญัติคำศัพท์ - "ปัจจัยแห่งวิวัฒนาการ" และปัจจัยเหล่านี้มีพื้นฐานที่สำคัญ

รอยประทับที่ไม่ต้องสงสัยในโลกทัศน์ของ C. Darwin เกิดจากผลงานของ J. Cuvier เกี่ยวกับซากฟอสซิลและ C. Lyell ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่ก้าวหน้าในซากฟอสซิล

การเดินทางรอบโลกบนเรือ "บิล" ชาร์ลส์ดาร์วินเองก็สามารถเห็นและชื่นชมความหลากหลายของพืชและสัตว์ที่อาศัยอยู่ในทวีปต่างๆ ในสภาพที่แตกต่างกัน และอาศัยอยู่ในอังกฤษ - ประเทศที่มีการเกษตรที่พัฒนาแล้วซึ่งเป็นประเทศที่นำทุกสิ่งในโลกมาสู่เกาะ Charles Darwin สามารถเห็นผลลัพธ์ของกิจกรรมของมนุษย์ "วิวัฒนาการ"

และแน่นอน เงื่อนไขเบื้องต้นที่สำคัญที่สุดสำหรับการเกิดขึ้นของทฤษฎีวิวัฒนาการของชาร์ลส์ ดาร์วิน ก็คือตัวชาร์ลส์ ดาร์วินเอง ซึ่งอัจฉริยะของเขาสามารถรวบรวม วิเคราะห์เนื้อหาอันกว้างใหญ่ทั้งหมด และสร้างทฤษฎีที่วางรากฐานของลัทธิดาร์วิน - หลักคำสอนของ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

บทบัญญัติหลักของทฤษฎีวิวัฒนาการของ Ch. Darwin

ทฤษฎีวิวัฒนาการโดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติกำหนดขึ้นโดย Charles Darwin ในปี 1839 มุมมองวิวัฒนาการของ Ch. Darwin นำเสนออย่างครบถ้วนในหนังสือ "กำเนิดของสายพันธุ์โดยวิธีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ หรือการอนุรักษ์สายพันธุ์ที่ชื่นชอบในการต่อสู้เพื่อชีวิต"

ชื่อหนังสือบ่งบอกว่าดาร์วินไม่ได้ตั้งเป้าหมายในการพิสูจน์การมีอยู่ของวิวัฒนาการ การดำรงอยู่ของขงจื๊อก็ระบุเช่นกัน ในขณะที่เขียนหนังสือเล่มนี้ ไม่มีใครสงสัยการมีอยู่ของวิวัฒนาการ ข้อดีหลักของ Charles Darwin คือเขาอธิบายว่าวิวัฒนาการเกิดขึ้นได้อย่างไร

การเดินทางด้วยบีเกิลทำให้ดาร์วินสามารถรวบรวมข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับความแปรปรวนของสิ่งมีชีวิต ซึ่งทำให้เขาเชื่อว่าสปีชีส์ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ เมื่อกลับมาอังกฤษ ชาร์ลส์ ดาร์วินฝึกฝนการเพาะพันธุ์นกพิราบและสัตว์เลี้ยงในบ้านอื่นๆ ซึ่งนำเขาไปสู่แนวคิดของการคัดเลือกเทียมเพื่อเป็นวิธีการเพาะพันธุ์สัตว์ในประเทศและพันธุ์พืชที่ปลูก การเลือกความเบี่ยงเบนที่เขาต้องการมนุษย์นำความเบี่ยงเบนเหล่านี้ไปสู่ความต้องการที่จำเป็นสร้างสายพันธุ์และพันธุ์ที่จำเป็นสำหรับเขา

ตามคำกล่าวของชาร์ลส์ ดาร์วิน แรงผลักดันของกระบวนการนี้คือความแปรปรวนทางพันธุกรรมและการคัดเลือกโดยมนุษย์

อย่างไรก็ตาม ซี. ดาร์วินต้องแก้ปัญหาการคัดเลือกในสภาพธรรมชาติ กลไกการดำเนินการของการเลือก Charles Darwin ได้รับการกระตุ้นโดยแนวคิดที่กำหนดไว้ในปี ค.ศ. 1778 โดย T. Malthus ในงานของเขาเรื่อง "Treatise on Population" มัลธัสอธิบายอย่างชัดเจนถึงสถานการณ์ที่การเติบโตของประชากรอาจนำไปสู่หากไม่ถูกควบคุมโดยสิ่งใดๆ ดาร์วินถ่ายทอดเหตุผลของมัลธัสไปยังสิ่งมีชีวิตอื่นและดึงความสนใจไปที่ปัจจัยดังกล่าว แม้จะมีศักยภาพในการสืบพันธุ์สูง แต่จำนวนประชากรก็ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อเปรียบเทียบข้อมูลจำนวนมหาศาล เขาสรุปได้ว่าในสภาวะการแข่งขันที่รุนแรงระหว่างสมาชิกของประชากร การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ที่เอื้ออำนวยภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้จะเพิ่มความสามารถของแต่ละบุคคลในการสืบพันธุ์และทิ้งลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์ไว้เบื้องหลัง และการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เอื้ออำนวย เห็นได้ชัดว่าไม่เอื้ออำนวยและสำหรับผู้ที่มีสิ่งมีชีวิตเหล่านี้โอกาสในการสืบพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จจะลดลง ทั้งหมดนี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานในการกำหนดแรงผลักดัน (ปัจจัยของวิวัฒนาการซึ่งอ้างอิงจากดาร์วิน ได้แก่ ความแปรปรวน กรรมพันธุ์ การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

โดยเนื้อแท้แล้ว ความหมายหลักของทฤษฎีวิวัฒนาการของชาร์ลส์ ดาร์วินก็คือ วิวัฒนาการเกิดขึ้นบนพื้นฐานของการเกิดขึ้นของการเปลี่ยนแปลงที่สืบทอดมา โดยชั่งน้ำหนักจากการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่และการเลือกการเปลี่ยนแปลงที่ทำให้สิ่งมีชีวิตได้รับชัยชนะในการแข่งขันที่รุนแรง ผลลัพธ์ของวิวัฒนาการตามความคิดของชาร์ลส์ ดาร์วินคือการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งนำไปสู่ความหลากหลายของพืชและสัตว์

แรงเคลื่อน (ปัจจัย) ของวิวัฒนาการ

แรงผลักดันในวิวัฒนาการ ได้แก่ กรรมพันธุ์ ความแปรปรวน การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ

กรรมพันธุ์.

กรรมพันธุ์เป็นสมบัติของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่จะรักษาและถ่ายทอดสัญญาณและคุณสมบัติจากบรรพบุรุษสู่ลูกหลาน ในสมัยของชาลส์ ดาร์วิน ยังไม่ทราบลักษณะของปรากฏการณ์นี้ ดาร์วินและสันนิษฐานว่ามีปัจจัยทางพันธุกรรม การวิจารณ์ข้อความเหล่านี้โดยฝ่ายตรงข้ามบังคับให้ดาร์วินละทิ้งมุมมองของเขาเกี่ยวกับที่ตั้งของปัจจัย แต่ความคิดเกี่ยวกับการมีอยู่ของปัจจัยทางวัตถุของกรรมพันธุ์แทรกซึมการสอนทั้งหมดของเขา สาระสำคัญของปรากฏการณ์นั้นชัดเจนหลังจากการพัฒนาทฤษฎีโครโมโซมโดย T. Morgan เมื่อถอดรหัสและเข้าใจโครงสร้างของยีนแล้ว กลไกของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมก็ค่อนข้างชัดเจน ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้: ลักษณะของสิ่งมีชีวิต (ฟีโนไทป์) ถูกกำหนดโดยจีโนไทป์และสภาพแวดล้อม (อัตราการเกิดปฏิกิริยา) สัญญาณของสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดโดยชุดของโปรตีนที่เกิดจากสายโซ่โพลีเปปไทด์ที่สังเคราะห์บนไรโบโซม ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของสายโซ่โพลีเปปไทด์ที่สังเคราะห์นั้นมีอยู่ใน i-RNA i-RNA ได้รับข้อมูลนี้ในช่วงระยะเวลาของการสังเคราะห์เมทริกซ์ ในส่วนของดีเอ็นเอที่เป็นยีน ยีนถูกส่งต่อจากพ่อแม่ไปสู่ลูกและเป็นพื้นฐานทางวัตถุของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ใน interkinesis DNA จะถูกทำซ้ำ ดังนั้นยีนจึงถูกทำซ้ำ ในระหว่างการก่อตัวของเซลล์สืบพันธุ์ จำนวนโครโมโซมจะลดลง และระหว่างการปฏิสนธิในไซโกต โครโมโซมเพศหญิงและเพศชายจะรวมกัน การก่อตัวของตัวอ่อนและสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของยีนของทั้งสิ่งมีชีวิตของมารดาและบิดา การสืบทอดลักษณะเกิดขึ้นตามกฎแห่งกรรมพันธุ์ของ G. Mendel หรือตามหลักการของลักษณะขั้นกลางของการสืบทอดลักษณะ ยีนที่ไม่ต่อเนื่องและกลายพันธุ์ได้รับการถ่ายทอดมา

ดังนั้นการถ่ายทอดทางพันธุกรรมจึงทำหน้าที่เป็นปัจจัยที่รักษาลักษณะที่กำหนดไว้แล้วในทางกลับกันทำให้มั่นใจได้ว่าองค์ประกอบใหม่ ๆ จะเข้าสู่โครงสร้างของสิ่งมีชีวิต

ความแปรปรวน

ความแปรปรวนเป็นคุณสมบัติทั่วไปของสิ่งมีชีวิตในกระบวนการสร้างเซลล์ใหม่เพื่อให้ได้คุณสมบัติใหม่ C. Darwin สังเกตว่าในครอกเดียวไม่มีต้นที่เหมือนกันสองต้น ไม่มีต้นที่เหมือนกันสองต้นที่ปลูกจากเมล็ดพ่อแม่ แนวคิดของรูปแบบความแปรปรวนได้รับการพัฒนาโดย Ch. Darwin บนพื้นฐานของการศึกษาสายพันธุ์ของสัตว์เลี้ยง จากข้อมูลของ Ch. Darwin มีความแปรปรวนในรูปแบบต่างๆ ดังต่อไปนี้: definite, indefinite, correlative, hereditary, non-hereditary

ความแปรปรวนบางอย่างเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของบุคคลจำนวนมากหรือในตัวบุคคลทั้งหมดของสปีชีส์ ความหลากหลาย หรือสายพันธุ์ที่กำหนดระหว่างการก่อกำเนิด ความแปรปรวนของมวลตามดาร์วินสามารถเชื่อมโยงกับสภาพแวดล้อมบางอย่างได้ อาหารที่เลือกสรรอย่างดีจะนำไปสู่การเพิ่มผลผลิตน้ำนมสำหรับสมาชิกทุกตัวในฝูง การรวมกันของเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยทำให้ขนาดของธัญพืชเพิ่มขึ้นในข้าวสาลีทุกชนิด ดังนั้นจึงสามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากความแปรปรวนบางอย่างได้

ความแปรปรวนที่ไม่แน่นอนเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของลักษณะเฉพาะบุคคลหรือหลายคน การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวไม่สามารถอธิบายได้จากการกระทำของปัจจัยแวดล้อม

ความแปรปรวนสัมพัทธ์เป็นปรากฏการณ์ที่น่าสนใจมาก การปรากฏตัวของสัญญาณหนึ่งนำไปสู่การปรากฏตัวของคนอื่น ดังนั้นการเพิ่มความยาวของหูของธัญพืชทำให้ความยาวของลำต้นลดลง ดังนั้นการเก็บเกี่ยวที่ดีจึงสูญเสียฟาง การเพิ่มขึ้นของแขนขาในแมลงทำให้กล้ามเนื้อเพิ่มขึ้น และมีตัวอย่างมากมาย

C. Darwin ตั้งข้อสังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงบางอย่างที่เกิดขึ้นใน ontogeny นั้นแสดงออกมาในลูกหลาน การเปลี่ยนแปลงบางอย่างไม่เป็นเช่นนั้น เขาระบุว่าข้อแรกเกิดจากความแปรปรวนทางพันธุกรรม ข้อสองคือไม่ใช่กรรมพันธุ์ ดาร์วินยังตั้งข้อสังเกตถึงข้อเท็จจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับความแปรปรวนที่ไม่แน่นอนและสัมพัทธ์นั้นสืบทอดมา

ดาร์วินถือว่าการกระทำของสิ่งแวดล้อมเป็นตัวอย่างของความแปรปรวนบางอย่าง ดาร์วินไม่สามารถหาสาเหตุของความแปรปรวนที่ไม่ทราบแน่ชัดได้ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่มาของชื่อความแปรปรวนรูปแบบนี้

ถึงตอนนี้ สาเหตุและกลไกของความแปรปรวนมีความชัดเจนไม่มากก็น้อย

วิทยาศาสตร์สมัยใหม่จำแนกความแปรปรวนได้สองรูปแบบ ได้แก่ การกลายพันธุ์หรือจีโนไทป์ และการเข้ารหัสหรือฟีโนไทป์

ความแปรปรวนของการกลายพันธุ์นั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของจีโนไทป์ มันเกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์ การกลายพันธุ์เป็นผลมาจากการสัมผัสกับจีโนไทป์ของสารก่อกลายพันธุ์ สารก่อกลายพันธุ์ถูกแบ่งออกเป็นทางกายภาพ เคมี ฯลฯ การกลายพันธุ์ ได้แก่ ยีน โครโมโซม จีโนม การกลายพันธุ์ได้รับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

ความแปรปรวนของการปรับเปลี่ยนคือการทำงานร่วมกันของจีโนไทป์กับสิ่งแวดล้อม ความแปรปรวนของการดัดแปลงแสดงให้เห็นผ่านอัตราการเกิดปฏิกิริยา กล่าวคือ ผลกระทบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมสามารถเปลี่ยนแปลงการแสดงลักษณะของลักษณะได้ภายในขอบเขตสุดโต่งซึ่งกำหนดโดยจีโนไทป์ การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวไม่ได้ส่งต่อไปยังลูกหลาน แต่อาจปรากฏในรุ่นต่อไปโดยการทำซ้ำพารามิเตอร์ของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

โดยปกติความแปรปรวนที่ไม่ทราบแน่ชัดของดาร์วินจะสัมพันธ์กับการกลายพันธุ์ และแน่นอนด้วยการดัดแปลง

การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่

หัวใจของทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติของดาร์วินคือการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ ซึ่งจำเป็นต้องตามมาจากความปรารถนาอันไร้ขอบเขตของสิ่งมีชีวิตในการสืบพันธุ์ ความปรารถนานี้แสดงออกมาในความก้าวหน้าทางเรขาคณิตเสมอ

ดาร์วินอ้างถึงมัลธัสในเรื่องนี้ อย่างไรก็ตาม นานมาแล้วก่อนที่มัลธัส นักชีววิทยาจะรู้เรื่องปรากฏการณ์นี้ ใช่ และข้อสังเกตของดาร์วินเองก็ยืนยันความสามารถของสิ่งมีชีวิตต่อความเข้มของการสืบพันธุ์ แม้แต่ K. Linnaeus ก็ชี้ว่าแมลงหวี่ตัวหนึ่งผ่านลูกหลานของมัน อาจกินซากม้าก่อนกระดูกไม่กี่วัน

แม้แต่ช้างที่ผสมพันธุ์ช้าตามการคำนวณของ Charles Darwin ก็สามารถควบคุมพื้นที่ทั้งหมดได้หากมีเงื่อนไขทั้งหมดสำหรับสิ่งนี้ จากข้อมูลของดาร์วิน จากช้างหนึ่งคู่ในรอบ 740 ปี จะมีช้างประมาณ 19 ล้านคนกลายเป็นช้าง

เหตุใดอัตราการเกิดที่แท้จริงและศักยภาพจึงแตกต่างกันมาก

ดาร์วินตอบคำถามนี้เช่นกัน เขาเขียนว่าความสำคัญที่แท้จริงของไข่หรือเมล็ดที่มีอยู่อย่างมากมายคือการครอบคลุมการลดลงอย่างมีนัยสำคัญของไข่หรือเมล็ดพืชที่เกิดจากการทำลายล้างของสิ่งมีชีวิตบางรุ่น เช่น การสืบพันธุ์ต้องเผชิญการต่อต้านจากสิ่งแวดล้อม จากการวิเคราะห์ปรากฏการณ์นี้ ชาลส์ ดาร์วินเสนอแนวคิดเรื่อง "การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่"

“แนวคิดของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่” สามารถสมเหตุสมผลและมีเหตุผลในความหมายกว้างๆ ของ “เชิงเปรียบเทียบ” ของดาร์วิน: “รวมถึงการพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน และยังรวมถึง (ที่สำคัญกว่า) ไม่ใช่แค่ชีวิตของบุคคลหนึ่งเท่านั้น แต่ ยังผลสำเร็จในการจากไปสืบต่อจากลูกหลานด้วย” ดาร์วินเขียนว่า “เกี่ยวกับสัตว์สองตัวจากแถวของสิงโต ในช่วงเวลาแห่งความอดอยาก อาจกล่าวได้ถูกต้องทีเดียวว่าพวกมันต่อสู้กันเพื่อแย่งชิงอาหารและชีวิต แต่พืชที่อยู่บริเวณชานเมืองของทะเลทรายยังกล่าวกันว่ากำลังต่อสู้กับความแห้งแล้งเพื่อเอาชีวิตรอด แม้ว่ามันจะถูกต้องกว่าหากกล่าวว่ามันขึ้นอยู่กับความชื้น ในบรรดาพืชที่ผลิตเมล็ดพันธุ์หลายพันเมล็ดต่อปีซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วมีเพียงเมล็ดเดียวที่เติบโตสามารถพูดได้ถูกต้องกว่าว่ามันต่อสู้กับพืชในสกุลเดียวกันและพืชอื่น ๆ ที่ปกคลุมดินอยู่แล้ว ... ในความรู้ทั้งหมดนี้ ... เพื่อความสะดวก ฉันใช้คำทั่วไปว่า การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่"

ข้อความ "ต้นกำเนิดของสายพันธุ์" ยืนยันความหลากหลายของรูปแบบของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ แต่ในขณะเดียวกันก็แสดงให้เห็นว่าในรูปแบบเหล่านี้มีองค์ประกอบของการแข่งขันหรือการแข่งขัน

การต่อสู้แบบเฉพาะเจาะจงเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขของการแข่งขันที่ดุเดือด เนื่องจากบุคคลในสายพันธุ์เดียวกันต้องการเงื่อนไขการดำรงอยู่ที่เหมือนกัน ประการแรกคือบทบาทของสิ่งมีชีวิตและลักษณะเฉพาะของมัน ความสำคัญของวิธีการป้องกัน, กิจกรรมของเขา, ความปรารถนาในการสืบพันธุ์ของเขาถูกบันทึกไว้

การต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ในระดับของสายพันธุ์นั้นมีการใช้งานอย่างชัดเจน และความรุนแรงของมันเพิ่มขึ้นตามความหนาแน่นของประชากรที่เพิ่มขึ้น

สิ่งมีชีวิตแข่งขันกันเองในการต่อสู้เพื่อแย่งชิงอาหาร สำหรับตัวเมีย สำหรับเขตล่าสัตว์ ตลอดจนวิธีการป้องกันจากผลกระทบของสภาพอากาศ ในการปกป้องลูกหลาน

สภาวะการให้อาหารเสื่อมโทรม ความหนาแน่นของประชากรสูง ฯลฯ ทำให้การแข่งขันสูงสุดเพื่อความอยู่รอด ตัวอย่างของการต่อสู้แบบเฉพาะเจาะจงคือสถานการณ์ในฝูงกวางป่า การเพิ่มจำนวนของบุคคลทำให้ความหนาแน่นของประชากรเพิ่มขึ้น จำนวนผู้ชายในประชากรเพิ่มมากขึ้น ความหนาแน่นของประชากรที่เพิ่มขึ้นนำไปสู่การขาดอาหาร การเกิดขึ้นของโรคระบาด การต่อสู้ของผู้ชายเพื่อผู้หญิง ฯลฯ ทั้งหมดนี้นำไปสู่การเสียชีวิตของบุคคลและการลดลงของประชากร ผู้แข็งแกร่งยิ่งอยู่รอด

ดังนั้นการต่อสู้แบบเฉพาะเจาะจงจึงมีส่วนช่วยในการปรับปรุงสายพันธุ์ การเกิดขึ้นของการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม และปัจจัยที่ก่อให้เกิดการต่อสู้นี้

บ่อยครั้งที่การต่อสู้ระหว่างกันเป็นไปในทิศทางเดียว ตัวอย่างคลาสสิกคือความสัมพันธ์ระหว่างกระต่ายกับหมาป่า กระต่ายสองตัววิ่งหนีหมาป่า จนถึงจุดหนึ่งพวกมันก็กระจัดกระจายและหมาป่าก็ไม่เหลืออะไรเลย การต่อสู้แบบเฉพาะเจาะจงมีส่วนช่วยในการควบคุมประชากร การคัดแยกสิ่งมีชีวิตที่เป็นโรคหรืออ่อนแอ

การต่อสู้กับปัจจัยของสภาพแวดล้อมอนินทรีย์ทำให้พืชต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาพใหม่ของการดำรงอยู่ ผลักดันให้พืชเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ ในทางกลับกัน การกำหนดขอบเขตของสปีชีส์หรือประชากรให้อยู่ในเงื่อนไขที่อยู่อาศัยบางอย่าง ต้นบลูแกรสส์ที่เติบโตในทุ่งหญ้าแพรรีและที่ราบมีลำต้นที่ตั้งตรง และบุคคลที่เติบโตในสภาพภูเขาจะมีลำต้นที่โผล่ขึ้นมา อันเป็นผลมาจากการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่บุคคลรอดชีวิตมาได้ซึ่งในช่วงแรกของการพัฒนาลำต้นจะถูกกดลงกับพื้นนั่นคือมันต่อสู้กับน้ำค้างแข็งในตอนกลางคืน พืชที่ลดลงอย่างมากยังมีประโยชน์มากที่สุดในสภาพภูเขา .

