Многоклеточные организмы

Многоклеточные организмы, вне всякого сомнения, обладают более высоким уровнем организации, чем одноклеточные, поскольку их тело образовано множеством клеток. В отличие от колониальных, которые также могут иметь более одной клетки, у многоклеточных организмов клетки специализируются на выполнении различных функций, что отражается и в их строении. Платой за эту специализацию является утрата их клетками способности к самостоятельному существованию, а зачастую и к воспроизведению себе подобных. Деление отдельной клетки приводит к росту многоклеточного организма, но не к его размножению. Онтогенез многоклеточных характеризуется процессом дробления оплодотворенной яйцеклетки на множество клеток-бластомеров, из которых в дальнейшем формируется организм с дифференцированными тканями и органами. Многоклеточные организмы, как правило, крупнее одноклеточных. Увеличение размеров тела по отношению к их поверхности способствовало усложнению и совершенствованию процессов обмена, формированию внутренней среды и, в конечном итоге, обеспечило им большую устойчивость к воздействиям окружающей среды (гомеостаз). Таким образом, многоклеточные обладают рядом преимуществ в организации по сравнению с одноклеточными и представляют собой качественный скачок в процессе эволюции. Многоклеточными являются немногие бактерии, большинство растений, животных и грибов.

Дифференцировка клеток у многоклеточных организмов приводит к формированию у растений и животных (кроме губок и кишечнополостных) тканей и органов.

Ткани и органы

Ткань — это система межклеточного вещества и клеток, сходных по строению, происхождению и выполняющих одинаковые функции.

Различают простые ткани, состоящие из клеток одного типа, и сложные, состоящие из нескольких типов клеток. Например, эпидермис у растений состоит из собственно покровных клеток, а также замыкающих и побочных клеток, образующих устьичные аппараты.

Из тканей формируются органы. В состав органа входит несколько типов тканей, связанных структурно и функционально, но обычно один из них преобладает. Например, сердце образовано в основном мышечной, а головной мозг — нервной тканью. В состав листовой пластинки растения входят покровная ткань (эпидермис), основная ткань (хлорофиллоносная паренхима), проводящие ткани (ксилема и флоэма) и др. Однако преобладает в листе основная ткань.

Органы, выполняющие общие функции, образуют системы органов. У растений выделяют образовательные, покровные, механические, проводящие и основные ткани.

Ткани растений

Образовательные ткани

Клетки образовательных тканей (меристем) в течение длительного времени сохраняют способность к делению. Благодаря этому они принимают участие в образовании всех остальных типов тканей и обеспечивают рост растения. Верхушечные меристемы находятся на кончиках побегов и корней, а боковые (например, камбий и перицикл) — внутри этих органов.

Покровные ткани

Покровные ткани расположены на границе с внешней средой, т. е. на поверхности корней, стеблей, листьев и других органов. Они защищают внутренние структуры растения от повреждений, действия низких и высоких температур, излишнего испарения и иссушения, проникновения болезнетворных организмов и т. п. Кроме того, покровные ткани регулируют газообмен и испарение воды. К покровным тканям относятся эпидермис, перидерма и корка.

Механические ткани

Механические ткани (колленхима и склеренхима) выполняют опорную и защитную функции, придавая прочность органам и образуя «внутренний скелет» растения.

Проводящие ткани

Проводящие ткани обеспечивают в организме растения передвижение воды и растворенных в ней веществ. Ксилема доставляет воду с растворенными минеральными веществами от корней ко всем органам растения. Флоэма осуществляет транспорт растворов органических веществ. Ксилема и флоэма обычно расположены рядом, образуя слои или проводящие пучки. В листьях их можно легко заметить в виде жилок.

Основные ткани

Основные ткани, или паренхима, составляют основную часть тела растения. В зависимости от расположения в организме растения и особенностей среды его обитания основные ткани способны выполнять различные функции — осуществлять фотосинтез, запасать питательные вещества, воду или воздух. В связи с этим различают хлорофилл о но сную, запасающую, водоносную и воздухоносную паренхиму.

Как вы помните из курса биологии 6-го класса, у растений выделяют вегетативные и генеративные органы. Вегетативными органами являются корень и побег (стебель с листьями и почками). Генеративные органы подразделяются на органы бесполого и полового размножения.

Органы бесполого размножения растений называются спорангиями. Они располагаются поодиночке или объединяются в сложные структуры (например, сорусы у папоротников, спороносные колоски у хвощей и плаунов).

