Կենսաբանություն

Կենսաբանություն 

Կենսաբանություն է գիտական ուսումնասիրություն կյանք. Դա է բնական գիտություն լայն շրջանակով, բայց ունի մի քանի միավորող թեմաներ, որոնք կապում են այն որպես միասնական, համահունչ դաշտ: Օրինակ, բոլորը  օրգանիզմները   կազմված են բջիջներ  որը մշակում է կոդավորված ժառանգական տեղեկատվությունը  գենները, որը կարող է փոխանցվել գալիք սերունդներին։ Մեկ այլ հիմնական թեմա է զարգացում, որը բացատրում է կյանքի միասնությունն ու բազմազանությունը։ Էներգիայի վերամշակում կարևոր է նաև կյանքի համար, քանի որ այն թույլ է տալիս օրգանիզմներին շարժվել, աճել և բազմանալ: Վերջապես, բոլոր օրգանիզմները կարողանում են կարգավորել իրենցը ներքին միջավայրեր.

Կենսաբաններ  կարողանում են ուսումնասիրել կյանքը մի քանի անգամ  կազմակերպման մակարդակները,  - ից մոլեկուլային կենսաբանություն մի բջիջից դեպի անատոմիա  և  ֆիզիոլոգիա  of  բույսերի  և  կենդանիները, և էվոլյուցիան  բնակչությունը. Հետևաբար, կենսաբանության մեջ կան բազմաթիվ ենթագիտություններ, որոնցից յուրաքանչյուրը սահմանվում է իրենց բնույթով  հետազոտական ​​հարցեր  եւ  գործիքներ  որ նրանք օգտագործում են: Հավանել այլ գիտնականներ, կենսաբանները օգտագործում են  գիտական ​​մեթոդ  անել  դիտարկումներ, կեցվածք  հարցեր, առաջացնել   ենթադրությունները, կատարել  փորձարկումները, և եզրակացություններ կազմել իրենց շրջապատող աշխարհի մասին:

Կյանքը շարունակվում է Հող, որը առաջացել է ավելի քան 3.7 միլիարդ տարի առաջ, չափազանց բազմազան է: Կենսաբանները ձգտել են ուսումնասիրել և դասակարգել կյանքի տարբեր ձևերը, սկսած պրոկարիոտիկ օրգանիզմներ, ինչպիսիք են  արխեա  և մանրէներ դեպի  էուկարիոտիկ օրգ անիզմներ, ինչպիսիք են  պաշտպաններfungiբույսերի, եւ կենդանիները. Այս տարբեր օրգանիզմները նպաստում են  կենսաբազմազանություն ը էկոհամակարգը, որտեղ նրանք խաղում են մասնագիտացված դերեր  Հեծանվավազք  of սնուցիչները  և  էներգիա  դրանց միջոցով կենսաֆիզիկական միջավայր.

Էթմոլոգիա

Կենսաբանություն բխում է Հին հունարեն բառեր  βίոս  հռոմեացված  bios նշանակում է «կյանք» և –լոգիա; ռոմանիզացված - օթյակ նշանակում է «ուսումնասիրության ճյուղ» կամ «խոսել»: Նրանք միասին կազմում են հունարեն բառը  կենսաբանություն  հռոմեացված Կենսաբանություն նշանակում է «կենսաբանություն»: Չնայած դրան, տերմինը կենսաբանություն որպես ամբողջություն հին հունարենում գոյություն չուներ։ Առաջինն այն փոխառեց անգլիացիներն ու ֆրանսիացիները (կենսաբանություն): Պատմականորեն կար մեկ այլ տերմին կենսաբանություն Անգլերեն, կենդանասեր; այն այսօր հազվադեպ է օգտագործվում:

Տերմինի լատիներեն ձևն առաջին անգամ հայտնվել է 1736 թվականին, երբ շվեդ գիտնական  Կարլ Լիննեուս  (Carl Linnaeusկենսաբանություն իր Bibliotheca Botanica. Այն կրկին օգտագործվել է 1766 թվականին վերնագրված աշխատության մեջ Philosophiae naturalis sive physicae: tomus III, continens երկրաբան, կենսաբան, բուսաբան ընդհանուրԸստ Միքայել Քրիստոֆ Հանով, աշակերտ Քրիստիան Վոլֆ. Առաջին գերմանական օգտագործումը, Կենսաբանություն, եղել է Լիննեուսի ստեղծագործության 1771 թվականի թարգմանության մեջ։ 1797 թվականին Թեոդոր Գեորգ Ավգուստ Ռուզը օգտագործեց տերմինը գրքի առաջաբանում. Grundzüge der Lehre van der LebenskraftԿարլ Ֆրիդրիխ Բուրդախ  օգտագործեց տերմինը 1800 թվականին՝ մարդկանց մորֆոլոգիական, ֆիզիոլոգիական և հոգեբանական տեսանկյունից ուսումնասիրելու ավելի սահմանափակ իմաստով (Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst): Տերմինն իր ժամանակակից գործածության մեջ մտավ վեց հատորանոց տրակտատի հետ  Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802–22) կողմից Գոթֆրիդ Ռեյնհոլդ Տրեվիրանուս, ով հայտարարեց. 

Մեր հետազոտության առարկաները կլինեն կյանքի տարբեր ձևերն ու դրսևորումները, պայմաններն ու օրենքները, որոնց ներքո տեղի են ունենում այդ երևույթները, և պատճառները, որոնց միջոցով դրանք ազդվել են: Այն  գիտություն  որը վերաբերում է այս օբյեկտներին, մենք կնշենք կենսաբանություն անվանումով [Կենսաբանություն] կամ կյանքի վարդապետություն [Լեբենսլեհրե].

Կենսաբանության մեջ օգտագործվող շատ այլ տերմիններ՝ բույսերը, կենդանիները, հիվանդությունները և դեղերը նկարագրելու համար, առաջացել են հունարենից և լատիներենից՝ շնորհիվ հին հունական և պատմական ավանդների: Հռոմեացի  քաղաքակրթությունները, ինչպես նաև այս երկու լեզուների շարունակական օգտագործումը եվրոպական համալսարաններում միջնադարում և մ.թ.ա.  Վերածնունդ.

Հիմնադրամներ

-ի արմատներից ամենավաղը գիտություն, ներառյալ  դեղ, կարելի է հետևել  Հին Եգիպտոս  և  Միջագետք  մոտ 3000-ից 1200 թթ  BCE   Նրանց ներդրումները հետագայում մտան և ձևավորեցին հունարենը բնական փիլիսոփայություն of դասական հնություն.  Հին հունարեն փիլիսոփաներ, ինչպիսիք են Արիստոտել   (մ.թ.ա. 384–322) մեծապես նպաստել է կենսաբանական գիտելիքի զարգացմանը։ Նրա ստեղծագործությունները, ինչպիսիք են  Կենդանիների պատմություն   հատկապես կարևոր էին, քանի որ դրանք բացահայտեցին նրա նատուրալիստական ​​հակումները, իսկ ավելի ուշ՝ ավելի էմպիրիկ աշխատությունները, որոնք կենտրոնացած էին կենսաբանական պատճառահետևանքների և կյանքի բազմազանության վրա: Արիստոտելի իրավահաջորդը ժ  ՃեմարանԹեոֆրաստուսմասին գրել է մի շարք գրքեր  բուսաբանություն  որը գոյատևել է որպես հնության ամենակարևոր ներդրումը բույսերի գիտությունների մեջ, նույնիսկ այն  Միջնադար.

-ի գիտնականներ  միջնադարյան իսլամական աշխարհ  ով գրել է կենսաբանության ներառյալ  ալ-Ջահիզ  (781-869),  Ալ-Դինավարի  (828–896), որը գրել է բուսաբանության մասին,  և  Ռազես  (865–925), որը գրել է  անատոմիա  և  ֆիզիոլոգիաԴեղ  Հատկապես լավ ուսումնասիրվել է հույն փիլիսոփաների ավանդույթներում աշխատող իսլամական գիտնականների կողմից, մինչդեռ բնական պատմությունը մեծապես հիմնված է Արիստոտելյան մտածողության վրա, հատկապես կյանքի հաստատուն հիերարխիայի պահպանման գործում:

Կենսաբանությունը սկսեց արագ զարգանալ և աճել Անտոն վան Լեյուենհոյկ-ի կտրուկ բարելավումը մանրադիտակ. Հենց այդ ժամանակ գիտնականները հայտնաբերեցին  սպերմատոզոիդներմանրէներինֆուզորիա  և միկրոսկոպիկ կյանքի բազմազանությունը: Հետաքննությունների կողմից Յան Սվամերդամ  հանգեցրեց նոր հետաքրքրության միջատաբանություն և օգնել է մշակել մանրադիտակի հիմնական տեխնիկան մասնահատում  և  գունավորում.

Ավանդներ մանրադիտակ խորը ազդեցություն ունեցավ նաև կենսաբանական մտածողության վրա: 19-րդ դարասկզբին մի շարք կենսաբաններ մատնանշել են նրա կենտրոնական նշանակությունը  բջիջ. Այնուհետև 1838 թ.  Շլայդեն  և  Շվանը  սկսեց առաջ մղել այժմյան համընդհանուր գաղափարները, որ (1) օրգանիզմների հիմնական միավորը բջիջն է և (2) որ առանձին բջիջներն ունեն բոլոր բնութագրերը.  կյանք, չնայած նրանք դեմ էին այն մտքին, որ (3) բոլոր բջիջները առաջանում են այլ բջիջների բաժանումից։ Այնուամենայնիվ, Ռոբերտ Ռեմակ  և  Ռուդոլֆ Վիրոուն կարողացան հաստատել երրորդ դրույթը, և 1860-ականներին կենսաբանների մեծ մասն ընդունեց բոլոր երեք դրույթները, որոնք համախմբվեցին  բջջային տեսություն.

Միևնույն ժամանակ, դասակարգումը և դասակարգումը դարձան բնագետների ուշադրության կենտրոնում։  Կարլ Լիննեուս  հրապարակել է հիմնական Տաքսոնոմիա  1735 թվականին բնական աշխարհի համար (որի տատանումները կիրառվում են այդ ժամանակվանից), իսկ 1750-ական թթ. գիտական ​​անուններ իր բոլոր տեսակների համար: Ժորժ-Լուի Լեկլերկ, կոմս դե Բուֆոն, տեսակներին վերաբերվում էր որպես արհեստական ​​կատեգորիաների, իսկ կենդանի ձևերին՝ որպես ճկուն, նույնիսկ առաջարկելով դրա հնարավորությունը ընդհանուր ծագում. Թեև նա դեմ էր էվոլյուցիային, Բուֆոնը կարևոր գործիչ է այդ ոլորտում էվոլյուցիոն մտքի պատմություն; նրա աշխատանքն ազդել է երկուսի էվոլյուցիոն տեսությունների վրա  Լամարկ  և  Դարվին.