หลักคำสอนเรื่องการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ยืนยันว่าปัจจัยนี้เป็นแรงผลักดันของวิวัฒนาการ มันคือการต่อสู้ ไม่ว่าคุณจะเรียกมันว่าการแข่งขัน การแข่งขัน บังคับให้สิ่งมีชีวิตได้รับคุณสมบัติใหม่ที่ทำให้พวกมันได้รับชัยชนะ

ปัจจัยของการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่ยังนำมาพิจารณาจากกิจกรรมภาคปฏิบัติของมนุษย์ด้วย เมื่อปลูกพืชชนิดเดียวกันจำเป็นต้องสังเกตระยะห่างระหว่างบุคคล เมื่อปล่อยพันธุ์ปลาที่มีค่าในอ่างเก็บน้ำ สัตว์ผู้ล่าและพันธุ์ที่มีมูลค่าต่ำจะถูกกำจัดออกจากอ่างเก็บน้ำ เมื่อออกใบอนุญาตสำหรับปลอกกระสุนหมาป่า จำนวนบุคคล ฯลฯ จะถูกนำมาพิจารณาด้วย

การคัดเลือกโดยธรรมชาติ.

“การคัดเลือกโดยธรรมชาติไม่ได้ผ่านการคัดเลือกสิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวได้ดีที่สุด แต่ผ่านการกำจัดรูปแบบที่ปรับเปลี่ยนให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่มากที่สุด” ชาร์ลส์ ดาร์วินเขียนไว้ใน The Origin of Species การคัดเลือกโดยธรรมชาติขึ้นอยู่กับสมมติฐานต่อไปนี้: ก) บุคคลในสปีชีส์ใด ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากความแปรปรวนนั้นไม่เท่าเทียมกันทางชีวภาพกับสภาพแวดล้อม บางส่วนสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมในระดับที่มากขึ้นและอื่น ๆ ในระดับที่น้อยกว่า b) บุคคลในสปีชีส์ใด ๆ ต่อสู้กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยต่อพวกเขาและแข่งขันกันเอง ในกระบวนการของการต่อสู้และการแข่งขันนี้ "ตามกฎแล้ว - ผ่านการกำจัดสิ่งที่ไม่น่าพอใจ" - รูปแบบที่ดัดแปลงมากที่สุดจะอยู่รอด ประสบการณ์ของผู้ที่เหมาะสมที่สุดนั้นเชื่อมโยงกับกระบวนการของความแตกต่าง ซึ่งในระหว่างนั้นภายใต้อิทธิพลอย่างต่อเนื่องของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ หลังถูกโดดเดี่ยวมากขึ้นและทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาของการก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่และการพัฒนาที่ก้าวหน้า การคัดเลือกโดยธรรมชาติ - สร้างรูปแบบใหม่ของชีวิต, สร้างความสามารถในการปรับตัวที่น่าทึ่งของรูปแบบชีวิต, ให้กระบวนการในการเพิ่มองค์กร, ความหลากหลายของชีวิต

การคัดเลือกเริ่มต้นที่ระดับที่มีการแข่งขันระหว่างบุคคลสูงที่สุด ให้เราหันไปที่ตัวอย่างคลาสสิกซึ่ง Charles Darwin เขียนเกี่ยวกับตัวเอง ในป่าต้นเบิร์ชมีผีเสื้อสีอ่อน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าผีเสื้อที่มีสีอ่อนได้แทนที่ผีเสื้อด้วยสีเข้มและแตกต่างกัน กระบวนการนี้อยู่ภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติเพื่อให้ได้สีป้องกันที่ดีที่สุด เมื่อต้นเบิร์ชถูกแทนที่ด้วยหินที่มีเปลือกไม้สีเข้มในพื้นที่ที่กำหนด ผีเสื้อที่มีสีอ่อนจะเริ่มหายไป - พวกมันถูกนกกิน ส่วนหนึ่งของประชากรที่มีสีเข้มซึ่งเหลืออยู่ในจำนวนเล็กน้อยจะเริ่มเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็ว มีการคัดเลือกบุคคลที่มีโอกาสอยู่รอดและให้กำเนิดลูกหลาน ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงการแข่งขันระหว่างกลุ่ม เช่น การเลือกจะเกิดขึ้นระหว่างแบบฟอร์มที่มีอยู่แล้ว

บุคคลยังต้องได้รับการคัดเลือกโดยธรรมชาติ การเบี่ยงเบนเล็กน้อยใด ๆ ที่ให้ประโยชน์แก่บุคคลในการต่อสู้เพื่อการดำรงอยู่สามารถเลือกได้โดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ นี่คือบทบาทที่สร้างสรรค์ของการเลือก มันมักจะกระทำกับพื้นหลังของวัสดุเคลื่อนที่ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในกระบวนการกลายพันธุ์และการรวมกัน

การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นแรงผลักดันหลักของวิวัฒนาการ

ประเภท (รูปแบบ) ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

มีสองตัวเลือกหลัก: การทำให้เสถียรและการกำกับ

การเลือกที่เสถียรจะเกิดขึ้นในกรณีที่ลักษณะฟีโนไทป์มีความสอดคล้องสูงสุดกับสภาพแวดล้อมและการแข่งขันค่อนข้างอ่อนแอ การเลือกดังกล่าวดำเนินการกับประชากรทั้งหมดโดยทำลายบุคคลที่มีความเบี่ยงเบนอย่างมาก ตัวอย่างเช่น มีความยาวปีกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแมลงปอบางขนาดที่มีวิถีชีวิตเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่กำหนด การทำให้การคัดเลือกมีเสถียรภาพโดยการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกันจะทำลายแมลงปอเหล่านั้นที่มีปีกกว้างกว่าหรือน้อยกว่าที่เหมาะสม การเลือกทำให้เสถียรไม่ได้ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ แต่รักษาความเสถียรของฟีโนไทป์ของประชากรจากรุ่นสู่รุ่น

การเลือกโดยตรง (ย้าย) รูปแบบการเลือกนี้เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมอย่างค่อยเป็นค่อยไป การเลือกทิศทางส่งผลต่อช่วงของฟีโนไทป์ที่มีอยู่ในประชากรที่กำหนด และออกแรงกดเลือกที่เปลี่ยนฟีโนไทป์เฉลี่ยไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง หลังจากที่ฟีโนไทป์ใหม่มีความสอดคล้องอย่างเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมใหม่ การเลือกที่มีเสถียรภาพก็เข้ามามีบทบาท

การเลือกโดยตรงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ นี่คือตัวอย่างหนึ่ง

การค้นพบยาปฏิชีวนะในทศวรรษที่ 1940 สร้างแรงกดดันอย่างมากในการเลือกสายพันธุ์แบคทีเรียที่ต้านทานต่อยาปฏิชีวนะทางพันธุกรรม แบคทีเรียจะเพิ่มจำนวนอย่างมากเนื่องจากการกลายพันธุ์แบบสุ่ม เซลล์ที่ต้านทานสามารถปรากฏขึ้น เซลล์ที่ดื้อต่อเซลล์จะเจริญขึ้นเนื่องจากไม่มีการแข่งขันจากแบคทีเรียชนิดอื่นที่ถูกทำลายโดยยาปฏิชีวนะนี้

การเลือกเทียม

การคัดเลือกเทียมเป็นวิธีการเพาะพันธุ์สัตว์เลี้ยงหรือพันธุ์พืชสายพันธุ์ใหม่

มนุษย์ตั้งแต่ยุคแรกสุดของอารยธรรมใช้การคัดเลือกโดยเทียมในการเพาะพันธุ์พืชและสัตว์ ดาร์วินใช้ข้อมูลจากการคัดเลือกเทียมเพื่ออธิบายกลไกการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ปัจจัยหลักของการคัดเลือกเทียมคือกรรมพันธุ์ ความแปรปรวน การกระทำของบุคคลที่พยายามนำความเบี่ยงเบนทางพันธุกรรมไปสู่จุดที่ไร้เหตุผล และการคัดเลือก ความแปรปรวนเป็นคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่จะเปลี่ยนแปลง จัดเตรียมวัสดุสำหรับการเลือก - ชุดของการเบี่ยงเบนที่แตกต่างกัน บุคคลที่สังเกตเห็นความเบี่ยงเบนที่ต้องการดำเนินการคัดเลือก การคัดเลือกโดยประดิษฐ์นั้นขึ้นอยู่กับการแยกประชากรตามธรรมชาติหรือบุคคลที่มีความเบี่ยงเบนที่จำเป็นและการคัดเลือกข้ามสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเฉพาะที่พึงประสงค์สำหรับมนุษย์

การคัดเลือกวัวสายพันธุ์ Cherneford และ Aberdeen-Angus ดำเนินการเพื่อปริมาณและคุณภาพของเนื้อสัตว์ สายพันธุ์ Chernzey และ Jersey - สำหรับการผลิตน้ำนม แกะของสายพันธุ์แชมเชียร์และซัฟฟาลันโตเร็วและให้เนื้อที่ดี แต่พวกมันมีความอดทนน้อยกว่าและกระตือรือร้นในการหาอาหารน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น แกะหน้าดำของสก็อตแลนด์ ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะรวมลักษณะทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับผลทางเศรษฐกิจสูงสุดไว้ในสายพันธุ์เดียว

ด้วยการคัดเลือกเทียม บุคคลจะสร้างการดำเนินการคัดเลือกโดยตรงซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความถี่ของอัลลีลและจีโนไทป์ในประชากร นี่คือกลไกวิวัฒนาการที่นำไปสู่การเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่ สายพันธุ์ สายพันธุ์ เผ่าพันธุ์ และสายพันธุ์ย่อย กลุ่มยีนของกลุ่มเหล่านี้ทั้งหมดถูกแยกออก แต่ยังคงไว้ซึ่งลักษณะพื้นฐานของยีนและโครงสร้างโครโมโซมของสปีชีส์ที่พวกมันยังคงอยู่ ไม่ได้อยู่ในอำนาจของมนุษย์ที่จะสร้างสายพันธุ์ใหม่หรือฟื้นฟูสายพันธุ์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว!