Органы полового размножения обеспечивают образование гамет. Мужские (антеридии) и женские (архегонии) органы полового размножения развиваются у мхов, хвощей, плаунов и папоротников. Для голосеменных растений характерны только архегонии, развивающиеся внутри семязачатка. Антеридии у них не формируются, и мужские половые клетки — спермин — образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна. У цветковых растений отсутствуют как антеридии, так и архегонии. Генеративным органом у них является цветок, в котором происходит образование спор и гамет, оплодотворение, формирование плодов и семян.

Ткани животных

Эпителиальные ткани

Эпителиальные ткани покрывают организм снаружи, выстилают полости тела и стенки полых органов, входят в состав большинства желез. Эпителиальная ткань состоит из клеток, плотно прилегающих друг к другу, межклеточное вещество не развито. Главные функции эпителиальных тканей — защитная и секреторная.

Соединительные ткани

Соединительные ткани характеризуются хорошо развитым межклеточным веществом, в котором поодиночке или группами располагаются клетки. Межклеточное вещество, как правило, содержит большое количество волокон. Ткани внутренней среды — самая разнообразная по строению и функциям группа тканей животных. Сюда относятся костная, хрящевая и жировая ткани, собственно соединительные ткани (плотная и рыхлая волокнистые), а также кровь, лимфа и др. Основные функции тканей внутренней среды — опорная, защитная, трофическая.

Мышечные ткани

Мышечные ткани характеризуются наличием сократительных элементов — миофибрилл, расположенных в цитоплазме клеток и обеспечивающих сократимость. Мышечные ткани выполняют двигательную функцию.

Нервная ткань

Нервная ткань состоит из нервных клеток (нейронов) и клеток глии. Нейроны способны возбуждаться в ответ на действие различных факторов, генерировать и проводить нервные импульсы. Глиальные клетки обеспечивают питание и защиту нейронов, формирование их оболочек.

Ткани животных участвуют в формировании органов, которые, в свою очередь, объединяются в системы органов. В организме позвоночных животных и человека различают следующие системы органов: костную, мышечную, пищеварительную, дыхательную, мочевыделительную, половую, кровеносную, лимфатическую, иммунную, эндокринную и нервную. Кроме того, у животных имеются различные сенсорные системы (зрительная, слуховая, обонятельная, вкусовая, вестибулярная и др.), с помощью которых организм воспринимает и анализирует разнообразные раздражители внешней и внутренней среды.

Любому живому организму свойственно получение из окружающей среды строительного и энергетического материала, обмен веществ и превращение энергии, рост, развитие, способность к размножению и т. п. У многоклеточных организмов разнообразные процессы жизнедеятельности (питание, дыхание, выделение и др.) реализуются благодаря взаимодействию определенных тканей и органов. При этом все процессы жизнедеятельности проходят под контролем регуляторных систем. Благодаря этому сложный многоклеточный организм функционирует как единое целое.

У животных к регуляторным системам относятся нервная и эндокринная. Они обеспечивают согласованную работу клеток, тканей, органов и их систем, обусловливают целостные реакции организма на изменения условий внешней и внутренней среды, направленные на поддержание гомеостаза. У растений жизненные функции регулируются с помощью различных биологически активных веществ (например, фитогормонов).

Таким образом, в многоклеточном организме все клетки, ткани, органы и системы органов взаимодействуют друг с другом, слаженно функционируют, благодаря чему организм представляет собой целостную биологическую систему.