Լուրջ էվոլյուցիոն մտածողությունը ծագել է աշխատություններով  Ժան-Բատիստ Լամարկ, ով առաջինն է ներկայացրել էվոլյուցիայի համահունչ տեսություն։  Նա պնդեց, որ էվոլյուցիան կենդանիների հատկությունների վրա շրջակա միջավայրի սթրեսի արդյունքն է, ինչը նշանակում է, որ որքան հաճախ և խստորեն օգտագործվեր օրգանը, այնքան ավելի բարդ և արդյունավետ կդառնա այն՝ այդպիսով հարմարեցնելով կենդանին իր միջավայրին: Լամարկը հավատում էր, որ այդ ձեռք բերված հատկությունները կարող են փոխանցվել կենդանու սերունդներին, որոնք էլ ավելի կզարգացնեն և կատարելագործեն դրանք: Այնուամենայնիվ, դա բրիտանացի բնագետն էր  Charles Darwin, համադրելով կենսաաշխարհագրական մոտեցումը Հումբոլդտը, միասնական երկրաբանությունը  Լայել Մալթուսի Բնակչության աճի վերաբերյալ գրվածքները և նրա սեփական ձևաբանական փորձը և ընդարձակ բնական դիտարկումները, որոնք ավելի հաջողակ էվոլյուցիոն տեսություն են ստեղծել՝ հիմնված բնական ընտրություն; համանման պատճառաբանություններն ու ապացույցները հանգեցրել են  Ալֆրեդ Ռասել Ուոլաս ինքնուրույն հանգել նույն եզրակացություններին։ Բնական ընտրության միջոցով էվոլյուցիայի Դարվինի տեսությունը արագորեն տարածվեց գիտական ​​հանրության մեջ և շուտով դարձավ կենսաբանության արագ զարգացող գիտության կենտրոնական աքսիոմը:

Ժամանակակից գենետիկայի հիմքը սկսվել է աշխատանքից  Գրեգոր Մենդել, ով ներկայացրել է իր աշխատությունը.Versuche über Pflanzenhybriden» («Բույսերի հիբրիդացման փորձեր«), 1865 թ.  որը ուրվագծեց կենսաբանական ժառանգության սկզբունքները՝ հիմք հանդիսանալով ժամանակակից գենետիկայի համար։ Այնուամենայնիվ, նրա աշխատանքի նշանակությունը գիտակցվեց միայն 20-րդ դարի սկզբին, երբ էվոլյուցիան դարձավ միասնական տեսություն, քանի որ  ժամանակակից սինթեզ  հաշտեցրեց դարվինյան էվոլյուցիան դասական գենետիկա. 1940-ականներին և 1950-ականների սկզբին Ա  փորձերի շարք  by Ալֆրեդ Հերշեյ  և  Մարթա Չեյզ  մատնանշեց  ԴՆԹ -  որպես բաղադրիչ  քրոմոսոմներ  որը պարունակում էր հատկանիշ կրող միավորներ, որոնք հայտնի էին որպես գենները. Կենտրոնացում մոդելային օրգանիզմների նոր տեսակների վրա, ինչպիսիք են  վիրուսներ  և  մանրէներ, ԴՆԹ-ի կրկնակի պարուրաձև կառուցվածքի հայտնաբերման հետ մեկտեղ Եյմս Ուոթսոն  և  Ֆրենսիս Քրիկ  1953-ին նշանավորվեց անցում դեպի դարաշրջան  մոլեկուլային գենետիկա. 1950-ականներից սկսած կենսաբանությունը մեծապես ընդլայնվել է Հայաստանում  մոլեկուլային  տիրույթ. Այն  գենետիկ կոդ  կոտրվել է  Հար Գոբինդ ԽորանաՌոբերտ Վ. Հոլլի  և  Մարշալ Ուորեն Նիրենբերգ այն բանից հետո, երբ պարզվեց, որ ԴՆԹ-ն պարունակում է  կոդոններ. Վերջապես,  Մարդու գենոմի նախագիծ  գործարկվել է 1990 թվականին՝ նպատակ ունենալով քարտեզագրել ընդհանուր մարդը  գենոմը. Այս նախագիծը, ըստ էության, ավարտվել է 2003 թվականին, հետագա վերլուծությունները դեռևս հրապարակվում են: Մարդու գենոմի նախագիծը գլոբալացված ջանքերի առաջին քայլն էր՝ կենսաբանության կուտակված գիտելիքները ներառելու մարդու մարմնի և այլ օրգանիզմների մարմինների ֆունկցիոնալ, մոլեկուլային սահմանման մեջ:

Հիմնադրամներ

Քիմիական հիմք

Ատոմներ և մոլեկուլներ

 

Ատոմի Բորի մոդելում էլեկտրոնները (կապույտ կետ) պտտվում են ատոմային միջուկի շուրջ (կարմիրով լցված շրջան) ատոմային ուղեծրեր (մոխրագույն դատարկ շրջանակներ):

Բոլոր օրգանիզմները կազմված են բան և ամբողջ նյութը կազմված է  տարրեր .Թթվածինբնածուխջրածինը, եւ բորակածին այն չորս տարրերն են, որոնք կազմում են բոլոր օրգանիզմների 96%-ը, հետ  կալցիումֆոսֆործծումբնատրիումքլոր, եւ մագնեզիում  կազմելով մնացած 3.7%-ը։ Տարբեր տարրեր կարող են միավորվել և ձևավորվել  միացություններ  ինչպես ջուրը, որը հիմնարար է կյանքի համար: Կյանքը Երկրի վրա սկսվեց ջրից և այնտեղ մնաց մոտ երեք միլիարդ տարի՝ մինչև ցամաքի վրա գաղթելը: Նյութը կարող է գոյություն ունենալ տարբեր  ԱՄՆ  որպես  պինդհեղուկԿամ գազ.

Տարրի ամենափոքր միավորը ան ատոմ, որը կազմված է ան ատոմային միջուկ և մեկ կամ ավելի էլեկտրոններ շարժվելով միջուկի շուրջը, ինչպես նկարագրված է  Bohr մոդելը. Միջուկը կազմված է մեկից կամ մի քանիսից պրոտոններ և մի շարք նեյտրոնները. Պրոտոնները դրական են էլեկտրական լիցք, նեյտրոնները էլեկտրականորեն չեզոք են, իսկ էլեկտրոններն ունեն բացասական էլեկտրական լիցք։ Հավասար թվով պրոտոններ և էլեկտրոններ ունեցող ատոմները էլեկտրականորեն չեզոք են։ Յուրաքանչյուր կոնկրետ տարրի ատոմը պարունակում է պրոտոնների եզակի քանակ, որը հայտնի է որպես իր ատոմային համարը, և նրա պրոտոնների և նեյտրոնների գումարը ատոմի է  զանգվածի համարը. The  հնարաւորութիւն  առանձին պրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների քանակը կարելի է չափել  գրամ  or Դալթոններ (Դա), յուրաքանչյուր պրոտոնի կամ նեյտրոնի զանգվածով կլորացված է 1 Da-ի: Թեև կոնկրետ տարրի բոլոր ատոմներն ունեն նույն թվով պրոտոններ, դրանք կարող են տարբերվել նեյտրոնների քանակով, հետևաբար գոյություն ունենալ որպես իզոտոպներ. Ածխածինը, օրինակ, կարող է գոյություն ունենալ որպես կայուն իզոտոպ (ածխածին-12 or ածխածին-13) կամ որպես ա ռադիոակտիվ իզոտոպ (ածխածին-14), որոնցից վերջինս կարող է օգտագործվել ռադիոմետրիկ ժամադրություն (մասնավորապես ռադիոածխածնային ժամադրություն) տարիքը որոշելու համար օրգանական նյութեր.

Առանձին ատոմները կարող են միասին պահել քիմիական կապեր ձեւավորել մոլեկուլները և իոնային միացություններ։ Քիմիական կապերի ընդհանուր տեսակները ներառում են իոնային պարտատոմսերկովալենտային պարտատոմսեր, եւ ջրածնի պարտատոմսեր. Իոնային կապը ներառում է էլեկտրաստատիկ ձգողականություն հակառակ լիցքավորվածների միջև իոններըկամ կտրուկ տարբերվող երկու ատոմների միջև էլեկտրոնեգատիվներ,[39] և առաջնային փոխազդեցությունն է, որը տեղի է ունենում իոնային միացություններ. Իոնները էլեկտրաստատիկ լիցքով ատոմներ են (կամ ատոմների խմբեր): Ատոմները, որոնք ստանում են էլեկտրոններ, առաջացնում են բացասական լիցքավորված իոններ (կոչ անիոններ) մինչդեռ նրանք, որոնք կորցնում են էլեկտրոնները, ստեղծում են դրական լիցքավորված իոններ (կոչ cations).

Ի տարբերություն իոնային կապերի, կովալենտային կապը ներառում է կիսում էլեկտրոնների զույգեր ատոմների միջև։ Այս էլեկտրոնային զույգերը և ատոմների միջև գրավիչ և վանող ուժերի կայուն հավասարակշռությունը, երբ նրանք կիսում են էլեկտրոններ, հայտնի է որպես կովալենտային կապ։

Ջրածնային կապը հիմնականում ան էլեկտրաստատիկ ձգող ուժ ջրածնի ատոմի միջև, որը կովալենտորեն կապված է ավելիի հետ էլեկտրոնեգատիվ ատոմ կամ խումբ, ինչպիսին է թթվածինը: Ջրածնային կապի ամենուր տարածված օրինակը հանդիպում է նրանց միջև ջուր մոլեկուլները. Դիսկրետ ջրի մոլեկուլում կան երկու ջրածնի ատոմ և մեկ թթվածնի ատոմ: Ջրի երկու մոլեկուլ կարող է ջրածնային կապ ստեղծել նրանց միջև։ Երբ ավելի շատ մոլեկուլներ կան, ինչպես հեղուկ ջրի դեպքում, ավելի շատ կապեր են հնարավոր, քանի որ ջրի մեկ մոլեկուլի թթվածինը ունի երկու միայնակ զույգ էլեկտրոն, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է ջրածնային կապ ստեղծել ջրածնի հետ մեկ այլ ջրի մոլեկուլի վրա:

Ջուր

Ջրածնային կապերի մոդելը (1) մոլեկուլների միջև ջուր:

Կյանքն առաջացել է Երկրի առաջինից օվկիանոս, որը ձևավորվել է մոտավորապես 3.8 միլիարդ տարի առաջ։ Այդ ժամանակից ի վեր ջուր շարունակում է մնալ յուրաքանչյուր օրգանիզմի ամենաառատ մոլեկուլը: Ջուրը կարևոր է կյանքի համար, քանի որ այն արդյունավետ է վճարունակ, ունակ է լուծելու այնպիսի լուծույթներ, ինչպիսիք են նատրիում և քլորիդ իոններ կամ այլ փոքր մոլեկուլներ՝ ան ջրային լուծում. Ջրում լուծվելուց հետո այս լուծված նյութերն ավելի հավանական է, որ շփվեն միմյանց հետ և, հետևաբար, մասնակցեն դրանց քիմիական ռեակցիաները որոնք ապահովում են կյանքը:

Իր առումով մոլեկուլային կառուցվածքը, ջուրը փոքր է բևեռային մոլեկուլ երկու ջրածնի (H) ատոմների բևեռային կովալենտային կապերով ձևավորված թեքված ձևով մեկ թթվածնի (O) ատոմի (H) միջև2O). Քանի որ O–H կապերը բևեռային են, թթվածնի ատոմն ունի մի փոքր բացասական լիցք, իսկ ջրածնի երկու ատոմները՝ մի փոքր դրական լիցք։ Այս բևեռ սեփականություն ջուրը թույլ է տալիս ջրածնային կապերի միջոցով ներգրավել ջրի այլ մոլեկուլներ, որոնք ջուր են ստեղծում համերաշխ. Մակերեւութային լարվածություն առաջանում է հեղուկի մակերևույթի մոլեկուլների միջև ձգվող ուժի հետևանքով: Ջուրը նույնպես մածուցիկ քանի որ այն կարողանում է կպչել ցանկացած բևեռային կամ լիցքավորված ոչ ջրային մոլեկուլների մակերեսին:

Waterուրը ավելի խիտ որպես հեղուկ քան այն որպես պինդ (կամ սառույց). Ջրի այս եզակի հատկությունը թույլ է տալիս սառույցին լողալ հեղուկ ջրերի վրա, ինչպիսիք են լճակները, լճերը և օվկիանոսները, դրանով իսկ անջատող հեղուկը ներքևում գտնվող սառը օդից: Սառույցի ավելի ցածր խտությունը, համեմատած հեղուկ ջրի հետ, պայմանավորված է ջրի մոլեկուլների ավելի քիչ քանակով, որոնք կազմում են այն բյուրեղյա վանդակավոր կառուցվածք սառույցից, որը մեծ քանակությամբ տարածություն է թողնում ջրի մոլեկուլների միջև։ Ի հակադրություն, հեղուկ ջրի մեջ բյուրեղային ցանցի կառուցվածք չկա, ինչը թույլ է տալիս ավելի շատ ջրի մոլեկուլներ զբաղեցնել նույն ծավալը:

Ջուրը նաև էներգիա կլանելու կարողություն ունի՝ դրան տալով ավելի բարձր հատուկ ջերմային հզորություն քան այլ լուծիչներ, ինչպիսիք են ETHANOL.[38] Այսպիսով, ջրի մոլեկուլների միջև ջրածնային կապերը կոտրելու համար անհրաժեշտ է մեծ քանակությամբ էներգիա՝ հեղուկ ջուրը գազի վերածելու համար (կամ ջրի գոլորշի).