ดาร์วินแยกแยะความแตกต่างระหว่างการเลือกอย่างมีระเบียบหรือเป็นระบบและการเลือกโดยไม่รู้ตัวภายในการเลือกเทียม ด้วยการคัดเลือกอย่างมีระเบียบ ผู้เพาะพันธุ์ได้ตั้งเป้าหมายที่ชัดเจนมาก เพื่อผลิตสายพันธุ์ใหม่ที่เหนือกว่าทุกสิ่งที่ถูกสร้างขึ้นในทิศทางนี้ การเลือกโดยไม่รู้ตัวมีเป้าหมายเพื่อรักษาคุณสมบัติที่มีอยู่แล้ว

ในการผสมพันธุ์สมัยใหม่ การเลือกเทียมมีอยู่สองรูปแบบ: การผสมพันธุ์และการผสมพันธุ์ การผสมข้ามสายพันธุ์ขึ้นอยู่กับการเลือกผสมข้ามสายพันธุ์ของบุคคลที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด เพื่อรักษาและเผยแพร่ลักษณะเฉพาะที่พึงประสงค์ Outbreeding คือ การผสมข้ามสายพันธุ์ของบุคคลจากกลุ่มประชากรที่แตกต่างกันทางพันธุกรรม ลูกหลานของไม้กางเขนดังกล่าวมักจะเหนือกว่าพ่อแม่

การเกิดขึ้นของอุปกรณ์ ลักษณะสัมพัทธ์ของความฟิต

ผลของการคัดเลือกโดยธรรมชาติคือการเกิดขึ้นของสัญญาณที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพการดำรงอยู่ได้ นี่คือที่มาของแนวคิดเกี่ยวกับลักษณะการปรับตัวของวิวัฒนาการ จากการศึกษาการเกิดขึ้นของการปรับตัว (การดัดแปลง) ทิศทางทั้งหมดในชีววิทยาเกิดขึ้น - หลักคำสอนของการปรับตัว สัญญาณการปรับตัวหรือการปรับตัวแบ่งออกเป็นทางสรีรวิทยาและทางสัณฐานวิทยา

การปรับตัวทางสรีรวิทยา ความอุดมสมบูรณ์และความสำคัญอย่างยิ่งต่อความมีชีวิตชีวาของสิ่งมีชีวิตจากการกลายพันธุ์ทางสรีรวิทยาขนาดเล็กทำให้เกิดความแตกต่างในประชากร สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้หากการกลายพันธุ์โดยธรรมชาติของพวกมันเป็นการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการเมแทบอลิซึมภายในเซลล์เป็นหลัก และผ่านการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาเท่านั้น ตัวอย่างคือคุณลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต เช่น ความต้านทานต่ออุณหภูมิที่ทราบ ความสามารถในการสะสมสารอาหาร กิจกรรมทั่วไป ฯลฯ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำได้ง่ายในทั้งสองทิศทาง และในทั้งสองกรณีก็เป็นไปได้ด้วยดี จากการศึกษาการงอกของเมล็ดโคลเวอร์แดงที่อุณหภูมิต่างๆ กัน พบว่าให้ % ความงอกสูงสุดที่ +12C แต่บางเมล็ดจะงอกได้ในช่วง +4-10C เท่านั้น สิ่งนี้มีส่วนช่วยในการอยู่รอดของสายพันธุ์ที่อุณหภูมิต่ำในฤดูใบไม้ผลิ

การสร้างเม็ดสีของสัตว์ในการพัฒนาและความแปรปรวนนั้นมีลักษณะทางสรีรวิทยา ความเข้มของสีที่สูงขึ้นหรือต่ำลงอาจมีค่าป้องกันภายใต้พื้นหลังและสภาพแสงทั่วไปที่เหมาะสม สิ่งเหล่านี้เป็นการดัดแปลงทางสัณฐานวิทยาอยู่แล้ว

การศึกษาที่เป็นที่รู้จักกันดีของ Harrison แสดงให้เห็นกลไกของการเกิดความแตกต่างอย่างมากในการเปลี่ยนสีของผีเสื้อสองตัวที่เกิดจากประชากรที่ต่อเนื่องกันเมื่อป่าถูกแบ่งโดยการหักบัญชีกว้าง ในส่วนของป่าที่ต้นสนถูกแทนที่ด้วยต้นเบิร์ช การคัดเลือกโดยธรรมชาติ (นกกินตัวอย่างที่มีสีเข้มกว่า) ทำให้จำนวนประชากรผีเสื้อลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

แม้แต่ซี. ดาร์วินก็ให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าแมลงบนเกาะนั้นบินได้ดีหรือไม่ก็มีปีกที่เล็กลง ปรากฏการณ์เช่นการลดลงของอวัยวะที่สูญเสียความสำคัญนั้นไม่ยากที่จะอธิบายเนื่องจากการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ของการด้อยพัฒนา

การวิเคราะห์การปรับตัวแสดงให้เห็นว่าพวกมันทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถอยู่รอดได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้แม้โดยการวิเคราะห์ตัวอย่างที่เราให้ไว้ เมื่อต้นเบิร์ชถูกโค่นลง ผีเสื้อแสงจะกลายเป็นเหยื่อที่ง่ายสำหรับนก นกตัวเดียวกันที่ปรากฏตัวใต้เกาะทำลายแมลงด้วยปีกที่ลดลง ข้อเท็จจริงเหล่านี้แสดงให้เห็นแล้วว่าความฟิตนั้นไม่ได้สมบูรณ์แบบ แต่สัมพันธ์กัน

หลักฐานวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์

ลัทธิดาร์วินเป็นหลักคำสอนที่ยอมรับกันทั่วไปมาช้านาน มันมาจากแนวคิดขั้นต่ำสุดของดาร์วินที่สามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงทางประวัติศาสตร์ทั้งหมดของโลกออร์แกนิกบนโลกได้

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 เมื่อจำนวนผู้สนับสนุนคำสอนวิวัฒนาการของ Charles Darwin มีน้อยกว่าฝ่ายตรงข้าม ผู้ติดตามของ Charles Darwin เริ่มรวบรวมหลักฐานสำหรับการมีอยู่ของวิวัฒนาการของโลกอินทรีย์

ทำงานในทิศทางนี้ดำเนินการในสาขาซากดึกดำบรรพ์, สัณฐานวิทยาเปรียบเทียบ, กายวิภาคศาสตร์เปรียบเทียบ, เอ็มบริโอวิทยา, ชีวภูมิศาสตร์, ชีวเคมี ฯลฯ

บรรพชีวินวิทยาพบเป็นหลักฐานของวิวัฒนาการ

ในระหว่างการดำรงอยู่ของชีววิทยาทางวิทยาศาสตร์ การค้นพบซากดึกดำบรรพ์จำนวนมากของพืชและสัตว์ที่สูญพันธุ์ได้สะสมไว้ การค้นพบเหล่านี้มีค่าอย่างยิ่งเมื่อนักวิทยาศาสตร์เรียนรู้ที่จะกำหนดอายุของเงินฝากที่พบ ไม่เพียง แต่สามารถฟื้นฟูรูปลักษณ์ของสิ่งมีชีวิตจากซากดึกดำบรรพ์เท่านั้น แต่ยังสามารถระบุเวลาที่พวกมันอาศัยอยู่บนโลกของเราได้อีกด้วย จึงพบซากเมล็ดเฟินซึ่งเป็นตัวกลางระหว่างเฟินกับต้นเมล็ด มีการค้นพบ stegocephalus ซึ่งเป็นรูปแบบระหว่างปลาและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ จากแหล่งสะสมของ Permian จิ้งจกฟันสัตว์เป็นที่รู้จักซึ่งเป็นรูปแบบกึ่งกลางระหว่างสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มีตัวอย่างอีกมากมาย

หลักฐานเปรียบเทียบทางสัณฐานวิทยาและตัวอ่อนของวิวัฒนาการ

การพิสูจน์ทางสัณฐานวิทยาเชิงเปรียบเทียบนั้นขึ้นอยู่กับแนวคิด: การเปรียบเทียบและอุปมาอุปไมยของอวัยวะต่างๆ บนแนวคิดของพื้นฐานและอะตาวิซึม สิ่งที่มีค่าอย่างยิ่งในกระบวนการพิสูจน์วิวัฒนาการคือความคล้ายคลึงกัน พื้นฐาน และอเทวนิยม

ตัวอย่างของอวัยวะที่คล้ายคลึงกันรวมถึงส่วนหน้าของสัตว์มีกระดูกสันหลัง อุ้งตีนกบ กิ้งก่า ปีกนก ครีบของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในน้ำ อุ้งเท้าตุ่น มือมนุษย์ พวกเขาทั้งหมดมีแผนโครงสร้างเดียวและเป็นสกุลวิวัฒนาการทางสัณฐานวิทยา หลักฐานที่ชัดเจนของวิวัฒนาการดังกล่าวรวมถึงการปรากฏตัวในเผ่าพันธุ์มนุษย์ของ "คนหาง" และคนที่มีขนปกคลุมพื้นผิวทั้งหมดของร่างกาย

หนึ่งในหลักฐานหลักของวิวัฒนาการถือเป็นข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิตซึ่งมีส่วนทำให้เกิดทิศทางใหม่ทางชีววิทยา - ชีววิทยาวิวัฒนาการ ความจริงที่ว่าสัตว์หลายเซลล์ทั้งหมดมีชั้นเชื้อโรคในการพัฒนาเอ็มบริโอของพวกมันนั้นเอื้อต่อวิวัฒนาการอยู่แล้ว วิธีทางที่แตกต่างมีการสร้างอวัยวะต่างๆ ในขณะที่ตัวอ่อนกำลังพัฒนา "จำ" ขั้นตอนที่บรรพบุรุษของมันได้ผ่าน

หลักฐานวิวัฒนาการจากนิเวศวิทยาและภูมิศาสตร์

หลักฐานทางชีวเคมีสำหรับวิวัฒนาการ

ข้อพิสูจน์ที่โดดเด่นของวิวัฒนาการคือการมีอยู่ของสารพันธุกรรมเดียว - DNA และความสามารถของสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่าง ๆ ในการ "เปิด" ส่วนต่าง ๆ ของจีโนมในกระบวนการของชีวิต!

ทิศทางหลักของกระบวนการวิวัฒนาการ

กระบวนการวิวัฒนาการดำเนินไปอย่างต่อเนื่องภายใต้สัญลักษณ์ของการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม

ทิศทางหลักของกระบวนการวิวัฒนาการควรพิจารณาถึงความก้าวหน้าทางชีวภาพ เสถียรภาพทางชีวภาพ การถดถอยทางชีวภาพ

คำจำกัดความที่ชัดเจนของปรากฏการณ์เหล่านี้ได้รับจาก A. N. Severtsov

ความก้าวหน้าทางชีววิทยาหมายถึงความสามารถในการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตกับสภาพแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มจำนวนและการกระจายพันธุ์ที่กว้างขึ้นในอวกาศ ตัวอย่างของความก้าวหน้าทางชีววิทยาคือวิวัฒนาการของระบบทางเดินหายใจจากการหายใจด้วยเหงือกไปสู่การหายใจในปอด มันเป็นกระบวนการนี้ที่นำไปสู่การพิชิตดินแดนและอากาศโดยสัตว์

ตามที่ A.N. Severtsov การรักษาเสถียรภาพทางชีวภาพหมายถึงการรักษาสมรรถภาพของร่างกายในระดับหนึ่ง ร่างกายเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม จำนวนของมันไม่เพิ่มขึ้น แต่ก็ไม่ลดลงเช่นกัน

ในพืชเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีลดลงจำนวนขนที่ปกคลุมของหนังกำพร้าจะเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์นี้ทำให้ทุกคนสามารถอยู่รอดได้ แต่ไม่มีข้อได้เปรียบระหว่างสายพันธุ์อื่นเพราะพวกมันแสดงปฏิกิริยาเดียวกัน