Блок 2. Признаки живых организмов

Блок 2. Признаки живых организмов Приемы выращивания и размножения растений и домашних животных, ухода за ними Размножение - это воспроизведение себе подобных организмов, важное свойство живого. Рано или поздно организмы погибают: одни от старости, другие от болезней, третьи становятся жертвами хищников. Однако со смертью каждого организма жизнь видов на Земле не прекращается. Благодаря размножению на смену погибающим и умирающим особям появляются новые поколения организмов. При размножении происходит увеличение числа особей, организмы расселяются на новые места. Размножение связано с ростом — увеличением массы и размеров и развитием — внутренними и внешними изменениями, которые происходят от момента образования до смерти организма. Различают бесполое и половое размножение. Наиболее древний и простой способ размножения — бесполый. Он осуществляется делением, спорами и вегетативными органами. В бесполом размножении участвует всего один организм. При этом способе размножения сохраняется наибольшее сходство потомства с родителями. В половом размножении участвуют мужская и женская особи, происходит оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток. Поэтому при половом размножении каждый организм наследует свойства обоих родителей. Размножение растений Приемы выращивания растений включают обработку почвы, внесение удобрений, подготовку семян и посадочного материала к посеву (посадке), посев и посадку, уход за растениями, защиту растений от сорняков, болезней и вредителей, а также уборку урожая, что тоже важно проводить правильно, если хочешь получить хороший урожай на следующий год. У растений широко распространено вегетативное размножение. Оно происходит за счет отделения вегетативных органов или их частей от материнского организма и развития из них новых, дочерних растений (рис. 1). При вегетативном размножении новая особь образуется из части тела материнского организма, поэтому она наследует все его признаки. Рис. 1. Вегетативное размножение цветковых растений У цветковых растений вегетативное размножение в природе происходит с помощью всех органов, на которых образуются почки — будущие побеги. Вегетативное размножение позволяет растениям быстрее расселяться и занимать новые площади. Многие сорные растения, например одуванчик, пырей, осот, размножаются вегетативно. С ними очень трудно бороться. Выдернув одуванчик из почвы, вы наверняка оставите в ней часть корня, из которого вырастет новое растение. Некоторые лесные травы размножаются с помощью длинных корневищ, так как семенное размножение у них затруднено из-за отсутствия опылителей, недостатка света и др. К таким растениям относится ландыш. Участками нитей, отделением части тела в месте прикрепления к грунту могут размножаться водоросли. У мхов и папоротников могут разрастаться и отделяться друг от друга молодые побеги. Некоторые растения: водоросли, мхи, папоротники — размножаются с помощью спор. Спора — это одна клетка с толстой оболочкой, которая защищает ее от высыхания и механических повреждений. Обычно спор образуется много. Они очень мелкие и легкие, поэтому разносятся ветром на большие расстояния. Из огромного количества спор лишь немногие попадают в благоприятные условия и прорастают, давая начало новому организму. Значительная же их часть погибает. Поэтому образование растениями или грибами большого количества спор является приспособлением к выживанию и сохранению вида. Для многих организмов, в том числе животных и растений, характерно половое размножение. При половом размножении каждая особь образуется от двух родительских форм — женской и мужской. Половое размножение происходит путем слияния половых клеток — мужских и женских (рис. 2). Мужские клетки обычно мелкие, подвижные. Они не содержат запаса питательных веществ. Женские половые клетки — яйцеклетки. Они крупнее мужских, не имеют жгутиков и богаты питательными веществами. Процесс слияния мужской и женской половых клеток и образования зиготы - первой клетки нового организма — называют оплодотворением. Благодаря оплодотворению дочерний организм получает признаки материнского и отцовского организмов. Рис. 2. Женская (а) и мужская (б) половые клетки У цветковых растений половые клетки образуются в цветке: мужские — в тычинках, а женские — в пестиках (рис. 3). Внутри пыльника тычинки созревают пыльцевые зерна (пыльца). На кончике пестика имеется липкое рыльце, улавливающее пыльцу. Рис. 3. Строение цветка В пестике располагается завязь, содержащая один или несколько семязачатков. В пыльцевых зернах созревают мужские половые клетки, а внутри семязачатка — женская половая клетка. Чтобы в цветке завязался плод и образовались семена, должно (произойти опыление, то есть пыльца должна попасть на рыльце пестика (рис. 4). Если пыльца из тычинки попадает на рыльце того же самого цветка, происходит самоопыление. Если пыльца переносится ветром или животными, например птицами колибри, (происходит перекрестное опыление. Рис. 4. Опыление: ветром (а), животными (б), самоопыление (в) После того как пыльцевое зерно попало на рыльце пестика, оно прорастает, образуя пыльцевую трубку, которая через столбик пестика достигает семязачатка. По пыльцевой трубке в семязачаток проникают мужские половые клетки, и происходит оплодотворение — слияние двух половых клеток — мужской и женской. В результате оплодотворения образуется одна клетка, ее называют зиготой. Затем зигота делится на две клетки, потом на четыре, восемь и т. д. Развивается многоклеточный зародыш семени. Кроме зародыша, зрелое семя содержит запасающую ткань (эндосперм) и семенную кожуру. Семена находятся внутри плодов — сухих и сочных. Если в завязи пестика один семязачаток, то развивается одно семя, а если много, то образуется много семян. Таким образом, на материнском растении образуются семена. По мере созревания они опадают с него. При благоприятных условиях семена прорастают и из них развиваются новые растения. Половым путем размножаются не только растения, но и большинство животных, и человек. Размножение животных Животные размножаются половым путем.