БИОРАЗНООБРАЗИЕ.pps

БИОРАЗНООБРАЗИЕ
разнообразие жизни во всех ее проявлениях.
В более узком смысле, под биоразнообразием
понимают разнообразие на трех уровнях
организации:
- генетическое разнообразие (разнообразие генов
и их вариантов — аллелей)
- разнообразие видов в экосистемах
- разнообразие самих экосистем.
«Биологическое разнообразие" означает вариабельность
живых организмов из всех источников, включая, среди
прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и
экологические комплексы, частью которых они являются;
это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида,
lao
1
между видами и разнообразие
экосистем.
Принципы и методы классификации
живых организмов
• количественная оценка биоразнообразия:
- около 60 тыс. видов позвоночных животных
- около 1, 2 млн. видов беспозвоночных,
- около 300 тыс. видов растений,
- около 30 видов грибов
Итого более 1,5 млн. видов
До 5…10 млн. видов бактерий
Неклеточные формы жизни:
До 800 вирусов
Вироиды - состоят только из замкнутой в кольцо
одноцепочечной РНК
Прионы - мелкие белковые частицы, не
содержащие молекул наследственного вещества
lao
2
ТерминологияTerminology
(в зависимости от предмета изучения)
• Classification Классификация
– Распределение организмов по
категориям на основе их родства
Assigning organisms to different
catagories based on their relationship
• Taxonomy Таксономия
– Наука о наименовании организмов
The science of naming organisms
• Systematics Систематика
– Определяет эволюционные
взаимоотношения организмов
Determining evolutionary relationships of
organisms
• Phylogeny Филогения
– История эволюционного развития
Evolutionary history
lao
3
Систематика изучает
многообразие форм животного
мира
• Систематику можно определить
как теорию многообразия
организмов, определяющую и
изучающую отношения между их
группами. Это многообразие
описывается в виде
таксономических группировок.
lao
4
• Таксон - группа организмов,
обладающих заданной степенью
однородности.
• Основой таксономических
категорий является вид или группа
организмов, в пределах которой
происходит перераспределение
генетического материала.
lao
5
• Таксономия есть наименование
групп организмов (таксонов),
установление их границ и
отношения подчинения между
ними.
• Сборник правил наименования
таксонов, дополненный списком
этих наименований, есть
номенклатура.
lao
6
• Целью присвоения названия таксона
является не его характеристика, а
возможность ссылаться на него.
• Фундаментальным принципом номенклатуры
является принцип приоритета
• Международный кодекс номенклатуры
регламентирует порядок обнародования и
узаконивания названий таксонов.
• Существуют правила указания таксонов в
тексте.
lao
7
Классификация
• это разбиение множества
организмов (животных,
растительных и др.) на группы
или таксоны
Способ отыскания заданного таксона и определение
принадлежности объекта к таксону это процедура
идентификации или диагностики.
lao
8
• номенклатура представляет язык
систематики.
• По международному соглашению
биологическая номенклатура может
употребляться с любым живым языком
и названия таксонов, в том числе
видов, должны указываться в
соответствии с номенклатурой.
lao
9
Вид (species)
• образован совокупностью популяций особей,
сходных по существенным признакам
строения и жизнедеятельности, способных
при скрещивании между собой давать
плодовитое потомство, также имеющее
характерные для данного вида признаки.
• подразумевается с одной стороны
неделимый таксон в классификации
животных, с другой – объективно
существующее в природе репродуктивное
сообщество животных, располагающих
общим генофондом и воспроизводящим его.
lao
10
Популяция
• – это группа особей одного вида,
которая имеет общий генофонд и
населяет определенное пространство с
относительно однородными условиями
обитания.