ความก้าวหน้าทางชีววิทยามีความสำคัญมากที่สุดในวิวัฒนาการ ดังนั้น ในทางชีววิทยาจึงให้ความสนใจอย่างมากกับการศึกษาความก้าวหน้าทางชีววิทยา

Aromorphoses และ ideoadaptation ถือเป็นทิศทางหลักของความก้าวหน้าทางชีววิทยา ในบรรดาทิศทางอื่นๆ ของความก้าวหน้าทางชีววิทยา เราสามารถเรียกความเสื่อมทั่วไปได้เช่นกัน

Aromorphoses เป็นการเปลี่ยนแปลงแบบปรับตัวซึ่งมีการขยายตัวของสภาพความเป็นอยู่ที่เกี่ยวข้องกับความซับซ้อนขององค์กรและการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมที่สำคัญ ตัวอย่างคลาสสิกของ aromorphosis ควรพิจารณาการปรับปรุงปอดในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การแยกเลือดแดงและเลือดดำออกจากหัวใจของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างสมบูรณ์ การแยกหน้าที่ใน plastids ของพืชชั้นสูง

การดัดแปลงเชิงอุดมการณ์เป็นทิศทางในวิวัฒนาการซึ่งการดัดแปลงบางอย่างถูกแทนที่ด้วยสิ่งอื่นที่เทียบเท่าทางชีวภาพกับพวกมัน การดัดแปลงเชิงอุดมการณ์ซึ่งแตกต่างจาก aromorphoses นั้นมีลักษณะส่วนตัว ตัวอย่างของการดัดแปลงทางอุดมการณ์คือวิวัฒนาการของเครื่องมือในช่องปากของแมลงซึ่งถูกสร้างขึ้นเพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมและวิวัฒนาการร่วม

ความเสื่อมทั่วไป - การเปลี่ยนแปลงแบบปรับตัวในลูกหลานที่เป็นผู้ใหญ่ซึ่งพลังงานทั้งหมดของกิจกรรมที่สำคัญลดลง มันหมายถึงทิศทางของความก้าวหน้าทางชีวภาพเนื่องจากการลดลงของอวัยวะบางส่วนที่เกิดขึ้นระหว่างการเสื่อมสภาพพร้อมกับการพัฒนาที่ชดเชยของอวัยวะอื่น ดังนั้นในถ้ำและสัตว์ใต้ดิน การลดลงของอวัยวะในการมองเห็นจะมาพร้อมกับการพัฒนาชดเชยของอวัยวะรับความรู้สึกอื่นๆ

ต้นกำเนิดของมนุษย์

ในทางมานุษยวิทยา มีมุมมองหลายประเด็นเมื่อกิ่งก้านสาขาของมนุษย์ถูกแยกออกจากกัน ตามสมมติฐานข้อหนึ่ง เมื่อประมาณ 10 ล้านปีก่อน มนุษย์วานรแบ่งออกเป็น 3 สายพันธุ์ หนึ่งสปีชีส์ - พรากอริลล่า - ไปที่ป่าบนภูเขาซึ่งพวกเขาพอใจกับอาหารมังสวิรัติ อีกสายพันธุ์หนึ่ง - ลิงชิมแปนซี - เลือกวิถีชีวิตแบบกลุ่ม อาหารหลักสำหรับเขาคือลิงสายพันธุ์เล็ก สายพันธุ์ที่สาม - ยุคก่อนมนุษย์ - ชอบล่าสัตว์ในชีวิตอันอุดมสมบูรณ์ของทุ่งหญ้าสะวันนา นี่คือสาขาที่นำไปสู่คนสมัยใหม่

ตามสมมติฐานสมัยใหม่ที่เสนอโดย Tim Vyton นักมานุษยวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ Berkeley เมื่อห้าล้านปีที่แล้วกิ่งก้านสาขาของมนุษย์และลิงแยกออกจากกัน Timan White เชื่อว่า Australopithecus ramidus ซึ่งปรากฏขึ้นในเวลานั้น ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ เคลื่อนไหวด้วยสี่หรือสองขา และอาจผ่านไปหลายแสนปีก่อนที่การเคลื่อนไหวแบบผสมผสานจะถูกแทนที่ด้วยการใช้สองเท้า

ประมาณสามล้านปีที่แล้ว สาขาของมนุษย์ให้การพัฒนาสองสาย หนึ่งในนั้นก่อให้เกิดกาแลคซีทั้งหมดของออสตราโลพิเทคัสตั้งตรง ส่วนอีกอันนำไปสู่การเกิดขึ้นของสกุลใหม่ที่เรียกว่า Homo

ชีววิทยาทั่วไป.

เบี้ยเลี้ยงเข้ามหาวิทยาลัย.

เรียบเรียงโดย: Galkin M. A.

คู่มือนี้นำเสนอเนื้อหาเกี่ยวกับวิชาชีววิทยาทั่วไป ตั้งแต่ทฤษฎีกำเนิดชีวิตบนโลกไปจนถึงหลักคำสอนของชีวมณฑล

คู่มือนี้ออกแบบมาสำหรับผู้สมัคร นักเรียนมัธยม นักเรียนของหลักสูตรเตรียมความพร้อมและแผนกต่างๆ

คำนำ

คู่มือนี้รวบรวมตามโปรแกรมสำหรับผู้สมัครเข้ามหาวิทยาลัยของสหพันธรัฐรัสเซียซึ่งชีววิทยาเป็นวิชาทั่วไป

จุดประสงค์ของคู่มือนี้คือเพื่อช่วยผู้สมัครในการเตรียมตัวสอบเข้า สิ่งนี้แตกต่างจากตำราเรียน "ชีววิทยาทั่วไป" ซึ่งเป็นความรู้ความเข้าใจในธรรมชาติ

เมื่อรวบรวมคู่มือ ก่อนอื่นต้องคำนึงถึงข้อกำหนดสำหรับการสอบเข้า สิ่งนี้ใช้กับทั้งเนื้อหาและปริมาณของวัสดุที่กำหนดในคู่มือ

ค่าเผื่อนี้ออกแบบมาสำหรับผู้สมัครที่สำเร็จการศึกษาระดับมัธยมศึกษาหรือผู้ที่ศึกษาชีววิทยาทั่วไปในแผนกเตรียมอุดมศึกษา

คู่มือนี้ไม่รวมบางส่วนที่พิจารณาตามธรรมเนียมในหลักสูตร "ชีววิทยาทั่วไป" ได้แก่ “โครงสร้างเซลล์” “การแบ่งเซลล์” “การสังเคราะห์ด้วยแสง”

เนื้อหาในส่วนเหล่านี้มีรายละเอียดอยู่ในคู่มือสำหรับผู้สมัครเข้ามหาวิทยาลัยที่รวบรวมโดย Galkin M.A.

ความคิดเห็นและข้อเสนอแนะทั้งหมดเกี่ยวกับรูปแบบและเนื้อหาของคู่มือจะได้รับการยอมรับด้วยความขอบคุณ

คอมไพเลอร์ด้วยตนเอง

กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์

สหพันธรัฐรัสเซีย

สถาบันการศึกษางบประมาณของรัฐบาลกลาง

การศึกษาระดับมืออาชีพที่สูงขึ้น

"มหาวิทยาลัยของรัฐ VYATKA"

ภาควิชาชีววิทยา

ภาควิชาจุลชีววิทยา

IV ดาร์มอฟ

ชีววิทยาทั่วไป

หลักสูตรบรรยาย

กวดวิชา

ได้รับอนุมัติจากกองบรรณาธิการและคณะกรรมการเผยแพร่ของ Methodological Council ของ FGBOU VPO "Vyatka State University" ให้เป็นตำราสำหรับนักเรียนในทิศทาง 020400.62 "ชีววิทยา" ของโปรไฟล์การฝึกอบรมทั้งหมด

ผู้วิจารณ์:

รองศาสตราจารย์ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ FGBOU VPO "Vyatka State University"

ผู้สมัครวิทยาศาสตร์ชีวภาพ O. N. Shupletsova;

หัวหน้านักวิจัย, ศูนย์วิจัย 33 สถาบันวิจัยกลางของกระทรวงกลาโหมแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย, คิรอฟ, ดุษฎีบัณฑิตสาขาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ, ศาสตราจารย์ V.B. คาลินินสกี้

ดาร์มอฟ, I.V.

UDC 573(07)

ตำรานี้มีไว้สำหรับนักเรียนในทิศทาง 020400.62 "ชีววิทยา" ของโปรไฟล์การฝึกอบรมทั้งหมดที่กำลังศึกษาระเบียบวินัย "ชีววิทยาทั่วไป"

เหล่านั้น. บรรณาธิการ E.V. เคย์โกรอดตเซวา

© VyatSU, 2014

1. ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ คุณสมบัติของระบบสิ่งมีชีวิต……………………………………...4

2. พื้นฐานของเซลล์วิทยา โปรคาริโอต…………………………………………..17

3. พื้นฐานของเซลล์วิทยา ยูคาริโอต ส่วนประกอบของเมมเบรน…………….21

4. พื้นฐานของเซลล์วิทยา ยูคาริโอต ส่วนประกอบที่ไม่ใช่เมมเบรน…..……..29

5. การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ ไมโทซิส……………………………………………..34

6. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ไมโอซิส…………………………………………………43

7. รูปแบบหลักของกรรมพันธุ์………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………

8.รูปแบบพื้นฐานของความแปรปรวน………………………………………………………………………………64

9. ความหลากหลายทางชีวภาพ………………………………………………….79

รายการแหล่งที่ใช้……………………………….…….105

การบรรยาย #1

หัวข้อการบรรยาย: ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ . คุณสมบัติของระบบสิ่งมีชีวิต

แผนการบรรยาย:

1. ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์

2. วิธีการทางชีววิทยา

3. แนวคิดพื้นฐานของชีววิทยา

4. ระดับของการจัดระเบียบของชีวิต

5. คุณสมบัติพื้นฐานของระบบสิ่งมีชีวิต

6. คำจำกัดความสมัยใหม่ของสิ่งมีชีวิตและชีวิต

1. ชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์

ชีววิทยา (กรัม ประวัติ- ชีวิต, โลโก้- คำ, หลักคำสอน) - ชุดของวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับชีวิต, เกี่ยวกับสัตว์ป่า. วิชาชีววิทยา - โครงสร้างของสิ่งมีชีวิต หน้าที่ กำเนิด พัฒนาการ ความสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม พร้อมทั้งฟิสิกส์ เคมี ดาราศาสตร์ ธรณีวิทยา ฯลฯ อ้างถึง วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ.

ชีววิทยาเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดแม้ว่าคำนี้จะปรากฏในปี 1797 เท่านั้น (ผู้เขียนคือศาสตราจารย์กายวิภาคศาสตร์ชาวเยอรมัน T. Ruz (1771-1803) อริสโตเติล (384-322 ปีก่อนคริสตกาล) มักถูกเรียกว่า "บิดาแห่งชีววิทยา" ซึ่งจัดอยู่ในสัตว์ประเภทที่หนึ่ง

สิ่งที่เป็น ลักษณะเฉพาะชีววิทยาเป็นวิทยาศาสตร์?