Որպես մոլեկուլ, ջուրը լիովին կայուն չէ, քանի որ յուրաքանչյուր ջրի մոլեկուլ անընդհատ տարանջատվում է ջրածինը և հիդրոքսիլ իոններ, նախքան նորից վերածվել ջրի մոլեկուլի: In մաքուր ջուր, ջրածնի իոնների թիվը հավասարակշռում է (կամ հավասար է) հիդրօքսիլ իոնների թվին, որի արդյունքում ստացվում է. pH դա չեզոք է: Եթե ​​ջրածնի իոնները գերազանցեին հիդրօքսիլ իոններին, ապա լուծույթի pH-ը կլինի acidic. Ընդհակառակը, լուծույթի pH-ը կփոխվի հիմնական եթե հիդրօքսիլ իոնները պետք է գերազանցեին ջրածնի իոններին:

Օրգանական միացություններ

 

Օրգանական միացություններ, ինչպիսիք են գլյուկոզա կենսական նշանակություն ունեն օրգանիզմների համար։

Օրգանական միացություններ մոլեկուլներ են, որոնք պարունակում են ածխածին` կապված մեկ այլ տարրի հետ, ինչպիսին է ջրածինը: Բացառությամբ ջրի, յուրաքանչյուր օրգանիզմ կազմող գրեթե բոլոր մոլեկուլները պարունակում են ածխածին։ Ածխածինը ունի վեց էլեկտրոն, որոնցից երկուսը գտնվում են իր առաջինում կլպելիր մեջ թողնելով չորս էլեկտրոն valence shell. Այսպիսով, ածխածինը կարող է կովալենտային կապեր ձևավորել մինչև չորս այլ ատոմների հետ՝ դարձնելով այն Երկրի վրա ամենաբազմակողմանի ատոմը, քանի որ այն կարող է ձևավորել բազմազան, մեծ և բարդ մոլեկուլներ: Օրինակ, մեկ ածխածնի ատոմը կարող է ձևավորել չորս միայնակ կովալենտային կապեր, ինչպիսիք են մեթան, Երկու կրկնակի կովալենտային կապեր ինչպիսիք են ածխաթթու գազ (CO2), կամ ա եռակի կովալենտային կապ ինչպիսիք են ածխածնի երկօքսիդ (CO): Ավելին, ածխածինը կարող է ձևավորել փոխկապակցման շատ երկար շղթաներ ածխածին-ածխածին կապեր ինչպես, օրինակ, օկտան կամ օղակաձեւ կառույցներ, ինչպիսիք են գլյուկոզա.

Օրգանական մոլեկուլի ամենապարզ ձևն է  ածխաջրածին, որը օրգանական միացությունների մեծ ընտանիք է, որը կազմված է  ջրածինը  ատոմները կապված են ածխածնի ատոմների շղթայի հետ: Ածխաջրածնային ողնաշարը կարող է փոխարինվել այլ տարրերով, ինչպիսիք են թթվածին (O),  ջրածինը (H), ֆոսֆոր (P), և ծծումբ (S), որը կարող է փոխել այդ միացության քիմիական վարքը։] Ատոմների խմբերը, որոնք պարունակում են այս տարրերը (O-, H-, P- և S-) և կապված են կենտրոնական ածխածնի ատոմի կամ կմախքի հետ, կոչվում են. ֆունկցիոնալ խմբեր. Կան վեց նշանավոր ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք կարելի է գտնել օրգանիզմներում. ամինային խումբկարբոքսիլ խումբկարբոնիլ խումբհիդրոքսիլ խումբֆոսֆատ խումբ, եւ սուլֆիհիդրիլ խումբ.

Ի 1953, Սթենլի Միլլեր և Հարոլդ Ուրի իրականացրել է դասական փորձ (այլ կերպ հայտնի է որպես Միլլեր-Ուրեյի փորձ), որը ցույց տվեց, որ օրգանական միացությունները կարող են աբիոտիկ կերպով սինթեզվել փակ համակարգում, որը նմանեցնում է պայմանները. վաղ Երկիր, ինչը նրանց ստիպում է եզրակացնել, որ բարդ օրգանական մոլեկուլները կարող էին ինքնաբերաբար առաջանալ վաղ Երկրում, ամենայն հավանականությամբ հրաբուխների մոտ, և կարող էին ունենալ վաղ փուլերի մի մասը: աբիոգենեզ (կամ կյանքի ծագումը):

Մակրոմոլեկուլներ

 

Ֆոսֆոլիպիդային երկշերտը բաղկացած է ֆոսֆոլիպիդների երկու հարակից թիթեղներից՝ հիդրոֆիլ պոչերը դեպի ներս, իսկ հիդրոֆոբ գլուխները՝ դեպի դուրս։

Մակրոմոլեկուլներ խոշոր մոլեկուլներ են՝ կազմված ավելի փոքր մոլեկուլային ենթամիավորներից, որոնք միացված են իրար։ Փոքր մոլեկուլները, ինչպիսիք են շաքարները, ամինաթթուները և նուկլեոտիդները, կարող են գործել որպես մեկ կրկնվող միավորներ. մոնոմերներ առաջացնել շղթայական մոլեկուլներ, որոնք կոչվում են պոլիմերներ քիմիական գործընթացի միջոցով, որը կոչվում է խտացում. Օրինակ, ամինաթթուները կարող են առաջանալ պոլիպեպտիդներ մինչդեռ նուկլեոտիդները կարող են ձևավորել նուկլեինաթթվի թելեր։ Պոլիմերները կազմում են չորս մակրոմոլեկուլներից երեքը (պոլիսաքարիդներլիպիդներսպիտակուցներ, եւ նուկլեինաթթուներ) որոնք հանդիպում են բոլոր օրգանիզմներում: Այս մակրոմոլեկուլներից յուրաքանչյուրը հատուկ դեր է խաղում ցանկացած բջջի ներսում:

Ածխաջրեր (Կամ շաքար) մոլեկուլային բանաձևով մոլեկուլներ են (CH2O)nՀետ n լինելով ածխաջրածին խմբերի թիվը։ Դրանք ներառում են մոնոսաքարիդներ (մոնոմեր), օլիգոսաքարիդներ (փոքր պոլիմերներ) և պոլիսախարիդներ (մեծ պոլիմերներ): Մոնոսախարիդները կարող են միմյանց հետ կապված լինել գլիկոզիդային կապեր, կովալենտ կապի տեսակ։ Երբ երկու մոնոսաքարիդներ, ինչպիսիք են գլյուկոզա և ֆրուկտոզայի կապված են իրար, կարող են կազմել ա դիսաքարիդ ինչպես, օրինակ, sucrose. Երբ շատ մոնոսաքարիդներ կապված են միմյանց, դրանք կարող են ձևավորել օլիգոսաքարիդ կամ պոլիսաքարիդ՝ կախված մոնոսաքարիդների քանակից։ Պոլիսաքարիդները կարող են տարբեր լինել իրենց ֆունկցիաներով: Մոնոսախարիդները, ինչպիսիք են գլյուկոզան, կարող են լինել էներգիայի աղբյուր, իսկ որոշ պոլիսախարիդներ կարող են ծառայել որպես պահեստային նյութ, որը կարող է լինել. հիդրոլիզացված բջիջներին շաքարով ապահովելու համար.

Լիպիդները մակրոմոլեկուլների միակ դասն են, որոնք կազմված չեն պոլիմերներից։ Կենսաբանորեն ամենակարևոր լիպիդներն են steroidsՖոսֆոլիպիդներ, եւ ճարպեր. Այս լիպիդները օրգանական միացություններ են, որոնք հիմնականում ոչ բևեռային և հիդրոֆոբ են: Ստերոիդները օրգանական միացություններ են, որոնք բաղկացած են չորս միաձուլված օղակներից։ Ֆոսֆոլիպիդները բաղկացած են գլիցերինից, որը կապված է ֆոսֆատային խմբի և երկու ածխաջրածնային շղթաների հետ (կամ ճարպային թթուներ): Գլիցերինի և ֆոսֆատի խումբը միասին կազմում են բևեռային և հիդրոֆիլային մոլեկուլի (կամ գլխի) շրջանը, մինչդեռ ճարպաթթուները կազմում են ոչ բևեռային և հիդրոֆոբ (կամ պոչ) շրջանը: Այսպիսով, երբ ջրի մեջ, ֆոսֆոլիպիդները հակված են ձևավորել a ֆոսֆոլիպիդային երկշերտ որի շնորհիվ հիդրոֆոբ գլուխները նայում են դեպի դուրս՝ ջրի մոլեկուլների հետ փոխազդելու համար: Հակառակը, հիդրոֆոբ պոչերը դեպի ներս են նայում դեպի մյուս հիդրոֆոբ պոչերը՝ ջրի հետ շփումից խուսափելու համար:

ա) առաջնային, (բ) երկրորդական, (գ) երրորդական և (դ) չորրորդական կառուցվածքները. հեմոգլոբին սպիտակուց:

Սպիտակուցները մակրոմոլեկուլներից ամենատարբերն են, որոնք ներառում են  enzymesտրանսպորտային սպիտակուցներ, մեծ  ազդանշան ling մոլեկուլները, հակամարմինները, եւ կառուցվածքային սպիտակուցներ. Սպիտակուցի հիմնական միավորը (կամ մոնոմերը) ամինաթթուն է, որն ունի կենտրոնական ածխածնի ատոմ, որը կովալենտային կապով կապված է ջրածնի ատոմի հետ. ամինային խումբՄի կարբոքսիլ խումբԵւ կողային շղթա (կամ R- խումբ, «R» մնացորդի համար): Գոյություն ունեն քսան ամինաթթուներ, որոնք կազմում են սպիտակուցների շինանյութերը, ընդ որում յուրաքանչյուր ամինաթթու ունի իր յուրահատուկ կողային շղթան:[43] Կողային շղթաների բևեռականությունը և լիցքը ազդում են ամինաթթուների լուծելիության վրա: Բևեռային և էլեկտրական լիցքավորված կողային շղթայով ամինաթթուն լուծելի է, քանի որ այն հիդրոֆիլ է, մինչդեռ կողային շղթայով ամինաթթուն, որը չունի լիցքավորված կամ էլեկտրաբացասական ատոմ, հիդրոֆոբ է և, հետևաբար, հակված է միաձուլվելու, քան ջրի մեջ լուծվելու: Սպիտակուցներն ունեն չորս տարբեր մակարդակի կազմակերպում (հիմնականերկրորդականերրորդ, եւ քառորդական): Առաջնային կառուցվածքը բաղկացած է ամինաթթուների եզակի հաջորդականությունից, որոնք կովալենտորեն կապված են միմյանց հետ պեպտիդային կապեր. Այնուհետև առանձին ամինաթթուների կողային շղթաները կարող են փոխազդել միմյանց հետ՝ առաջացնելով սպիտակուցի երկրորդական կառուցվածքը։ Երկրորդական կառույցների երկու ընդհանուր տեսակներն են ալֆա պարույրներ և բետա թերթիկներ. Ալֆա խխունջների և բետա թերթերի ծալումը սպիտակուցին տալիս է եռաչափ կամ երրորդական կառուցվածք: Վերջապես, մի ​​քանի երրորդական կառուցվածքներ կարող են միավորվել՝ ձևավորելով սպիտակուցի չորրորդական կառուցվածքը:

Նուկլեինաթթուները պոլիմերներ են, որոնք կազմված են նուկլեոտիդ կոչվող մոնոմերներից։ Նրանց գործառույթն է պահպանել, փոխանցել և արտահայտել ժառանգական տեղեկատվություն: Նուկլեոտիդները բաղկացած են ֆոսֆատային խմբից, հինգ ածխածնային շաքարից և ազոտային հիմքից։ Ռիբոնուկլեոտիդները, որոնք պարունակում են ռիբոզ՝ որպես շաքար, մոնոմերներն են ռիբոնուկլեինաթթու (ՌՆԹ). Ի հակադրություն, դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդները պարունակում են դեզօքսիռիբոզ որպես շաքար և կազմում են մոնոմերները. դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու (ԴՆԹ). ՌՆԹ-ն և ԴՆԹ-ն նույնպես տարբերվում են իրենց հիմքերից մեկով: Կան երկու տեսակի հիմքեր.  պուրիններ  և պիրիմիդիններ. Պուրինները ներառում են գուանուն (G) և  Ադենին (Ա) մինչդեռ պիրիմիդինները բաղկացած են  ցիտոսին (Գ),  ուրացիլ (U), և տիմին (T). Ուրացիլն օգտագործվում է ՌՆԹ-ում, մինչդեռ թիմինը օգտագործվում է ԴՆԹ-ում: Միասին, երբ տարբեր շաքարներն ու հիմքերը հաշվի են առնվում, կան ութ տարբեր նուկլեոտիդներ, որոնք կարող են ձևավորել երկու տեսակի նուկլեինաթթուներ՝ ԴՆԹ (A, G, C և T) և ՌՆԹ (A, G, C և U): ):

Բջիջներ

Բջջային տեսությունը նշում է բջիջներ կյանքի հիմնական միավորներն են, որ բոլոր կենդանի արարածները կազմված են մեկ կամ մի քանի բջիջներից, և որ բոլոր բջիջները առաջանում են նախկինում գոյություն ունեցող բջիջներից. բջջային բաժանում.[48] Բջիջների մեծ մասը շատ փոքր է, տրամագծերը տատանվում են 1-ից 100 միկրոմետրեր և հետևաբար տեսանելի են միայն ա թեթեւ or էլեկտրոնային մանրադիտակ.[49] Ընդհանուր առմամբ կան երկու տեսակի բջիջներ. էուկարիոտիկ բջիջները, որոնք պարունակում են ա միջուկը, եւ պրոկարիոտիկ բջիջներ, որոնք չեն: Պրոկարիոտներն են միաբջիջ օրգանիզմներ ինչպես, օրինակ, մանրէներ, մինչդեռ էուկարիոտները կարող են լինել միաբջիջ կամ բազմաբջիջ. Մեջ բազմաբջիջ օրգանիզմներ, օրգանիզմի մարմնի յուրաքանչյուր բջիջ առաջանում է, ի վերջո, ա մեկ խուց մի բեղմնավորված ձու.

Բջջի կառուցվածքը

Կենդանու կառուցվածքը բջիջ պատկերելով տարբեր օրգանելներ..

Յուրաքանչյուր բջիջ պարփակված է ա Բջջային թաղանթ դա առանձնացնում է այն ցիտոպլազմ - ից արտաբջջային տարածություն. Բջջային թաղանթը բաղկացած է ա լիպիդային երկշերտ, Այդ թվում `  խոլեստերիններ   որոնք նստում են միջև Ֆոսֆոլիպիդներ պահպանել իրենց հեղուկություն տարբեր ջերմաստիճաններում: Բջջային թաղանթներն են կիսաթափանցելիթույլ տալով փոքր մոլեկուլներին, ինչպիսիք են թթվածինը, ածխաթթու գազը և ջուրը, անցնել միջով, մինչդեռ սահմանափակելով ավելի մեծ մոլեկուլների և լիցքավորված մասնիկների շարժումը, ինչպիսիք են. իոնները. Բջջային թաղանթները նույնպես պարունակում են թաղանթային սպիտակուցներ, Այդ թվում ` ինտեգրալ թաղանթային սպիտակուցներ որոնք անցնում են մեմբրանի վրայով՝ ծառայելով որպես թաղանթային փոխադրիչներ, եւ ծայրամասային սպիտակուցներ որոնք թույլ կցվում են բջջաթաղանթի արտաքին կողմին՝ հանդես գալով որպես enzymes բջիջի ձևավորում. Բջջային թաղանթները ներգրավված են տարբեր բջջային գործընթացներում, ինչպիսիք են բջջային կպչունությունէլեկտրական էներգիայի կուտակում, եւ բջջային ազդանշան և ծառայում է որպես կցման մակերես մի քանի արտաբջջային կառույցների համար, ինչպիսիք են ա բջջային պատըգլիկոկալիքս, եւ ցիտոսկլետ.

Բուսական բջիջի կառուցվածքը

Շրջանակներում ցիտոպլազմ մի խցում, կան շատ բիոմոլեկուլներ ինչպես, օրինակ, սպիտակուցներ և նուկլեինաթթուներ. Բացի բիոմոլեկուլներից, էուկարիոտ բջիջներն ունեն մասնագիտացված կառուցվածքներ, որոնք կոչվում են օրգաններ որոնք ունեն իրենց սեփական լիպիդային երկշերտները կամ տարածական միավորներ են։ Այս օրգանելները ներառում են բջջային կորիզ, որը պարունակում է բջջի ԴՆԹ-ի մեծ մասը, կամ mitochondria, որը առաջացնում է Adenosine triphosphate (ATP) բջջային պրոցեսները սնուցելու համար: Այլ օրգանելներ, ինչպիսիք են էնդոպլազմիկ ցանցաթաղանթ և Գոլգիի ապարատ դեր են խաղում համապատասխանաբար սպիտակուցների սինթեզի և փաթեթավորման գործում: Կենսամոլեկուլները, ինչպիսիք են սպիտակուցները, կարող են կլանվել լիզոսոմներ, մեկ այլ մասնագիտացված օրգանել։ Բույսերի բջիջներ ունեն լրացուցիչ օրգանելներ, որոնք տարբերում են դրանք կենդանիների բջիջները օրինակ, ա բջջային պատը որը ապահովում է բույսերի բջիջների աջակցությունը, քլորոպլաստներ որոնք քաղում են արևի լույսի էներգիան շաքար արտադրելու համար և վակուոլներ որոնք ապահովում են պահեստավորման և կառուցվածքային աջակցություն, ինչպես նաև ներգրավված են բույսերի սերմերի վերարտադրության և քայքայման մեջ: Էուկարիոտիկ բջիջներն ունեն նաև ցիտոկմախք, որը կազմված է  միկրոթուբուլներմիջանկյալ թելեր, եւ միկրոթելեր, որոնք բոլորն ապահովում են բջջի աջակցությունը և մասնակցում են բջջի և նրա օրգանելների շարժմանը։ Իրենց կառուցվածքային կազմով միկրոխողովակները կազմված են տուբուլին (օրինակ, α-տուբուլին և β-tubulin մինչդեռ միջանկյալ թելերը կազմված են մանրաթելային սպիտակուցներից։ Միկրաթելերը կազմված են ակտին մոլեկուլներ, որոնք փոխազդում են պրոտեիների այլ շղթաների հետ

Նյութափոխանակություն

 

Ֆերմենտի կատալիզացված օրինակ էկզերմերմիկ ռեակցիա:

Բոլոր բջիջները պահանջում են էներգիա պահպանել բջջային գործընթացները. Էներգիան անելու կարողությունն է աշխատանք, որը, մեջ թերմոդինամիկա, կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով Գիբսի ազատ էներգիա, Ըստ թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը, էներգիան է պահպանված, այսինքն՝ չի կարող ստեղծվել կամ ոչնչացվել։ Հետևաբար, քիմիական ռեակցիաները Բջջում նոր էներգիա չեն ստեղծում, այլ ներգրավված են էներգիայի փոխակերպման և փոխանցման մեջ: Այնուամենայնիվ, էներգիայի բոլոր փոխանցումները հանգեցնում են օգտագործելի էներգիայի որոշակի կորստի, ինչը մեծանում է անթրոպիա (կամ անկարգության վիճակ), ինչպես նշված է թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը. Արդյունքում օրգանիզմը պահանջում է էներգիայի շարունակական ներդրում՝ էնտրոպիայի ցածր վիճակը պահպանելու համար։ Բջիջներում էներգիան կարող է փոխանցվել որպես էլեկտրոններ ընթացքում ռեդոքս (վերականգնում-օքսիդացում) ռեակցիաներ, որոնք պահվում են կովալենտային կապերում և առաջանում են թաղանթով իոնների (օրինակ՝ ջրածնի, նատրիումի, կալիումի) շարժման արդյունքում։

Նյութափոխանակություն -ի հավաքածուն է կյանք- պահպանող քիմիական ռեակցիաները in օրգանիզմները. Նյութափոխանակության երեք հիմնական նպատակներն են՝ սննդի փոխակերպումը էներգիա իրականացնել բջջային գործընթացներ; սննդամթերքի/վառելիքի վերածումը շինանյութերի համար սպիտակուցներլիպիդներնուկլեինաթթուներեւ ոմանք ածխաջրեր; և վերացումը նյութափոխանակության թափոններ, Սրանք enzyme- կատալիզացված ռեակցիաները թույլ են տալիս օրգանիզմներին աճել և վերարտադրվել, պահպանել իրենց կառուցվածքը և արձագանքել իրենց միջավայրին: Նյութափոխանակության ռեակցիաները կարող են դասակարգվել հետևյալ կերպ կատաբոլիկ- միացությունների քայքայումը (օրինակ՝ գլյուկոզայի տրոհումը պիրուվատի բջջային շնչառություն); կամ անաբոլիկ- շենքը (սինթեզմիացություններ (օրինակ՝ սպիտակուցներ, ածխաջրեր, լիպիդներ և նուկլեինաթթուներ): Սովորաբար, կատաբոլիզմն ազատում է էներգիան, իսկ անաբոլիզմը սպառում է էներգիա։

Նյութափոխանակության քիմիական ռեակցիաները կազմակերպվում են նյութափոխանակության ուղիներ, որտեղ մի քիմիկատը մի շարք քայլերի միջոցով փոխակերպվում է մեկ այլ քիմիական նյութի, յուրաքանչյուր քայլը նպաստում է որոշակի enzyme. Ֆերմենտները շատ կարևոր են նյութափոխանակության համար, քանի որ նրանք թույլ են տալիս օրգանիզմներին առաջացնել ցանկալի ռեակցիաներ, որոնք պահանջում են էներգիա որոնք ինքնին չեն առաջանա, ինքնին զուգավորում նրանց համար ինքնաբուխ ռեակցիաներ որոնք էներգիա են թողնում: Ֆերմենտները գործում են որպես կատալիզատորներ- նրանք թույլ են տալիս ռեակցիան ավելի արագ ընթանալ առանց դրա կողմից սպառվելու՝ նվազեցնելով ակտիվացման էներգիա փոխակերպելու համար անհրաժեշտ է  ռեակտիվներ  մեջ Ապրանքներ. Ֆերմենտները նաև թույլ են տալիս կանոն նյութափոխանակության ռեակցիայի արագությունը, օրինակ՝ ի պատասխան փոփոխությունների բջիջների շրջակա միջավայրը կամ դեպի ազդանշանները այլ բջիջներից:

Բջջային շնչառություն

Շնչառությունը ա էուկարիոտիկ բջիջ.