• Популяция имеет сложную структуру по
полу, возрасту, пространственным и
близкородственным объединениям
особей.
lao
11
Подвид (subspecies)
• Группы пространственно
смешанных популяций могут
образовывать географическую расу
или экологическую расу или
подвид.
lao
12
род →семейство→отряд→класс→тип
• Виды, совпадающие по многим существенным
признакам, но все же репродуктивно изолированные
друг от друга, объединяются в роды (genus). По мере
расширения критериев сходства близкие между собой
роды объединяются в семейства (familia), семейства в отряды (ordo), отряды - в классы (classis), классы - в
типы (phylum), типы – в царства (regnum)
Уровни этой иерархии получили названия рангов
• Иерархическое соподчинение рангов должно указывать
на степень филогенетического родства.
lao
13
Чарльз Роберт Дарвин (1809 – 1882гг.)
Альфред Уоллес (1823 – 1913 гг.)
существование и соподчиненность всех
систематических категорий объясняли
теорией естественного отбора и
принципом расхождения признаков,
заложили теоретические основы
естественной системы животных
К. Рулье, К. Н. Бэр, А. Н. Северцов,
А. С. Ковалевский, И. И.
Мечников
lao
14
• Объединение видов в таксоны
высшего ранга говорит о наличии у
них общей исходной формы в
определенное геологическое время
• Чем дальше от современности
момент расхождения родственных
форм, тем выше должен быть ранг
систематической категории,
объединяющей эти виды.
lao
15
Чем дольше во времени отстоит общий предок (°) двух видов (•), тем менее
lao ранг объединяющей их
16
они родственны друг другу и тем выше
систематической категории
Объём таксона
Объём таксона может быть объективно задан путём
перечисления организмов (или таксонов более
низкого ранга).
Объём таксона в ходе исторического развития
представлений о системе той или иной группы
оказывается гораздо более устойчивым, чем его
ранг. Так, печёночные мхи в разных системах
растений рассматривались то как семейство, то как
отдел или класс (при этом менялся лишь ранг
группы, но не её объём).
Подобные таксоны, в отношении которых устоялись
представления об объёме, но не о рангах, часто
называют просто «основными группами».
lao
17
Монофилетичность
Таксоны должны включать потомков и всех или
нескольких предков
Естественный таксон — одна из таких групп,
которые порождены в процессе эволюции.
Такие группы монфилетичны
Искусственный таксон является результатом
старого способа классификации (например,
по кажущейся схожести, появившейся в
результате эволюции несхожих организмов),
то есть такие таксоны полифилетичны или
парафилетичны
lao
18
шведский натуралист, "отец
современной ботанической
систематики" и создатель
современной биологической
номенклатуры. Главный
труд "Система природы",
попытка распределить все
творения природы животных, растения и
минералы - по классам,
отрядам, родам и видам, а
также установить правила их
идентификации
Carolus Linnaeus
lao
Линней Карл (1707-1778)
19
БИНАРНАЯ НОМЕНКЛАТУРА
Название вида состоит из двух латинских слов
Первое - название рода, второе - название вида.
Felis tigris – тигр
Canus familiaris- собака
Canus lupus- волк
Felis leo - лев
Felis pardus- леопард
Пчела медоносная,
Apis mellifera L.
A. mellifera
Пчела медоносная итальянская, Apis mellifera ligustica Spin.
A. m. ligustica
Штамм №60/30 Bacillus thuringiensis var. dendrolimus
Штамм №60/30 Bacillus thuringiensis subsp. dendrolimus H4( Штамм №60/30
бактерии бациллус турингиензис разновидности дендролимус серотипа 4)
Штамм 60/30 серотипа 4 B.t. dendrolimus
lao
20
ЦАРСТВА ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
lao
21
ДОМЕН – РАНГ ВЫШЕ ЦАРСТВА (НАДЦАРСТВО)
lao
22
• Домен – это более или менее консервативная
последовательность аминокислот (или т.н. «мотив»
- последовательность, включающая чередующиеся
консервативные и вариабельные фрагменты),
присутствующая в нескольких (обычно во многих)
белковых молекулах у разных организмов.