1.1 ชีววิทยาอย่างใกล้ชิด เกี่ยวข้องกับปรัชญา. นี่เป็นเพราะปัญหาพื้นฐาน 3 ประการของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ 2 เรื่องเป็นเรื่องของการวิจัยทางชีววิทยา

1. ปัญหาการกำเนิดเอกภพ อวกาศ ธรรมชาติโดยทั่วไป (ฟิสิกส์ ดาราศาสตร์เกี่ยวข้องด้วย)

2. ปัญหากำเนิดชีวิต ได้แก่ มีชีวิตจากสิ่งไม่มีชีวิต

3. ปัญหาที่มาของเหตุผลและมนุษย์เป็นผู้ถือเหตุผล

คำตอบของคำถามเหล่านี้เกี่ยวข้องกับวิธีแก้ปัญหาอย่างใกล้ชิด คำถามพื้นฐานของปรัชญาอะไรมาก่อน - สสารหรือจิตสำนึก? ดังนั้นสถานที่สำคัญทางชีววิทยาจึงถูกครอบครองโดยแง่มุมทางปรัชญา

1.2. ความสัมพันธ์ของชีววิทยากับประเด็นทางสังคมและจริยธรรม

ยกตัวอย่างเช่น Social Darwinism ถ่ายทอดแนวคิดเรื่อง "การคัดเลือกโดยธรรมชาติ" สู่สังคมมนุษย์ ความแตกต่างระหว่างชนชั้นถูกอธิบายโดยปัจจัยทางชีววิทยา

ตัวอย่างอื่นๆ: การเหยียดเชื้อชาติ การปลูกถ่ายอวัยวะ ปัญหาความชรา

1.3. ลึก ความเชี่ยวชาญชีววิทยา.

อันเป็นผลมาจากความแตกต่างทางชีววิทยา ตามวัตถุประสงค์ของการศึกษาวิทยาศาสตร์ชีวภาพส่วนบุคคลเกิดขึ้น: พฤกษศาสตร์ สัตววิทยา จุลชีววิทยา (แบคทีเรียวิทยา ไวรัสวิทยา เห็ดรา ฯลฯ )

วิทยาศาสตร์ชีวภาพอีกแผนกหนึ่ง - ตามระดับขององค์กรและคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต: พันธุศาสตร์ (กรรมพันธุ์), เซลล์วิทยา (ระดับเซลล์), กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา (โครงสร้างและการทำงานของสิ่งมีชีวิต), นิเวศวิทยา (ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม) ฯลฯ

ผลที่ตามมา การบูรณาการ วิทยาศาสตร์อื่น ๆ เกิดขึ้น: ชีวเคมี, ชีวฟิสิกส์, รังสีชีววิทยา, ชีววิทยาอวกาศ ฯลฯ

เหล่านั้น. ชีววิทยาเป็นศาสตร์ที่ซับซ้อนและ ชีววิทยาทั่วไป มีส่วนร่วมในการศึกษารูปแบบทั่วไปของโครงสร้าง ชีวิต การพัฒนา การกำเนิดของสิ่งมีชีวิต คำถามหลักที่ชีววิทยาทั่วไปพยายามตอบคือชีวิตคืออะไร?

1.4. ในปัจจุบันชีววิทยาในขณะที่ยังเหลืออยู่ พื้นฐานทางทฤษฎี ความรู้ของสิ่งมีชีวิตโดยตรง กำลังผลิต ก่อให้เกิดเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น เทคโนโลยีชีวภาพ พันธุวิศวกรรมเซลล์ เป็นต้น

ชีววิทยา– ศาสตร์แห่งธรรมชาติที่มีชีวิตที่ศึกษาชีวิตในรูปแบบพิเศษของสสาร กฎแห่งการดำรงอยู่และการพัฒนาของมันประการแรก ชีววิทยาเป็นความรู้ที่ซับซ้อนเกี่ยวกับชีวิตและชุดของสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ (มากกว่า 300 สาขาวิชา) ที่ศึกษาสิ่งมีชีวิต: องค์ประกอบทางเคมี โครงสร้างละเอียดและหยาบ การกระจาย การทำงาน อดีต ปัจจุบัน และอนาคตของมันเช่นกัน เป็นความสำคัญเชิงปฏิบัติและการประยุกต์ใช้ คำว่า "ชีววิทยา" ในความหมายสมัยใหม่ถูกนำมาใช้พร้อมกันในปี ค.ศ. 1802 โดย J.-B. Lamarck และ G. R. Treviranus นักธรรมชาติวิทยาชาวเยอรมัน

รายการ การศึกษาทางชีววิทยา - การแสดงออกทั้งหมดของชีวิต:

โครงสร้างและหน้าที่ การพัฒนาและการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต (โปรคารีโอต โปรติสต์ พืช รา สัตว์ และมนุษย์)

โครงสร้าง หน้าที่และพัฒนาการของชุมชนธรรมชาติ ความสัมพันธ์ระหว่างกันกับสิ่งแวดล้อม

พัฒนาการทางประวัติศาสตร์และวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

งานชีววิทยานั้นตัดสินใจ:

การระบุและอธิบายคุณสมบัติทั่วไปและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต

ความรู้เกี่ยวกับแบบแผนในโครงสร้างและการทำงานของระบบสิ่งมีชีวิตในอันดับต่างๆ ความสัมพันธ์ ความมั่นคงและพลวัต

ศึกษาพัฒนาการทางประวัติศาสตร์ โลกอินทรีย์;

วาดภาพทางวิทยาศาสตร์ของโลกตามข้อมูลที่ได้รับ

รับรองความปลอดภัยของชีวมณฑลและความสามารถของธรรมชาติในการแพร่พันธุ์ตัวเอง

วิธีการใช้ในการแก้ปัญหา:

- การสังเกต: ทำให้สามารถอธิบายปรากฏการณ์ทางชีววิทยาได้

-การเปรียบเทียบ: ช่วยให้คุณค้นหารูปแบบทั่วไปของปรากฏการณ์ต่างๆ

- การทดลอง (การทดลอง): นักวิจัยสร้างสถานการณ์เทียมเพื่อช่วยในการศึกษาคุณสมบัติของวัตถุทางชีวภาพ

- การสร้างแบบจำลอง: โดยใช้ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์กระบวนการหรือปรากฏการณ์ทางชีววิทยาแต่ละอย่างถูกเลียนแบบ (พฤติกรรมของระบบทางชีววิทยาในพารามิเตอร์ที่กำหนด):

- ประวัติศาสตร์: อนุญาตให้ศึกษากระบวนการพัฒนาของธรรมชาติที่มีชีวิตบนพื้นฐานของข้อมูลในโลกออร์แกนิกสมัยใหม่และในอดีต (ใช้ครั้งแรกโดย C. Darwin)

ในการอธิบายและศึกษากระบวนการทางชีววิทยา นักชีววิทยายังใช้วิธีการ: เคมี กายภาพ คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์เทคนิค ภูมิศาสตร์ ธรณีวิทยา ธรณีเคมี ฯลฯ ด้วยเหตุนี้ สาขาวิชา (ขอบเขต) ที่เกี่ยวข้องจึงเกิดขึ้น - ชีวเคมี ชีวฟิสิกส์ วิทยาศาสตร์ดิน รังสีชีววิทยา รังสีนิเวศวิทยา ฯลฯ ง.

วิทยาศาสตร์ทั้งหมดสามารถจำแนกได้:

· ในหัวข้อการศึกษา:

- สัตววิทยา(ศึกษากำเนิด โครงสร้างและพัฒนาการของสัตว์ วิถีชีวิต การกระจายพันธุ์ โลก) ซึ่งรวมถึงสาขาวิชาที่แคบลง - กีฏวิทยา(เกี่ยวกับแมลง) วิทยา(เกี่ยวกับนก) วิทยา(เกี่ยวกับปลา) เทววิทยา(เกี่ยวกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม);

- พฤกษศาสตร์(ศึกษาการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต แหล่งกำเนิด โครงสร้าง การพัฒนา กิจกรรมที่สำคัญ คุณสมบัติ ความหลากหลาย การจำแนก ตลอดจนโครงสร้าง การพัฒนา และตำแหน่งของชุมชนพืชบนพื้นผิวโลก - ไฟโตซีโนซิส) ซึ่งพวกเขาแยกแยะความแตกต่างของไบรโอโลยี (เกี่ยวกับมอส) เดนโดรโลจี (เกี่ยวกับต้นไม้);

- จุลชีววิทยา(จุลินทรีย์);

- เห็ดรา(เห็ด);

- ไลเคนวิทยา(ไลเคน);

- วิทยา(สาหร่ายทะเล);

- ไวรัสวิทยา(ไวรัส);

- อุทกชีววิทยา(ศึกษาสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อมทางน้ำ) เป็นต้น

· ในการศึกษาคุณสมบัติของร่างกาย:

- กายวิภาคศาสตร์และ สัณฐานวิทยา(หัวข้อของการศึกษาคือโครงสร้างภายนอกและภายในและรูปร่างของสิ่งมีชีวิต)

- สรีรวิทยา(ศึกษาการทำงานของสิ่งมีชีวิต, การเชื่อมต่อระหว่างกัน, การพึ่งพาสภาวะภายนอกและภายใน); แบ่งเป็นสรีรวิทยาของมนุษย์ สรีรวิทยาของสัตว์ พืช ฯลฯ

-เซลล์วิทยา(ศึกษาเซลล์ในฐานะหน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของสิ่งมีชีวิต

- มิญชวิทยา(ศึกษาโครงสร้างของเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตในสัตว์)

- คัพภวิทยาและชีววิทยาของการพัฒนาบุคคล(ศึกษารูปแบบการพัฒนาบุคคล);

- ระบบนิเวศน์(ศึกษาวิถีชีวิตของสัตว์และพืชที่สัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม) เป็นต้น

· ในการใช้วิธีการวิจัยบางอย่าง:

- ชีวเคมี(ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของสิ่งมีชีวิต โครงสร้าง และหน้าที่ สารเคมีวิธีการทางเคมี);

- ชีวฟิสิกส์(ศึกษาปรากฏการณ์ทางกายภาพและเคมีฟิสิกส์ในเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยใช้วิธีการทางกายภาพ)

- ไบโอเมตริก(ขึ้นอยู่กับการวัดร่างกายของสิ่งมีชีวิต ชิ้นส่วน กระบวนการและปฏิกิริยาของพวกมัน และการคำนวณที่ตามมา จะทำการประมวลผลข้อมูลทางคณิตศาสตร์เพื่อสร้างการพึ่งพา รูปแบบที่มองไม่เห็นเมื่ออธิบายปรากฏการณ์และกระบวนการแต่ละรายการ) เป็นต้น

- พันธุศาสตร์(ศึกษารูปแบบของกรรมพันธุ์และความแปรปรวน);

· โดย การประยุกต์ใช้จริง ความรู้ทางชีววิทยา:

- เทคโนโลยีชีวภาพ(ชุดของวิธีการทางอุตสาหกรรมที่ทำให้สามารถใช้สิ่งมีชีวิตที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อให้ได้มา ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่า- ยาปฏิชีวนะ กรดอะมิโน โปรตีน วิตามิน ฮอร์โมน ฯลฯ เพื่อปกป้องพืชจากศัตรูพืชและโรค เพื่อต่อสู้กับมลพิษในสิ่งแวดล้อม สิ่งอำนวยความสะดวกการรักษาฯลฯ );