Բջջային շնչառություն մի շարք է   Նյութափոխանակությունը  ռեակցիաները և գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում բջիջներ  of  օրգանիզմները փոխարկել   քիմիական էներգիա  - ից  սնուցիչները  մեջ Adenosine triphosphate (ATP), իսկ հետո թողարկեք թափոններ: Շնչառության մեջ ներգրավված ռեակցիաներն են կատաբոլիկ ռեակցիաներ, որոնք մեծ մոլեկուլները բաժանում են ավելի փոքրերի՝ ազատելով էներգիա, քանի որ թույլ բարձր էներգիայի կապերը, մասնավորապես. մոլեկուլային թթվածին, արտադրանքի մեջ փոխարինվում են ավելի ամուր կապերով: Շնչառությունը բջիջների կողմից քիմիական էներգիան ազատելու հիմնական ուղիներից մեկն է բջջային գործունեության վառելիքի համար: Ընդհանուր ռեակցիան տեղի է ունենում մի շարք կենսաքիմիական քայլերով, որոնցից մի քանիսն են Redox- ը ռեակցիաներ. Չնայած բջջային շնչառությունը տեխնիկապես ա այրման ռեակցիա, այն ակնհայտորեն նման չէ մեկին, երբ այն հայտնվում է բջիջում, քանի որ ռեակցիաների շարքից էներգիայի դանդաղ, վերահսկվող արտազատումը:

Շաքարավազի տեսքով գլյուկոզա հիմնական սննդանյութն է, որն օգտագործվում է կենդանիների և բույսերի բջիջների կողմից շնչառության մեջ: Բջջային շնչառությունը, որը ներառում է թթվածին, կոչվում է աերոբիկ շնչառություն, որն ունի չորս փուլ. գլիկոլիզկիտրոնաթթվի ցիկլը (կամ Կրեբսի ցիկլը), էլեկտրոնային տրանսպորտային ցանցը, եւ օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում. Գլիկոլիզը նյութափոխանակության գործընթաց է, որը տեղի է ունենում ցիտոպլազմում, որի արդյունքում գլյուկոզան վերածվում է երկու պիրուվատներ, միաժամանակ արտադրվում է ATP-ի երկու զուտ մոլեկուլ։ Յուրաքանչյուր պիրուվատ այնուհետև օքսիդացվում է ացետիլ-CoA կողմից պիրուվատ դեհիդրոգենազի համալիր, որը նաև առաջացնում է ՆԱԴՆ և ածխաթթու գազ։ Acetyl-Coa-ն մտնում է կիտրոնաթթվի ցիկլը, որը տեղի է ունենում միտոքոնդրիալ մատրիցայի ներսում։ Ցիկլի վերջում 1 գլյուկոզայից (կամ 2 պիրուվատից) ընդհանուր եկամտաբերությունը կազմում է 6 NADH, 2 FADH:2և 2 ATP մոլեկուլ: Վերջապես, հաջորդ փուլը օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումն է, որը էուկարիոտներում տեղի է ունենում mitochondrial cristae. Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացումը ներառում է էլեկտրոնային տրանսպորտային ցանցը, որը չորսից բաղկացած շարան է սպիտակուցային բարդույթներ որոնք փոխանցում են էլեկտրոնները մի համալիրից մյուսը՝ դրանով իսկ էներգիա ազատելով NADH-ից և FADH-ից2 որը զուգորդվում է պրոտոնների (ջրածնի իոնների) մղմանը ներքին միտոքոնդրիալ թաղանթով (քիմիոսմոզ), որը առաջացնում է ա պրոտոնի շարժիչ ուժ. Պրոտոնի շարժիչ ուժի էներգիան մղում է ֆերմենտը ATP սինթազա ավելի շատ ATP-ներ սինթեզելու համար ֆոսֆորիլացնող  ՏԶԾ-ներ. Էլեկտրոնների փոխանցումն ավարտվում է մոլեկուլային թթվածնով, որը վերջնական է էլեկտրոն ընդունիչ.

Եթե ​​թթվածին չլիներ, պիրուվատը չէր մետաբոլիզացվի բջջային շնչառության միջոցով, այլ ենթարկվում է գործընթացի խմորում. Պիրուվատը չի տեղափոխվում միտոքոնդրիոն, այլ մնում է ցիտոպլազմում, որտեղ այն վերածվում է. թափոններ որը կարող է հեռացվել բջիջից: Սա ծառայում է էլեկտրոնների կրիչներին օքսիդացնելու նպատակին, որպեսզի նրանք կարողանան նորից գլիկոլիզ կատարել և հեռացնել ավելորդ պիրուվատը: Խմորումը օքսիդացնում է NADH-ը NAD-ի+ այնպես որ այն կարող է կրկին օգտագործվել գլիկոլիզում: Թթվածնի բացակայության դեպքում խմորումը կանխում է NADH-ի կուտակումը ցիտոպլազմայում և ապահովում NAD+ գլիկոլիզի համար. Այս թափոնները տարբերվում են կախված օրգանիզմից: Կմախքի մկաններում թափոններն են կաթնաթթու. Այս տեսակի խմորումը կոչվում է կաթնաթթվային խմորում. Ծանր վարժությունների ժամանակ, երբ էներգիայի պահանջարկը գերազանցում է էներգիայի մատակարարումը, շնչառական շղթան չի կարող մշակել NADH-ով միացած ջրածնի բոլոր ատոմները: Անաէրոբ գլիկոլիզի ժամանակ NAD+ վերականգնվում է, երբ ջրածնի զույգերը միանում են պիրուվատի հետ՝ առաջացնելով լակտատ: Լակտատի ձևավորումը կատալիզացվում է լակտատդեհիդրոգենազի կողմից շրջելի ռեակցիայի մեջ: Լակտատը կարող է օգտագործվել նաև որպես լյարդի գլիկոգենի անուղղակի նախադրյալ: Վերականգնման ընթացքում, երբ թթվածինը հասանելի է դառնում, NAD+ լակտատից միանում է ջրածնին՝ առաջացնելով ATP: Խմորիչի մեջ թափոններն են ETHANOL և ածխաթթու գազ. Այս տեսակի խմորումը հայտնի է որպես ալկոհոլային կամ էթանոլի խմորում. Այս գործընթացում առաջացած ATP-ն արտադրվում է սուբստրատի մակարդակի ֆոսֆորիլացում, որը թթվածին չի պահանջում։

Ֆոտոսինթեզ

Ֆոտոսինթեզը փոխում է արևի լույսը քիմիական էներգիայի, ջուրը ճեղքում՝ ազատագրելու Օ2, և ամրագրում է CO2 շաքարավազի մեջ:

Ֆոտոսինթեզ գործընթաց է, որն օգտագործվում է բույսերի և այլ օրգանիզմների կողմից փոխակերպել լույսի էներգիա  մեջ քիմիական էներգիա որը հետագայում կարող է ազատվել՝ սնուցելու օրգանիզմի նյութափոխանակության գործունեությունը  բջջային շնչառություն. Այս քիմիական էներգիան պահվում է ածխաջրածին մոլեկուլներ, ինչպիսիք են  Շաքար, որոնք սինթեզվում են ածխաթթու գազ և ջուր: Շատ դեպքերում, թթվածին թողարկվում է նաև որպես թափոն: Մեծ մասը բույսերիalgae, եւ ցիանոբակտերիա իրականացնել ֆոտոսինթեզ, որը մեծապես պատասխանատու է դրա արտադրության և պահպանման համար թթվածնի պարունակությունը Երկրի մթնոլորտից և ապահովում է էներգիայի մեծ մասը, որն անհրաժեշտ է կյանք երկրի վրա.

Ֆոտոսինթեզն ունի չորս փուլ. Լույսի կլանումը, էլեկտրոնների փոխադրում, ATP սինթեզ և ածխածնի ամրացում. Լույսի կլանումը ֆոտոսինթեզի սկզբնական քայլն է, որի միջոցով լույսի էներգիան կլանվում է քլորոֆիլ  Պիգմենտներ, որոնք կցված են սպիտակուցներին թիլաոիդ մեմբրաններ. Կլանված լույսի էներգիան օգտագործվում է դոնորից (ջրից) էլեկտրոնները առաջնային էլեկտրոն ընդունողին հեռացնելու համար. քվինոն նշանակված է որպես Q: Երկրորդ փուլում էլեկտրոնները շարժվում են քինոնային առաջնային էլեկտրոնների ընդունիչից մի շարք էլեկտրոնային կրիչների միջով, մինչև նրանք հասնեն վերջնական էլեկտրոն ընդունողին, որը սովորաբար NADP-ի օքսիդացված ձևն է:+, Որը նվազել է դեպի NADPH, գործընթաց, որը տեղի է ունենում սպիտակուցային համալիրում, որը կոչվում է  ֆոտոհամակարգ I (PSI): Էլեկտրոնների փոխադրումը զուգորդվում է պրոտոնների (կամ ջրածնի) շարժմանը ստրոմայից դեպի թիլաոիդ թաղանթ, որը կազմում է pH գրադիենտ մեմբրանի միջով, քանի որ ջրածինը դառնում է ավելի կենտրոնացված լույսում, քան ստրոմայում: Սա նման է պրոտոն-շարժիչ ուժին, որն առաջանում է ներքին միտոքոնդրիալ մեմբրանի միջով աերոբ շնչառության ժամանակ:

Ֆոտոսինթեզի երրորդ փուլի ընթացքում պրոտոնների շարժումը դեպի իրենց համակենտրոնացման գրադիենտներ թիլաոիդ լույսից մինչև ստրոմա ATP սինթազի միջոցով զուգակցվում է ATP-ի սինթեզին այդ նույն ATP սինթազով: NADPH-ը և ATP-ները, որոնք առաջացել են լույսից կախված ռեակցիաներ երկրորդ և երրորդ փուլերում, համապատասխանաբար, տրամադրում են էներգիա և էլեկտրոններ գլյուկոզայի սինթեզը խթանելու համար՝ մթնոլորտի ածխածնի երկօքսիդը ամրացնելով գոյություն ունեցող օրգանական ածխածնի միացությունների մեջ, ինչպիսիք են. ռիբուլոզ բիսֆոսֆատ (RuBP) լույսից անկախ (կամ մութ) ռեակցիաների հաջորդականությամբ, որը կոչվում է Կալվինի ցիկլը.