• Большинство доменов характеризуются строго
определенной функцией и представляют собой
функциональные блоки белковых молекул
(например, ДНК-связывающие домены или
каталитические домены ферментов). Функция
некоторых доменов до настоящего времени
остается неизвестной
lao
23
Количественное соотношение общих и уникальных
белковых доменов у архей, бактерий и эукариот
(площади фигур примерно пропорциональны числу доменов)
•
•
•
•
lao
1) Специфические
домены эвкариот, не
встречающиеся в двух
других надцарствах
(2372);
2) Домены,
присутствующие у
представителей всех
трех надцарств (1157);
3) Домены, общие для
эвкариот и бактерий,
но отсутствующие у
архей (831);
4) Домены, общие для
эвкариот и архей, но
отсутствующие у
бактерий (114).
24
*
* Archaea археи
Общий предок
lao
25
lao
26
Бактерии
Археи
• липидный бислой (когда
гидрофобные концы
погружены в мембрану, а
заряженные головки торчат с
двух сторон наружу)
• РНК-полимераза: 4-8
белковых субъединиц
• Рибосомы меньше рибосом
архей
• могут иметь монослойную
мембрану (заряженные
головки имеются с двух
сторон, а внутри единая
целая молекула)
• Наличие гистонов
• РНК-полимераза: 5-11
белковых субъединиц
• нет паразитирующих
организмов
• часто живут в экстремальных
условиях
lao
27
lao
28
Прионы
• Это субмикроскопическая инфекционная частица,
вызывающая дегенерацию головного мозга («прион» от начальных букв английских слов: proteinaceous –
белковый, infective – инфекционный; on– окончание,
означающее «частица»).
• Представляют собой мелкие белковые частицы, не
содержащие молекул наследственного вещества (ДНК,
РНК). Прион состоит из молекул аномального
прионного белка, который обнаруживается
преимущественно на поверхности нервных клеток.
Нарушения в процессе синтеза этого нормального
белка приводят к появлению необычных, атипичных
молекул, которые становятся инфекционными.
lao
29
Вироиды
• Это вирусоподобные частицы - мельчайшие
инфекционные агенты, лишенные
простейшего белкового чехла (имеющегося у
всех вирусов); они состоят только из
замкнутой в кольцо одноцепочечной РНК.
Вызывают многие распространенные среди
растений болезни.
lao
30
строение вирусов
lao
31
ДНК-содержащие вирусы :
• герпес-вирусы (вирусы простого герпеса
и ветряной оспы, цитомегаловирус);
• вирус натуральной оспы;
• папилломавирус;
• аденовирусы;
• вирус гепатита В.
lao
32
РНК-содержащие вирусы:
•
•
•
•
•
•
вирус гриппа;
вирус кори;
вирус бешенства;
вирусы гепатита А и С;
вирус иммунодефицита человека;
ретравирусы
lao
33
бактериофаги
lao
34
The
virophage as a unique parasite of the giant mimivirus
//Nature 2008 V. 455.P.100–1
У «больных»
мимивирусов,
пораженных
спутниковой
инфекцией, часто
наблюдается
патологическое
утолщение оболочки.
Черная область на снимке — это
«вирусная фабрика» мимивируса
в цитоплазме амёбы. Крупные
шестиугольные тела — вирионы
мимивируса на разных стадиях
зрелости. Стрелками показаны
скопления вирусов-спутников.
Длина масштабной линейки везде
200 нм.
lao
Маленькие вирусы-спутники внутри
35
гигантского мимивируса.
lao
36
lao
37
Схема
строения
вирусов
lao
38
lao
39
Папилломавирус
lao
40
lao
41
lao
42
lao
ВИЧ атакует белые клетки крови
43
lao
44
49
lao
45
Штамм вируса птичьего гриппа H5N1 из
Гонконга, где от него в 2003 году умерли два человека
• Переносчиками вируса
являются дикие птицы,
от которых заражаются
и домашние.