- เกษตรชีววิทยา(ความรู้ที่ซับซ้อนเกี่ยวกับการเพาะปลูกพืชผลทางการเกษตร);

- การเลือก(ศาสตร์แห่งวิธีการสร้างพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ และสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ที่มีคุณสมบัติที่จำเป็นต่อมนุษย์)

- การเลี้ยงสัตว์, สัตวแพทยศาสตร์ ชีววิทยาทางการแพทย์ พยาธิวิทยาและอื่น ๆ.;

· ในการศึกษาระดับการจัดองค์กรของสิ่งมีชีวิต:

- อณูชีววิทยา(สำรวจปรากฏการณ์ชีวิตในระดับอณูพันธุศาสตร์และคำนึงถึงความสำคัญของโครงสร้างสามมิติของโมเลกุล)

- เซลล์วิทยาและ มิญชวิทยา(ศึกษาเซลล์และเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต);

- ชีววิทยาสปีชีส์ของประชากร(ศึกษาประชากร);

- ชีวนิเวศวิทยา(ศึกษาไบโอจีโอซีโนส);

- ชีววิทยาทั่วไป(ศึกษารูปแบบทั่วไปที่เปิดเผยสาระสำคัญของชีวิต)

- ชีวภูมิศาสตร์(ศึกษารูปแบบทั่วไปของการกระจายทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตบนโลก

- อนุกรมวิธาน(ศึกษาความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตและการกระจายออกเป็นกลุ่ม);

- ซากดึกดำบรรพ์(ศึกษาประวัติศาสตร์โลกอินทรีย์เกี่ยวกับซากสัตว์และพืช)

- หลักคำสอนวิวัฒนาการ(ศึกษาพัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของสัตว์ป่าและความหลากหลายของโลกอินทรีย์)

ความสำคัญในทางปฏิบัติและการประยุกต์ใช้ผลสำเร็จ ชีววิทยาสมัยใหม่:

1. ชีววิทยาเป็นพื้นฐานทางทฤษฎีของวิทยาศาสตร์หลายแขนง

2. ความรู้ทางชีววิทยาเป็นสิ่งจำเป็นในการทำความเข้าใจสถานที่ของมนุษย์ในระบบของธรรมชาติ เพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตที่อยู่รอบตัวพวกมัน

3. ชีววิทยามีอิทธิพลอย่างมากต่อความก้าวหน้าของการผลิตทางการเกษตรและการแพทย์:

การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม;

การรับรู้ การป้องกัน และการรักษาโรคพืช สัตว์ และมนุษย์;

ขยายการเลี้ยงปลาและขน;

การมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงทางเศรษฐกิจของดินแดนใหม่

การพัฒนาคัดเลือกจุลินทรีย์ พืช และสัตว์;

การพยากรณ์สถานการณ์ทางนิเวศวิทยาในภูมิภาคต่างๆ และสภาพของชีวมณฑลโดยรวม

4. การฝึกอบรมทางชีวภาพเป็นสถานที่พิเศษในระบบการศึกษาทางการแพทย์

5. หลักการและบทบัญญัติทางชีววิทยามากมาย

ใช้ในเทคโนโลยี:

เป็นพื้นฐานของอุตสาหกรรมต่างๆ ในอุตสาหกรรมอาหาร แสง จุลชีววิทยา และอุตสาหกรรมอื่นๆ

6. เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของวิศวกรรมเซลล์และพันธุวิศวกรรม (ได้รับสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ที่สามารถสังเคราะห์อินซูลินของมนุษย์ ฮอร์โมน somatotropic อินเตอร์ฟีรอน การเตรียมภูมิคุ้มกัน วัคซีน ฯลฯ) กำลังได้รับการแนะนำอย่างกว้างขวาง

8. การวิจัยทางพันธุศาสตร์ทำให้สามารถพัฒนาวิธีการวินิจฉัย (ก่อนคลอด) ระยะแรก การรักษา และการป้องกันโรคทางกรรมพันธุ์ของมนุษย์ได้มากมาย

ต่ออายุตัวเอง – ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการต่ออายุองค์ประกอบโครงสร้างอย่างต่อเนื่อง - โมเลกุล เอนไซม์ ออร์แกเนลล์ เซลล์ - โดยการแทนที่องค์ประกอบที่ "เสื่อมสภาพ" ซึ่งทำหน้าที่ได้อย่างสมบูรณ์ (เซลล์เม็ดเลือด เซลล์ผิวหนังชั้นนอก ฯลฯ)ในกรณีนี้ สิ่งมีชีวิตจะใช้สารและพลังงานที่เข้าสู่เซลล์ ( การไหลของสสารและพลังงาน). ให้การต่ออายุด้วยตนเอง เมแทบอลิซึมและ การแปลงพลังงาน, ปฏิกิริยาการสังเคราะห์เมทริกซ์, ความไม่รอบคอบ.

การสืบพันธุ์ด้วยตนเอง – ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการสร้างชนิดของมันเองในขณะที่รักษาโครงสร้างและหน้าที่ของรูปแบบผู้ปกครองในลูกหลานของพวกมัน. เมื่อสิ่งมีชีวิตสืบพันธุ์ ลูกหลานมักจะดูเหมือนพ่อแม่: แมวให้กำเนิดลูกแมว สุนัขให้กำเนิดลูกสุนัข เมล็ดแดนดิไลออนจะงอกกลับเป็นดอกแดนดิไลออน การสืบพันธุ์และให้คุณสมบัติของการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง กระบวนการสืบพันธุ์ด้วยตนเองนั้นดำเนินการในเกือบทุกระดับขององค์กร ด้วยการสืบพันธุ์ไม่เพียง แต่สิ่งมีชีวิตทั้งหมด แต่ยังรวมถึงเซลล์ เซลล์ออร์แกเนลล์ (ไมโทคอนเดรีย, พลาสมิด) หลังจากการแบ่งตัวก็คล้ายกับรุ่นก่อน จากโมเลกุล DNA หนึ่งโมเลกุล เมื่อเพิ่มเป็นสองเท่า โมเลกุลลูกสองตัวจะก่อตัวขึ้น ซ้ำกับโมเลกุลเดิมโดยสิ้นเชิง ขึ้นอยู่กับการสืบพันธุ์ด้วยตนเอง ปฏิกิริยาการสังเคราะห์เมทริกซ์กล่าวคือ การก่อตัวของโมเลกุลและโครงสร้างใหม่ตามข้อมูล ( การไหลของข้อมูล) ที่ฝังอยู่ในลำดับนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอ ดังนั้นการสืบพันธุ์ด้วยตนเองจึงสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปรากฏการณ์ กรรมพันธุ์.

การควบคุมตนเอง – ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาความคงตัวของพวกมัน องค์ประกอบทางเคมีและความเข้มของการไหลของกระบวนการทางสรีรวิทยา (สภาวะสมดุล) ตามการไหลของสสาร พลังงาน และข้อมูลในเวลาเดียวกันการขาดสารอาหารทำให้ทรัพยากรภายในร่างกายระดมทรัพยากรและส่วนเกินทำให้เกิดการจัดเก็บสารเหล่านี้ การควบคุมตนเองนั้นดำเนินการในรูปแบบที่แตกต่างกันเนื่องจากกิจกรรมของระบบการกำกับดูแล - ประสาทและต่อมไร้ท่อ - และขึ้นอยู่กับ บนหลักการของความคิดเห็น: สัญญาณเปิดระบบเฉพาะสามารถเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของสารหรือสถานะของระบบ ดังนั้นการเพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดทำให้การผลิตฮอร์โมนอินซูลินของตับอ่อนเพิ่มขึ้นซึ่งจะลดปริมาณน้ำตาลในเลือดลง การลดลงของระดับน้ำตาลในเลือดทำให้การปล่อยฮอร์โมนเข้าสู่กระแสเลือดช้าลง การลดลงของจำนวนเซลล์ในเนื้อเยื่อ (ระหว่างการลอกผิว การกรอผิวอันเป็นผลมาจากการบาดเจ็บ) ทำให้เซลล์ที่เหลือเพิ่มจำนวนขึ้น การฟื้นฟูจำนวนเซลล์ปกติให้สัญญาณเกี่ยวกับการหยุดการแบ่งเซลล์อย่างเข้มข้น)

คุณสมบัติอื่น ๆ ของสิ่งมีชีวิตบางอย่างคล้ายกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตไม่มากก็น้อย

ความสามัคคีขององค์ประกอบทางเคมี. สิ่งมีชีวิตถูกแยกออกจากสิ่งที่ไม่มีชีวิตอย่างชัดเจนโดยองค์ประกอบทางเคมี (กรดนิวคลีอิก โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน ฯลฯ) สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยองค์ประกอบเช่นเดียวกับวัตถุที่ไม่มีชีวิต แต่พวกมันก่อตัวเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนในร่างกายซึ่งไม่พบในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต นอกจากนี้อัตราส่วนขององค์ประกอบเหล่านี้ในสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตยังแตกต่างกันอีกด้วย หากองค์ประกอบของธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตพร้อมกับออกซิเจนถูกแสดงด้วย ซิลิคอน, เหล็ก, แมกนีเซียม, อลูมิเนียมเป็นต้น จากนั้นในสิ่งมีชีวิต 98% ขององค์ประกอบทางเคมีจะตกอยู่กับธาตุเพียง 4 ธาตุเท่านั้น - คาร์บอน,ไนโตรเจน, ไฮโดรเจนและ ออกซิเจนนอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนสี่กลุ่ม ได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ลิพิด และกรดนิวคลีอิก นอกจากนี้ยังควรสังเกตว่าองค์ประกอบ องค์ประกอบทางเคมีในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันของธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตซึ่งแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตนั้นแตกต่างกัน ไฮโดรสเฟียร์ถูกครอบงำโดย ไฮโดรเจนและ ออกซิเจนในบรรยากาศ ไนโตรเจนและ ออกซิเจน,ในธรณีภาค ซิลิคอนและ ออกซิเจน.

