Фенотипическая систематика

Фенотипическая классификация основывается на современных данных о морфологическом, цитологическом и биохимическом сродстве между организмами. Эта классификация может отражать эволюционные связи, но строится она на другой основе.

Такая классификация представляет собой попытку избежать проблемы установления эволюционного родства, которое подчас оказывается очень трудным и очень противоречивым, особенно в тех случаях, когда необходимые ископаемые остатки слишком малочисленны или вовсе отсутствуют.

Слово «фенотипический» происходит от греч. phainomenon, т. е. «то, что мы видим». Эта классификация основана исключительно на внешних, т. е. видимых, признаках (фенотипическое сходство), причем все учитываемые признаки считаются одинаково важными. Учитываться могут самые разнообразные признаки организма по принципу чем больше, тем лучше. И совсем необязательно, чтобы они отражали эволюционные связи. Когда накапливается определенное число данных, на их основе рассчитывается степень сходства между различными организмами; обычно это делается с помощью компьютера, поскольку расчеты крайне сложны. Использование компьютеров в этих целях получило название численной таксономии. Фенотипические классификации часто напоминают филогенетические, хотя при их создании такая цель не преследует (14).

Геносистематика (или молекулярная систематика) в отличие от традиционной систематики (феносистематики) оценивает родство организмов, исходя из сходства или различия их геномов, т.е. ее можно назвать наукой о разнообразии генотипов организмов. Развитие геносистематики происходило параллельно с развитием биохимии, а затем молекулярной биологии и было связано с прогрессом в понимании процессов изменчивости информационных макромолекул (семантид) и влияния этих процессов на фенотипические признаки организмов. Основы молекулярной систематики были заложены в конце 50-х годов прошлого века независимо двумя группами ученых под руководством А.Н.Белозерского и К.Ли, обнаружившими корреляцию нуклеотидного состава ДНК с положением организмов в системе, - сначала у бактерий, а затем и у эукариот.

Эубактерии и архебактерии. Отличия и черты сходства архебактерий с эубактериями и эукариотами. Хемотаксономические особенности архебактерий. Экстремальные галофилы. Метаногены. Экстремальные термофилы и гипертермофилы.

Все современные бактерии разделяются на две группы: эубактерии (настоящие бактерии) и архебактерии (древние бактерии). Общее строение клетки бактерий мы рассмотрим на примере эубактерий.

Настоящие бактерии (Eubacteria) – это одноклеточные или нитчатые прокариоты, имеющие, как правило, небольшие размеры (от 0,2 до 5 мкм) и только отдельные виды достигают 30 мкм. Форма бактерий также чрезвычайно разнообразна. Выделяют палочковидные бактерии – их называют бациллы, сферические – кокки, спиралевидные – спириллы. А бактерии, имеющие форму искривленной палочки - вибрионы.

Некоторые бактерии могут образовывать нити, напоминающие гифы грибов, поэтому их называют – микобактерии (например, Micobacterium tuberculosis, вызывающая туберкулез). Бактериальная клетка окружена плазматической мембраной обычного строения. В центральной части цитоплазмы находится зона, где располагается одна кольцевая молекула ДНК – «бактериальная хромосома». Эта зона бактериальной клетки получила наименование – нуклеоид и не окружена мембраной, как ядро (нуклеус) эукариотической клетки. Кроме хромосомной ДНК, бактерии содержат несколько молекул плазмид – небольших кольцевых молекул ДНК, играющих важную роль в обмене генетического материала бактерий.

В самой цитоплазме нет мембранных органоидов, характерных для эукариот (митохондрий, эндоплазматического ретикулума, лизосом, аппарата Гольджи). Нет и цитоскелета. Однако внутриклеточные мембраны у бактерий есть – это впячивания плазматической мембраны (мезосомы) или отдельные плоские мембранные пузырьки (ламеллы). Особенно их много у пурпурных фотосинтезирующих бактерий и цианобактерий.

Среди других цитоплазматических структур необходимо отметить рибосомы (70S), мелкие вакуоли, заполненные газом или растворами солей, капли липидов (жиров) и углеводов (гликогена, крахмала), вкрапления серы, железа и других элементов.

Снаружи бактериальная клетка покрыта клеточной стенкой, имеющей очень сложное строение. В 1884 году датский ученый Ганс Грам обнаружил, что бактерии различаются по способности окрашиваться красителем в фиолетовый цвет. Это послужило основой классификации микроорганизмов: выделяют Грамположительные (окрашивающиеся) и Грамотрицательные (неокрашивающиеся) бактерии. Сейчас ясно, что это связано с различиями в организации и составе их клеточной стенки (см. § 10, глава III). Есть микроорганизмы, лишенные клеточной стенки – это небольшая группа паразитирующих микробов, названная Микоплазмами. Поверх клеточной стенки многие бактерии выделяют слизь, образуя своеобразную капсулу, дополнительно защищающую бактерию от внешних воздействий. Большинство бактерий подвижно. Подвижность обеспечивается либо с помощью жгутиков, либо движением самой клетки. Механизм подвижности жгутика и его строение принципиально отличается от ресничек и жгутиков эукариот (см. Главу III). Жгутиков может быть от одного до целого пучка – на этом основана одна из классификаций бактерий.

Эукарио́ты, или Я́дерные (лат. Eukaryota от греч. εύ- — хорошо и κάρυον — ядро) — домен (надцарство)живых организмов, клетки которых содержат ядра. Все организмы, кроме бактерий и архей, являются ядерными (вирусы и вироиды также не являются эукариотами, но не все биологи считают их живыми организмами).