Բջջային ազդանշան

Բջջային հաղորդակցություն (կամ ազդանշան) կարողությունն է բջիջներ ազդանշաններ ընդունել, մշակել և փոխանցել իր միջավայրի և իր հետ: Ազդանշանները կարող են լինել ոչ քիմիական, օրինակ՝ լույս,  էլեկտրական ազդակներև ջերմային կամ քիմիական ազդանշաններ (կամ լիգանդներ) որոնք փոխազդում են Ընկալիչները, որը կարելի է գտնել ներդրված է Բջջային թաղանթ մեկ այլ բջիջի կամ գտնվում է խորը ներսում բջիջ Ընդհանուր առմամբ կան չորս տեսակի քիմիական ազդանշաններ. ավտոկրինպարակրինjuxtacrine, եւ  հորմոններ. Ավտոկրին ազդարարման դեպքում լիգանն ազդում է այն նույն բջջի վրա, որն ազատում է այն: Ամբողջ Բջիջները, օրինակ, կարող են անվերահսկելիորեն վերարտադրվել, քանի որ նրանք արձակում են ազդանշաններ, որոնք սկսում են իրենց սեփական ինքնաբաժանումը: Պարակրին ազդանշանի դեպքում լիգանը ցրվում է մոտակա բջիջներում և ազդում դրանց վրա: Օրինակ, ուղեղի բջիջները կոչվում են նեյրոններ  ազատ արձակել ligands կոչվում նյարդային հաղորդիչները որ ցրվում են ա սինապտիկ ճեղքվածք կապվել ընկալիչի հետ հարակից բջջի վրա, ինչպիսին է մեկ այլ նեյրոն կամ մկանային բջիջ. Juxtacrine ազդանշանում կա անմիջական շփում ազդանշանային և արձագանքող բջիջների միջև: Վերջապես, հորմոնները լիգաններ են, որոնք ճանապարհորդում են միջով շրջանառության համակարգեր կենդանիների կամ անոթային համակարգեր բույսերի նպատակային բջիջներին հասնելու համար: Երբ լիգանդը կապվում է ընկալիչի հետ, այն կարող է ազդել մեկ այլ բջջի վարքագծի վրա՝ կախված ընկալիչի տեսակից: Օրինակ՝ նեյրոհաղորդիչները, որոնք կապվում են a ինոտրոպ ընկալիչ  կարող է փոխել գրգռվածություն  թիրախային բջիջի. Ռեցեպտորների այլ տեսակներ ներառում են սպիտակուցային կինազ ընկալիչները (օրինակ, ընկալիչ հորմոնի համար Ինսուլին) Եւ G սպիտակուցով զուգակցված ընկալիչներ. G սպիտակուցի հետ կապված ընկալիչների ակտիվացումը կարող է սկսվել երկրորդ սուրհանդակ կասկադներ. Գործընթացը, որով քիմիական կամ ֆիզիկական ազդանշանը փոխանցվում է բջջի միջով որպես ա մոլեկուլային իրադարձությունների շարք կոչվում է ազդանշանի փոխանցում

Բջջային ցիկլ

Մեյոզում քրոմոսոմները կրկնօրինակվում են և հոմոլոգ քրոմոսոմներ I-ի ընթացքում գենետիկական տեղեկատվության փոխանակում: Դուստր բջիջները կրկին բաժանվում են II-ի մեյոզի ժամանակ՝ ձևավորելով հապլոիդ գամետներ.

The բջջային ցիկլ իրադարձությունների շարան է, որը տեղի է ունենում ա բջիջ ինչը հանգեցնում է նրան, որ այն բաժանվում է երկու դուստր բջիջների: Այս իրադարձությունները ներառում են նրա ԴՆԹ-ի կրկնօրինակումը և դրա մի մասը օրգաններ, և նրա ցիտոպլազմայի հետագա բաժանումը երկու դուստր բջիջների՝ կոչվող գործընթացով բջջային բաժանում.[67] In էուկարիոտներ (այսինքն, կենդանիգործարանսնկային, եւ պաշտպան բջիջները), կան բջիջների բաժանման երկու տարբերակ. mitosis և մեիոզ. Միտոզը բջջային ցիկլի մի մասն է, որում կրկնվում է քրոմոսոմներ բաժանվում են երկու նոր միջուկների. Բջիջների բաժանումը առաջացնում է գենետիկորեն նույնական բջիջներ, որոնցում պահպանվում է քրոմոսոմների ընդհանուր թիվը: Ընդհանուր առմամբ, միտոզին (միջուկի բաժանումը) նախորդում է S փուլը միջֆազային (որի ընթացքում ԴՆԹ-ն կրկնօրինակվում է) և հաճախ հաջորդում է հեռաֆազ և cytokinesis; որը բաժանում է ցիտոպլազմօրգաններ և Բջջային թաղանթ մեկ բջիջից երկու նոր բջիջներ պարունակում է այս բջջային բաղադրիչների մոտավորապես հավասար բաժիններ: Միտոզի տարբեր փուլերը միասին սահմանում են կենդանական բջիջների ցիկլի միտոտիկ փուլը՝ մայր բջիջի բաժանումը երկու գենետիկորեն նույնական դուստր բջիջների: Բջջային ցիկլը կենսական գործընթաց է, որով միաբջիջ  բեղմնավորված ձու զարգանում է հասուն օրգանիզմի, ինչպես նաև այն գործընթացը, որով  մազմաշկարյան բջիջներըեւ ոմանք ներքին օրգանները թարմացվում են։ Բջիջների բաժանումից հետո դուստր բջիջներից յուրաքանչյուրը սկսում է միջֆազային նոր ցիկլի. Ի տարբերություն միտոզի, մեյոզը հանգեցնում է չորս հապլոիդ դուստր բջիջների՝ անցնելով ԴՆԹ-ի կրկնօրինակման մեկ փուլ, որին հաջորդում է երկու բաժանում:  Հոմոլոգ քրոմոսոմներ առանձնացված են առաջին բաժնում (մեյոզ I), իսկ քույր քրոմատիդները բաժանվում են երկրորդ բաժանման մեջ (մեյոզ II): Բջիջների բաժանման այս երկու ցիկլերն էլ օգտագործվում են սեռական վերարտադրության գործընթացում իրենց կյանքի ցիկլի ինչ-որ պահի: Ենթադրվում է, որ երկուսն էլ առկա են էուկարիոտների վերջին ընդհանուր նախնիում:

Պրոկարիոտներ (այսինքն, արխեա և մանրէներ) կարող է նաև ենթարկվել բջիջների բաժանման (կամ երկուական ճեղքվածք): Ի տարբերություն գործընթացների mitosis և մեիոզ էուկարիոտներում պրոկարիոտներում տեղի է ունենում երկուական տրոհումը տեղի է ունենում առանց ա-ի առաջացման spindle ապարատ խցի վրա։ Երկուական տրոհումից առաջ մանրէի ԴՆԹ-ն սերտորեն ոլորված է: Այն արձակվելուց և կրկնօրինակվելուց հետո այն ձգվում է դեպի բակտերիայի առանձին բևեռները, քանի որ այն մեծացնում է չափը, որպեսզի պատրաստվի պառակտմանը: Բջջային նոր պատի աճը սկսում է առանձնացնել բակտերիան (առաջացնելով FtsZ պոլիմերացում և «Z-ring» ձևավորում): Նոր բջջային պատը (septum) լիովին զարգանում է, ինչի հետևանքով բակտերիան ամբողջությամբ պառակտվում է: Նոր դուստր բջիջներն ունեն սերտորեն ոլորված ԴՆԹ ձողեր, ռիբոսոմներ, եւ պլազմիդներ.

Գենետիկա

Ժառանգություն

Փունեթ հրապարակ պատկերում է խաչաձև երկու սիսեռ բույսերի միջև, որոնք հետերոզիգոտ են մանուշակագույն (B) և սպիտակ (b) ծաղիկների համար:

Գենետիկա ժառանգության գիտական ​​ուսումնասիրությունն է։  Մենդելյան ժառանգություն, մասնավորապես, այն գործընթացն է, որով գեները և հատկությունները փոխանցվում են ծնողներից սերունդներին: Այն ձևակերպվել է Գրեգոր Մենդել, հիմնվելով տասնիններորդ դարի կեսերին սիսեռի բույսերի հետ նրա աշխատանքի վրա։ Մենդելը հաստատեց ժառանգության մի քանի սկզբունքներ. Առաջինն այն գենետիկական հատկանիշներն են, որոնք այժմ կոչվում են ալելներ, դիսկրետ են և ունեն այլընտրանքային ձևեր (օրինակ՝ մանուշակագույն ընդդեմ սպիտակ կամ բարձրահասակ ընդդեմ թզուկի), որոնցից յուրաքանչյուրը ժառանգվել է երկու ծնողներից մեկից։ Նրա հիման վրա գերակայության և միատեսակության օրենքը, որը նշում է, որ որոշ ալելներ են գերիշխող մինչդեռ մյուսներն են ռեցեսիվ; առնվազն մեկ գերիշխող ալել ունեցող օրգանիզմը կցուցադրի այն ֆենոտիպ այդ գերիշխող ալելից։ Այս կանոնի բացառությունները ներառում են ներթափանցում և արտահայտչականություն. Մենդելը նշել է, որ գամետների ձևավորման ժամանակ յուրաքանչյուր գենի ալելները առանձնանում են միմյանցից այնպես, որ յուրաքանչյուր գամետ կրում է միայն մեկ ալել յուրաքանչյուր գենի համար, ինչը նշվում է նրա կողմից։ սեգրեգացիայի օրենքըՀետերոզիգոտիկ անհատները արտադրում են գամետներ երկու ալելների հավասար հաճախականությամբ: Ի վերջո, Մենդելը ձևակերպեց անկախ տեսականու օրենք, որը նշում է, որ տարբեր հատկանիշների գեները կարող են ինքնուրույն տարանջատվել գամետների ձևավորման ժամանակ, այսինքն՝ գեները անկապ են։ Այս կանոնից բացառություն կարող է ներառել այնպիսի հատկանիշներ, որոնք կան սեռի հետ կապվածՓորձնական խաչեր կարող է իրականացվել՝ հիմքում ընկածը փորձարարականորեն որոշելու համար գենոտիպը գերիշխող ֆենոտիպ ունեցող օրգանիզմի։ Փունեթ հրապարակ կարող է օգտագործվել թեստային խաչի արդյունքները կանխատեսելու համար: Այն Ժառանգության քրոմոսոմային տեսություն, որը նշում է, որ գեները հայտնաբերվում են քրոմոսոմների վրա, աջակցել է Թոմաս Մորգանս-ի փորձերը մրգեր ճանճեր, որը հաստատել է սեռական կապը աչքերի գույնի և սեռ այս միջատների մեջ. Մարդկանց և այլ կաթնասունների (օրինակ՝ շների) դեպքում հնարավոր կամ գործնական չէ փորձնական խաչաձև փորձարկումներ կատարել: Փոխարենը, տոհմեր, որոնք տոհմածառերի գենետիկական ներկայացումներ են, փոխարենը օգտագործվում են որոշակի հատկանիշի կամ հիվանդության ժառանգությունը մի քանի սերունդների ընթացքում հետագծելու համար:

ԴՆԹ -

Հիմքերը ընկած են երկու պարուրաձև ԴՆԹ շղթաների միջև:

գեն մի միավոր է ժառանգականությունը որը համապատասխանում է դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի շրջանին (ԴՆԹ -) որը կրում է ծագումնաբանական տեղեկատվություն, որը որոշակի ձևերով ազդում է օրգանիզմի ձևի կամ ֆունկցիայի վրա: ԴՆԹ-ն ա մոլեկուլ կազմված երկուսից պոլինուկլեոտիդ շղթաներ, որոնք պտտվում են իրար շուրջ՝ ձևավորելով ա կրկնակի խխունջ, որն առաջին անգամ նկարագրել է Եյմս Ուոթսոն և Ֆրենսիս Քրիկ 1953 թվականին Հանդիպում է գծային քրոմոսոմներ in էուկարիոտներ, և շրջանաձև քրոմոսոմներ պրոկարիոտներ. Քրոմոսոմը կազմակերպված կառուցվածք է, որը բաղկացած է ԴՆԹ-ից և հիստոններ. Բջջում գտնվող քրոմոսոմների հավաքածուն և ցանկացած այլ ժառանգական տեղեկատվություն, որը հայտնաբերված է բջիջում mitochondriaքլորոպլաստներ, կամ այլ վայրեր միասին հայտնի է որպես բջիջ գենոմը. Էուկարիոտներում գենոմային ԴՆԹ-ն տեղայնացված է բջջային կորիզկամ միտոքոնդրիումներում և քլորոպլաստներում փոքր քանակությամբ։ Պրոկարիոտների մոտ ԴՆԹ-ն պահվում է ցիտոպլազմայի անկանոն ձևի մարմնի մեջ, որը կոչվում է նուկլեոիդ. Գենոմի գենետիկական տեղեկատվությունը պահվում է գեների ներսում, և օրգանիզմում այդ տեղեկատվության ամբողջական հավաքումը կոչվում է գենոտիպը. Գենները կոդավորում են բջիջներին անհրաժեշտ տեղեկատվությունը սպիտակուցների սինթեզի համար, որոնք իրենց հերթին կենտրոնական դեր են խաղում վերջնական արդյունքի վրա: ֆենոտիպ օրգանիզմի։

Երկու պոլինուկլեոտիդային շղթաները, որոնք կազմում են ԴՆԹ-ն, անցնում են միմյանց հակառակ ուղղություններով և, հետևաբար, գտնվում են հակազուգահեռ. Յուրաքանչյուր թել կազմված է նուկլեոտիդներ,[84][85] յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ պարունակում է չորս ազոտներից մեկը հիմքերը (ցիտոսին [C], գուանուն [G], Ադենին [A] կամ տիմին [T]), ա շաքար անվանել դեօքսիռիբոզԵւ ֆոսֆատ խումբ. Նուկլեոտիդները շղթայով միացված են միմյանց կովալենտային պարտատոմսեր մի նուկլեոտիդի շաքարի և մյուսի ֆոսֆատի միջև, ինչի հետևանքով տեղի է ունենում փոփոխական շաքար-ֆոսֆատ ողնաշար. Դա է հերթականություն այս չորս հիմքերից ողնաշարի երկայնքով, որը կոդավորում է գենետիկական տեղեկատվությունը: Երկու պոլինուկլեոտիդային շղթաների հիմքերը միմյանց հետ կապված են ջրածնի պարտատոմսերՀամաձայն բազայի զուգավորում կանոններ (A-ն T-ով և C-ով G-ով), ստեղծելու երկշղթա ԴՆԹ: Հիմքերը բաժանված են երկու խմբի. պիրիմիդիններ և պուրիններ. ԴՆԹ-ում պիրիմիդինները թիմին և ցիտոզին են, մինչդեռ պուրինները ադենին և գուանին են:

Կա ակոսներ որոնք անցնում են կրկնակի պարույրի ողջ երկարությամբ՝ ԴՆԹ-ի շղթաների միմյանց նկատմամբ անհավասար տարածության պատճառով: Երկու ակոսներն էլ տարբերվում են չափերով, ընդ որում հիմնական ակոսն ավելի մեծ է և, հետևաբար, սպիտակուցների միացման համար ավելի հասանելի, քան փոքր ակոսը: Հիմքերի արտաքին եզրերը ենթարկվում են այդ ակոսներին և, հետևաբար, հասանելի են լրացուցիչ ջրածնային կապի համար: Քանի որ յուրաքանչյուր ակոս կարող է ունենալ բազային զույգերի երկու հնարավոր կոնֆիգուրացիաներ (GC և AT), կան չորս հնարավոր բազային զույգ կազմաձևեր ամբողջ կրկնակի պարույրի մեջ, որոնցից յուրաքանչյուրը քիմիապես տարբերվում է մյուսից: Արդյունքում, սպիտակուցի մոլեկուլները կարողանում են ճանաչել և կապել հատուկ բազային զույգերի հաջորդականություններին, ինչը ԴՆԹ-սպիտակուցի հատուկ փոխազդեցությունների հիմքն է։

ԴՆԹ վերարտադրություն է կիսահաղորդիչ գործընթաց, որի ընթացքում յուրաքանչյուր շղթա ծառայում է որպես ԴՆԹ-ի նոր շղթայի ձևանմուշ: Գործընթացը սկսվում է կրկնակի պարույրի արձակումից հետո վերարտադրության ծագումը, որը բաժանում է երկու թելերը՝ դրանով իսկ դրանք հասանելի դարձնելով որպես երկու կաղապարներ։ Այնուհետև դրան հաջորդում է ֆերմենտի միացումը պրիմիզա սկզբնական ՌՆԹ-ի (կամ որոշ վիրուսներում ԴՆԹ-ի) շղթա սինթեզելու ձևանմուշին, որը կոչվում է a այբբենարան 5'-ից ​​մինչև 3' գտնվելու վայրից: Երբ այբբենարանն ավարտվում է, պրիմազան ազատվում է կաղապարից, որին հաջորդում է ֆերմենտի միացումը ԴՆԹ պոլիմերազա նույն ձևանմուշին՝ նոր ԴՆԹ սինթեզելու համար: Կենդանի բջիջում ԴՆԹ-ի վերարտադրման արագությունը չափվել է որպես իդեալական պայմաններում վայրկյանում ավելացված 749 նուկլեոտիդ:

ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը կատարյալ չէ, քանի որ ԴՆԹ պոլիմերազը երբեմն տեղադրում է հիմքեր, որոնք լրացնում են ձևանմուշին (օրինակ՝ A-ի մեջ դնելով G-ին հակառակ շղթայում կաղապարի շղթայում): Էուկարիոտներում սկզբնական սխալը կամ մուտացիայի արագությունը 1-ից 100,000-ն է: Հրապարակումներ և անհամապատասխանության վերանորոգում երկու մեխանիզմներն են, որոնք վերականգնում են այս սխալները, ինչը նվազեցնում է մուտացիայի մակարդակը մինչև 10- 10հատկապես բջջային ցիկլից առաջ և հետո:

Մուտացիաները ԴՆԹ-ի ժառանգական փոփոխություններ են: Նրանք կարող են առաջանալ ինքնաբուխ կրկնօրինակման սխալների արդյունքում, որոնք չեն շտկվել սրբագրման միջոցով կամ կարող են ուղղվել իջեցված շրջակա միջավայրի կողմից մուտագեն ինչպիսին է քիմիական (օրինակ. ազոտաթթուբենզոպիրեն) կամ ճառագայթում (օրինակ, ռենտգենգամմա ճառագայթուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, անկայուն իզոտոպներից արտանետվող մասնիկներ): Մուտացիաները կարող են դրսևորվել որպես մեկ հիմքի փոփոխություն կամ ավելի մեծ մասշտաբով, որը ներառում է քրոմոսոմային մուտացիաներ, ինչպիսիք են. ջնջումներինվերսիաներԿամ  փոխադրումներ.

Բազմաբջջային օրգանիզմներում մուտացիաները կարող են առաջանալ սոմատիկ or սերմնաբջիջ բջիջներ Սոմատիկ բջիջներում մուտացիաները փոխանցվում են դուստր բջիջներին միտոզի ընթացքում: Ծննդաբերական բջիջներում, ինչպիսին է սերմնահեղուկը կամ ձվաբջիջը, մուտացիան կհայտնվի օրգանիզմում բեղմնավորման ժամանակ: Մուտացիաները կարող են հանգեցնել մի քանի տեսակի ֆենոտիպային էֆեկտների, ինչպիսիք են լուռ, ֆունկցիայի կորուստը, գործառույթի շահույթ, և պայմանական մուտացիաներ։

Որոշ մուտացիաներ կարող են օգտակար լինել, քանի որ դրանք դրա աղբյուրն են գենետիկական փոփոխություններ էվոլյուցիայի համար։ Մյուսները կարող են վնասակար լինել, եթե դրանք հանգեցնեն գոյատևման համար անհրաժեշտ գեների ֆունկցիայի կորստի: Մուտագեններ, ինչպիսիք են carcinogens սովորաբար խուսափում են որպես խնդիր հանրային առողջապահության քաղաքականություն նպատակներ. Օրինակներից մեկն արգելումն է քլորֆտորածխածնիկներ (CFC) կողմից Մոնրեալի արձանագրությունըքանի որ CFC-ները հակված են սպառել օզոնի շերտ, ինչի հետևանքով արևից ավելի շատ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում է անցնում Երկրի վերին մթնոլորտով, դրանով իսկ առաջացնելով սոմատիկ մուտացիաներ, որոնք կարող են հանգեցնել մաշկի քաղցկեղ. Նմանապես, ծխելու արգելքները կիրառվել են ամբողջ աշխարհում՝ փորձելով նվազեցնել հիվանդացությունը թոքերի քաղցկեղ.

Գենի արտահայտություն

Ընդլայնվածը մոլեկուլային կենսաբանության կենտրոնական դոգմա ներառում է գենետիկական տեղեկատվության հոսքի հետ կապված բոլոր գործընթացները:

Գեն արտահայտություն  մոլեկուլային գործընթացն է, որով ա գենոտիպը հիմք է տալիս ա ֆենոտիպ, այսինքն՝ դիտելի հատկանիշ։ Գենետիկական տեղեկատվությունը պահվում է ԴՆԹ - ներկայացնում է գենոտիպը, մինչդեռ ֆենոտիպը առաջանում է սպիտակուցների սինթեզից, որոնք վերահսկում են օրգանիզմի կառուցվածքը և զարգացումը կամ գործում են որպես enzymes հատուկ նյութափոխանակության ուղիների կատալիզացում: Այս գործընթացը ամփոփված է մոլեկուլային կենսաբանության կենտրոնական դոգմա, որը ձեւակերպել է Ֆրենսիս Քրիկ - ին 1958:. Ըստ Կենտրոնական Դոգմայի՝ գենետիկական տեղեկատվությունը ԴՆԹ-ից դեպի ՌՆԹ է հոսում դեպի սպիտակուց: Այսպիսով, կան գեների արտահայտման երկու գործընթաց. արտագրելը (ԴՆԹ-ից ՌՆԹ) և թարգմանություն (ՌՆԹ-ից դեպի սպիտակուց): Այս գործընթացները օգտագործվում են ողջ կյանքի կողմից.էուկարիոտներ (Այդ թվում ` բազմաբջիջ օրգանիզմներ), պրոկարիոտներ (մանրէներ և արխեա), և շահագործվում են վիրուսներ- առաջացնել մակրոմոլեկուլային մեքենաներ կյանքի համար.