การเผาผลาญและการแปลงพลังงาน. นี้ ทรัพย์สินส่วนกลางของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นชุดของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นในร่างกายและรับประกันการรักษาและการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตเป็นระบบเปิดในสถานะคงที่:อัตราการจัดหาสสารและพลังงานอย่างต่อเนื่องจากสิ่งแวดล้อมจะสมดุลกับอัตราการถ่ายโอนสสารและพลังงานอย่างต่อเนื่องจากระบบ

ร่างกายใช้สารและพลังงานจากสิ่งแวดล้อมใช้เพื่อจัดหา ปฏิกริยาเคมีแล้วกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อมแต่ในรูปแบบอื่น คือพลังงานในปริมาณที่เท่ากัน (ในรูปของความร้อน) และสสาร (ในรูปของผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว) สิ่งมีชีวิตใช้สารจากสิ่งแวดล้อมในกระบวนการ อาหาร. ออโตโทรฟ- พืช โพรทิสต์ส่วนใหญ่และโปรคารีโอตบางชนิดที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้เองจะสร้างสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์โดยใช้พลังงานแสง เฮเทอโรโทรฟ- สัตว์ เชื้อรา ส่วนหนึ่งของโพรทิสต์และโปรคาริโอตส่วนใหญ่ใช้สารอินทรีย์ของสิ่งมีชีวิตอื่น ทำลายพวกมันด้วยเอนไซม์และดูดซึมผลิตภัณฑ์จากความแตกแยก

ส่วนที่เป็นสาระสำคัญ อินทรียฺวัตถุ(คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน) ซึ่งเป็นผลมาจากโภชนาการแบบออโตโทรฟิคหรือเฮเทอโรโทรฟิค มีพลังงานในพันธะเคมี ระหว่างการหายใจ พลังงานนี้จะถูกปลดปล่อยและเก็บไว้ใน ATP ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาผลาญซึ่งมักเป็นพิษในกระบวนการนี้ การจัดสรร, หรือ การขับถ่ายถูกขับออกจากร่างกาย

ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงมีลักษณะเมแทบอลิซึมกับสิ่งแวดล้อมและการพึ่งพาพลังงาน เมแทบอลิซึมและการแปลงพลังงานช่วยให้มั่นใจได้ถึงความมั่นคงขององค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของทุกส่วนของร่างกาย และเป็นผลให้การทำงานของพวกมันคงที่ในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง สัญญาณอื่น ๆ - การเจริญเติบโต, ความหงุดหงิด, กรรมพันธุ์, ความแปรปรวน, การสืบพันธุ์ - ทั้งหมดนี้เป็นผลมาจากการเผาผลาญและการสำแดง

การสืบพันธุ์. ในระหว่างการสืบพันธุ์ สิ่งมีชีวิตจะผลิตชนิดของตนเองและด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มจำนวนบุคคล ในกระบวนการสืบพันธุ์จากรุ่นสู่รุ่นจะมีการส่งสัญญาณคุณสมบัติและคุณสมบัติของการพัฒนาสิ่งมีชีวิตของสายพันธุ์ที่กำหนด เนื่องจากการสืบพันธุ์จำนวนประชากรของสายพันธุ์จึงคงอยู่เป็นเวลานานในระดับหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงของรุ่นนั้นมาจากการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ

กรรมพันธุ์.อยู่ใน ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการทำซ้ำลักษณะคุณสมบัติและคุณสมบัติของการพัฒนาจากรุ่นสู่รุ่น. พื้นฐานของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมคือความเสถียรของพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรม เช่น ความคงที่ของโครงสร้างของโมเลกุลดีเอ็นเอ ข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีอยู่ใน DNA เป็นตัวกำหนดขอบเขตที่เป็นไปได้ของการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต โครงสร้าง หน้าที่ และปฏิกิริยาต่อ สิ่งแวดล้อม. ในขณะเดียวกัน ลูกหลานมักจะคล้ายกับพ่อแม่ แต่ไม่เหมือนกัน

ความแปรปรวน. ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรับคุณสมบัติและลักษณะใหม่ระหว่างการกำเนิดและสูญเสียสิ่งเก่าเรียกว่า ความแปรปรวน คุณสมบัตินี้เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับกรรมพันธุ์ แต่ในขณะเดียวกันก็มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดเนื่องจากในกรณีนี้ยีนที่กำหนดการพัฒนาของลักษณะบางอย่างจะเปลี่ยนไป หากการสืบพันธุ์ของเมทริกซ์ - โมเลกุลดีเอ็นเอ - เกิดขึ้นด้วยความแม่นยำเสมอ ในระหว่างการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต เฉพาะลักษณะที่มีอยู่แล้วเท่านั้นที่จะได้รับการสืบทอด และการปรับตัวของสปีชีส์ให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงจะเป็นไปไม่ได้ เพราะฉะนั้น, ความแปรปรวน - นี่คือความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการรับสัญญาณและคุณสมบัติใหม่ซึ่งขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุล DNA ดังนั้นการทำซ้ำตัวเองของโมเลกุล DNA ทำให้ไม่เพียง แต่รักษาลักษณะทางพันธุกรรมของพ่อแม่ในลูกหลานเท่านั้น แต่ยังเบี่ยงเบนไปจากพวกเขาเช่นความแปรปรวนอันเป็นผลมาจากสิ่งมีชีวิตที่ได้รับคุณสมบัติและคุณสมบัติใหม่ ความแปรปรวนสร้างวัสดุที่หลากหลายสำหรับ การคัดเลือกโดยธรรมชาตินั่นคือการเลือกบุคคลที่ปรับตัวเข้ากับเงื่อนไขเฉพาะของการดำรงอยู่ใน สภาพธรรมชาติซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ สิ่งมีชีวิตประเภทใหม่

การเติบโตและการพัฒนาโดยไม่คำนึงถึงวิธีการสืบพันธุ์ (แบบไม่อาศัยเพศหรือแบบอาศัยเพศ) ลูกสาวทั้งหมดที่เกิดจากไซโกต สปอร์ ตา หรือเซลล์เดียวจะได้รับมรดกเท่านั้น ข้อมูลทางพันธุกรรมนั่นคือความสามารถในการแสดงสัญญาณและคุณสมบัติบางอย่าง สิ่งมีชีวิตใหม่นำข้อมูลทางพันธุกรรมที่ได้รับไปใช้ในกระบวนการ การเติบโตและการพัฒนา การพัฒนา – การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายนอกหรือภายในของร่างกายมีการแสดงพัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ออนโทจีนี ( การพัฒนารายบุคคล) และ สายวิวัฒนาการ ( พัฒนาการทางประวัติศาสตร์) . ในระหว่างการกำเนิดลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตจะค่อยๆปรากฏขึ้นและสม่ำเสมอ (การแสดงสีตา, ความสามารถในการถือศีรษะ, นั่ง, เดิน, ลักษณะของฟัน, ฯลฯ ในเด็ก) การพัฒนามาพร้อมกับ การเจริญเติบโต – การเพิ่มขนาดของสิ่งมีชีวิตที่กำลังพัฒนาทีละน้อยเนื่องจากกระบวนการเพิ่มจำนวนเซลล์และการสะสมมวลของการก่อตัวของเซลล์นอกเซลล์ซึ่งเป็นผลมาจากการเผาผลาญในกระบวนการพัฒนาองค์กรโครงสร้างเฉพาะของบุคคลเกิดขึ้นและการเพิ่มขึ้นของมวลเกิดจาก การสืบพันธุ์ของโมเลกุลขนาดใหญ่ โครงสร้างเบื้องต้นของเซลล์ และตัวเซลล์เอง ด้วยการเปลี่ยนแปลงหลายชั่วอายุคนการเปลี่ยนแปลงของสายพันธุ์จึงเกิดขึ้นหรือ สายวิวัฒนาการ (วิวัฒนาการ) – มันเป็นการพัฒนาของธรรมชาติที่มีชีวิตซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้และมุ่งตรงไปพร้อมกับการก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่และความซับซ้อนที่ก้าวหน้าของชีวิต

ความหงุดหงิดในช่วงวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตได้พัฒนา ความสามารถในการเลือกตอบสนองต่ออิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอกหรือภายใน– ความหงุดหงิด ตัวอย่างเช่น ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เมื่ออุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้น หลอดเลือดในผิวหนังจะขยายตัว กระจายความร้อนส่วนเกิน และด้วยเหตุนี้จึงช่วยฟื้นฟูอุณหภูมิของร่างกายที่เหมาะสม

การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมรอบกายนั้นระคายเคือง และปฏิกิริยาของร่างกายต่อสิ่งเร้าภายนอกทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ความไวและอาการหงุดหงิด รูปแบบการแสดงออกของความหงุดหงิดที่โดดเด่นที่สุดคือ ความเคลื่อนไหว. ในพืชนี้ เขตร้อนและ นาสเทียสำหรับผู้ประท้วง - แท็กซี่; ปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ - ปฏิกิริยาตอบสนองดำเนินการผ่านระบบประสาท การรวมกันของ "การระคายเคือง - ปฏิกิริยา" สามารถสะสมในรูปแบบของประสบการณ์และนำไปใช้โดยร่างกายในอนาคต

การปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมสิ่งมีชีวิตไม่เพียงปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีเท่านั้น แต่ยังเข้ากับวิถีชีวิตของพวกมันได้อย่างสมบูรณ์แบบอีกด้วย ลักษณะของโครงสร้างชีวิตและพฤติกรรมที่รับประกันการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ในถิ่นที่อยู่ของพวกมันเรียกว่า การดัดแปลง (อุปกรณ์)

ความไม่รอบคอบและความซื่อสัตย์. ความไม่ต่อเนื่องเป็นคุณสมบัติสากลของสสาร: แต่ละอะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน อะตอมก่อตัวเป็นโมเลกุล โมเลกุลอย่างง่ายเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบเชิงซ้อนหรือผลึก ฯลฯ ระบบสิ่งมีชีวิตแตกต่างอย่างมากจากวัตถุที่ไม่มีชีวิตในความซับซ้อนเป็นพิเศษและลำดับโครงสร้างและการทำงานที่สูง ในเวลาเดียวกันสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกันหรือระบบทางชีววิทยาอื่น (สปีชีส์, biogeocenosis ฯลฯ ) นั้นไม่ต่อเนื่องและเป็นส่วนประกอบนั่นคือมันประกอบด้วยสิ่งที่แยกจากกัน (แยกและคั่นด้วยช่องว่าง) แต่ยังคงเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดและมีปฏิสัมพันธ์ระหว่าง ส่วนที่เป็นเอกภาพของการทำงาน สิ่งมีชีวิตชนิดใดรวมถึงบุคคล ร่างกายของบุคคลที่มีการจัดระเบียบสูงสร้างอวัยวะที่คั่นด้วยพื้นที่ซึ่งในที่สุดก็ประกอบด้วยเซลล์แต่ละเซลล์ เครื่องมือพลังงานของเซลล์แสดงโดยไมโทคอนเดรีย เครื่องมือสังเคราะห์โปรตีนโดยไรโบโซม ฯลฯ ไปจนถึงโมเลกุลขนาดใหญ่ (โปรตีน กรดนิวคลีอิก ฯลฯ) ซึ่งแต่ละอย่างสามารถทำหน้าที่ของมันได้ก็ต่อเมื่อแยกออกจากกันในเชิงพื้นที่ ความไม่ต่อเนื่องของโครงสร้างของร่างกายเป็นพื้นฐานของความเป็นระเบียบของโครงสร้าง มันสร้างความเป็นไปได้ของการต่ออายุตัวเองอย่างต่อเนื่องโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบโครงสร้างที่ "ชำรุด" โดยไม่หยุดการทำงานที่กำลังดำเนินการอยู่ ความแตกต่างของสายพันธุ์เป็นตัวกำหนดความเป็นไปได้ของการวิวัฒนาการผ่านความตายหรือการกำจัดบุคคลที่ไม่ได้รับการดัดแปลงจากการสืบพันธุ์และการรักษาบุคคลที่มีลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อการอยู่รอด