• На снимках вирус
виден как частицы
синего цвета, а розовым
цветом показана
здоровая ткань, которую
вирус атакует.
• Автор снимков
шведский фотограф
Леннарт Нильссон
lao
46
различия
растений и животных
1.в строении;
2. в степени подвижности;
3.в наличии чувствительности и
сознания;
4.в способах и сущности
питания.
lao
47
Различия между животными и растениями:
1.
Клеточные оболочки:
растения имеют твердую целлулоидную
оболочку, животных - лишены оболочки и
потому могут изменять свою форму и только у
одной группы низших животных (оболочники)
клетки окружены целлулоидными оболочками.
2.
Рост растений не ограничен; они
растут неопределенно долго, т.к. их клетки
сохраняют способность к активному росту всю
жизнь.
lao
48
3. Форма тела- у растений разветвленная и
занимает большую площадь.
У животных- компактная.
4. Способ добывания пищи.
Животные –большинство из них подвижно и
активно добывает пищу.
Растения фиксированы в пространстве и получают
питательные вещества из почвы, используют
солнечную энергию
5. Обмен веществ и
Растения - автотрофы,
животные – гетеротрофы.
lao
способ питания
49
Способы питания
РАСТЕНИЯ
Автотрофы:
• фотосинтезирующие;
• хемосинтезирующие.
ЖИВОТНЫЕ
Гетеротрофы:
• голозойные;
• сапрофитные;
• паразитизм.
lao
50
отсутствие границы между животными и
растениями объясняет их общее
происхождение от одноклеточных
организмов
• Между растениями и животными не
существует такого различия, которое
позволило бы отличить любое
растение от любого животного.
• Обе группы сливаются между собой
одноклеточными представителями и
всякая граница, проводимая между
ними, неизбежно оказывается
условной
lao
51
Классификация животных
lao
52
Биоразнообразие — это жизнь.
Биоразнообразие — это наша жизнь
lao
53
цели года биоразнообразия
(сформулированы ООН)
• Улучшение осведомлённости общественности о важности
сохранения биоразнообразия и основных угрозах для
биоразнообразия.
• Повышение информированности об уже имеющихся
достижениях сообществ и правительств в области сохранения
биоразнообразия.
• Поощрение организаций, правительств, а также отдельных лиц
предпринять немедленные шаги, необходимые для прекращения
утраты биоразнообразия.
• Содействие развитию инновационных решений по снижению
угроз биоразнообразию.
• Начало диалога между заинтересованными сторонами с целью
принятия шагов в период после 2010 года.
lao
54
Биоразнообразие, функционирование
lao экосистем, экосистемные услуги55и
факторы, вызывающие изменения
Элементы стратегии, направленной на
сокращение темпов утраты биоразнообразия
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1. Устойчивые и эффективные методы ведения сельского хозяйства:
повышение эффективности землепользования, водопользования и
использование питательных веществ в сельском хозяйстве, включая
аквакультуру и плантации.
2. Планирование на ландшафтном уровне: охрана районов, имеющих
высокую ценность с точки зрения биоразнообразия, и районов,
обеспечивающих предоставление важнейших экосистемных услуг, при
одновременном использовании уже подвергшихся конверсии земель,
в том числе деградировавших, для расширения сельского хозяйства,
включая аквакультуру и плантации.
3. Устойчивое потребление: ограничение чрезмерного потребления
энергии, древесины и продовольствия, особенно мяса, зажиточными
слоями общества.
4. Прекращение чрезмерной эксплуатации ресурсов дикой природы,
особенно перелова и порочной практики рыболовства. Увеличение
площади морских охраняемых районов. Прекращение использования
видов и популяций, находящихся под угрозой исчезновения.
5. Охрана и восстановление критических экосистем обеспечивающих
ресурсы для неимущих слоев населения, позволяющих
приспосабливаться к изменениям климата и обеспечивающих
предоставление экосистемных товаров
lao и услуг.
56