Տառադարձման ընթացքում՝ սուրհանդակ RNA (mRNA) շղթաները ստեղծվում են օգտագործելով ԴՆԹ-ի շղթաները որպես ձևանմուշ, որը սկսվում է, երբ ՌՆԹ պոլիմերազա կապվում է ԴՆԹ-ի հաջորդականությանը, որը կոչվում է a խթանողին, որը հրահանգում է ՌՆԹ-ին սկսել ԴՆԹ-ի երկու շղթաներից մեկի տրանսկրիպցիան։[91] ԴՆԹ-ի հիմքերը փոխանակվում են իրենց համապատասխան հիմքերով, բացառությամբ տիմինի (T) դեպքի, որի ՌՆԹ-ն փոխարինում է. ուրացիլ (U). Էուկարիոտներում ԴՆԹ-ի մեծ մասը (օրինակ՝ մարդկանց մոտ 98%-ը) պարունակում է ոչ կոդավորում անվանել ներոններ, որոնք չեն ծառայում որպես նախշեր սպիտակուցային հաջորդականություններ. Կոդավորման շրջանները կամ էկզոններ ինտրոնների հետ միասին հատվում են առաջնային արտագրություն (կամ նախնական mRNA):[91] Նախքան թարգմանությունը, նախամՌՆԹ-ն ենթարկվում է հետագա վերամշակման, որի արդյունքում ինտրոնները հեռացվում են (կամ ցրվում)՝ թողնելով միայն զուգված էկզոնները հասուն mRNA շղթայում:

mRNA-ի վերածումը սպիտակուցի տեղի է ունենում ռիբոսոմներ, որի միջոցով տառադարձված mRNA շարանը սահմանում է հաջորդականությունը Amino թթուներ սպիտակուցների ներսում՝ օգտագործելով գենետիկ կոդԳենային արտադրանք հաճախ սպիտակուցներ, բայց ոչ սպիտակուցային կոդավորող գեներում, ինչպիսիք են փոխանցման ՌՆԹ (tRNA) և փոքր միջուկային ՌՆԹ (snRNA), ապրանքը ֆունկցիոնալ է ոչ կոդավորող ՌՆԹ.

Գենային կարգավորում

Գենի արտահայտման տարբեր փուլերի կարգավորում

The գեների արտահայտման կարգավորում (կամ գեների կարգավորում) շրջակա միջավայրի գործոններով և տարբեր փուլերում զարգացում կարող է առաջանալ գործընթացի յուրաքանչյուր քայլում, ինչպիսիք են  արտագրելըՌՆԹ-ի միացումթարգմանություն, եւ հետթարգմանական փոփոխություն մի սպիտակուցից:

Գենի տրանսկրիպցիայի կարգավորվելու ունակությունը թույլ է տալիս պահպանել էներգիան, քանի որ բջիջները միայն անհրաժեշտության դեպքում կպատրաստեն սպիտակուցներ: Գենի արտահայտման վրա կարող է ազդել դրական կամ բացասական կարգավորումը՝ կախված նրանից, թե կարգավորող սպիտակուցներից որն է կոչվում  տառադարձման գործոնները կապվում է ԴՆԹ-ի հաջորդականությանը մոտ կամ նրա մոտ: Գենների մի կլաստեր, որոնք ունեն նույն պրոմոտորը կոչվում է ան օպերոնհայտնաբերված հիմնականում պրոկարիոտներում և որոշ ստորին էուկարիոտներում (օրինակ. Caenorhabditis elegans): Այն առաջին անգամ հայտնաբերվել է մ Escherichia coli- պրոկարիոտ բջիջ, որը կարող է հայտնաբերվել երկպառակտչական մարդկանց և այլ կենդանիների — 1960-ական թթ Ֆրանսուա Յակոբ և Ժակ Մոնոդ. Նրանք ուսումնասիրել են պրոկարիոտային բջիջները լիճ օպերոն, որը երեք գեների մասն է (lacZlacY, եւ lacA), որոնք կոդավորում են լակտոզա նյութափոխանակող երեք ֆերմենտներ (β-գալակտոզիդազβ-գալակտոզիդային պերմեազ, եւ β-գալակտոզիդ տրանսացետիլազ). Գենի էքսպրեսիայի դրական կարգավորման դեպքում, ակտիվացնողը տրանսկրիպցիոն գործոնն է, որը խթանում է տրանսկրիպցիան, երբ այն կապվում է հաջորդականության հետ պրոմոուտերի մոտ կամ մոտ: Ի հակադրություն, բացասական կարգավորումը տեղի է ունենում, երբ տրանսկրիպցիոն մեկ այլ գործոն կոչվում է a ռեպրեսոր կապվում է ԴՆԹ-ի հաջորդականությանը, որը կոչվում է an օպերատոր, որը օպերոնի մի մասն է, տրանսկրիպցիան կանխելու համար։ Երբ ռեպրեսորը միանում է ճնշվող օպերոնին (օրինակ. trp օպերոն), դա անում է միայն ա-ի առկայության դեպքում կորպրեսոր. Ռեպրեսորները կարող են արգելակվել միացություններով, որոնք կոչվում են ինդուկտորներ (օրինակ, ալոլակտոզա), որոնք գործադրում են իրենց ազդեցությունը՝ կապվելով ռեպրեսորին, որպեսզի կանխեն այն կապելու օպերատորին, դրանով իսկ թույլ տալով, որ տեղի ունենա տառադարձում։ Կոչվում են հատուկ գեներ, որոնք կարող են ակտիվանալ ինդուկտորների միջոցով ինդուկտիվ գեներ (օրինակ, lacZ or lacA in E. coli), որոնք հակադրվում են ստեղծող գեներ որոնք գրեթե միշտ ակտիվ են: Ի տարբերություն երկուսի, կառուցվածքային գեներ կոդավորում են սպիտակուցներ, որոնք ներգրավված չեն գեների կարգավորման մեջ:

Պրոկարիոտիկ բջիջներում տրանսկրիպցիան կարգավորվում է սպիտակուցներով, որոնք կոչվում են սիգմա գործոններ, որոնք կապվում են ՌՆԹ պոլիմերազի հետ և ուղղորդում այն ​​հատուկ խթանողներին։ Նմանապես, էուկարիոտիկ բջիջներում տրանսկրիպցիոն գործոնները կարող են նաև համակարգել մի խումբ գեների արտահայտումը, նույնիսկ եթե գեներն իրենք տեղակայված են տարբեր քրոմոսոմների վրա: Այս գեների համակարգումը կարող է տեղի ունենալ այնքան ժամանակ, քանի դեռ դրանք կիսում են նույն կարգավորող ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը, որը կապում է նույն տրանսկրիպցիոն գործոններին: Էուկարիոտիկ բջիջներում խթանողներն ավելի բազմազան են, բայց հակված են պարունակել հիմնական հաջորդականություն, որին կարող է կապվել ՌՆԹ պոլիմերազը, ընդ որում ամենատարածված հաջորդականությունը TATA տուփ, որը պարունակում է բազմաթիվ կրկնվող A և T հիմքեր։ Մասնավորապես, ՌՆԹ պոլիմերազ II ՌՆԹ պոլիմերազն է, որը կապվում է պրոմոտորի հետ՝ էուկարիոտներում սպիտակուցը կոդավորող գեների տրանսկրիպցիան սկսելու համար, բայց միայն բազմակի առկայության դեպքում: ընդհանուր տառադարձման գործոններ, որոնք տարբերվում են տառադարձման գործոններից, որոնք ունեն կարգավորիչ ազդեցություն, այսինքն՝ ակտիվացնողներ և ռեպրեսորներ։ Էուկարիոտիկ բջիջներում ԴՆԹ-ի հաջորդականությունները, որոնք կապվում են ակտիվացնողների հետ, կոչվում են ուժեղացուցիչներ, մինչդեռ այն հաջորդականությունները, որոնք կապվում են ռեպրեսորների հետ, կոչվում են խլացուցիչներ: Տառադարձման գործոններ, ինչպիսիք են ակտիվացված T-բջիջների միջուկային գործոն (NFAT) կարող են նույնականացնել հատուկ նուկլեոտիդային հաջորդականությունը՝ հիմնվելով կապակցման վայրի բազային հաջորդականության վրա (օրինակ՝ CGAGGAAATTG NFAT-ի համար), որը որոշում է այդ հաջորդականության մեջ քիմիական խմբերի դասավորությունը, որը թույլ է տալիս հատուկ ԴՆԹ-սպիտակուց փոխազդեցություններ: Տրանսկրիպցիոն գործոնների արտահայտությունն է հիմքում ընկած բջջային տարբերակում մի զարգացող սաղմի.

Ի լրումն կարգավորող իրադարձությունների, որոնք ներառում են խթանողին, գենի արտահայտումը կարող է կարգավորվել նաև epigenetic փոփոխություններ քրոմատին, որը ԴՆԹ-ի և սպիտակուցի համալիր է, որը հայտնաբերված է էուկարիոտիկ բջիջներում։

mRNA-ի հետտրանսկրիպցիոն վերահսկողությունը կարող է ներառել այլընտրանքային միացում  of առաջնային mRNA տառադարձումներ, որի արդյունքում մեկ գեն է առաջացնում տարբեր հասուն mRNA-ներ, որոնք կոդավորում են տարբեր սպիտակուցների ընտանիք: Լավ ուսումնասիրված օրինակ է Sxl գենի մեջ Drosophila, որը որոշում է սեռ այս կենդանիների մեջ. Գենն ինքնին պարունակում է չորս էկզոն, և դրա նախնական mRNA տառադարձման այլընտրանքային միացումը կարող է առաջացնել Sxl սպիտակուցի երկու ակտիվ ձև էգ ճանճերի մոտ, իսկ մեկը՝ սպիտակուցի ոչ ակտիվ ձև՝ արուների մոտ: Մեկ այլ օրինակ է մարդու իմունային անբավարարության վիրուսը (ՄԻԱՎ), որն ունի մեկ նախնական mRNA տառադարձում, որը կարող է առաջացնել մինչև ինը սպիտակուցներ՝ այլընտրանքային միացման արդյունքում: Մարդկանց մոտ բոլոր 21,000 գեների ութսուն տոկոսը այլընտրանքային կերպով միացված է: Հաշվի առնելով, որ և՛ շիմպանզեները, և՛ մարդիկ ունեն նույն թվով գեներ, ենթադրվում է, որ այլընտրանքային զուգավորումը կարող է նպաստել վերջինիս բարդությանը, քանի որ մարդկային ուղեղում այլընտրանքային զուգավորումների ավելի մեծ քանակ է, քան շիմպանզեների ուղեղում:

Թարգմանությունը կարող է կարգավորվել երեք հայտնի եղանակներով, որոնցից մեկը ներառում է մի փոքրիկ ՌՆԹ մոլեկուլներ, որոնք կոչվում են. միկրոՌՆԱ (miRNA) թիրախային mRNA տառադարձում, որն արգելակում է դրա թարգմանությունը և հանգեցնում դրա դեգրադացման: Թարգմանությունը կարող է նաև արգելակվել 5' կափարիչի ձևափոխմամբ՝ փոխարինելով փոփոխված գուանոզին տրիֆոսֆատը (GTP) mRNA-ի 5' վերջում չփոփոխված GTP մոլեկուլով: Ի վերջո, թարգմանական ռեպրեսորային սպիտակուցները կարող են կապվել mRNA-ներին և կանխել դրանց միացումը ռիբոսոմին՝ դրանով իսկ արգելափակելով թարգմանությունը:

Թարգմանվելուց հետո սպիտակուցների կայունությունը կարող է կարգավորվել՝ նպատակաուղղված լինելով քայքայման համար: Ընդհանուր օրինակն այն է, երբ ֆերմենտը միացնում է կարգավորող սպիտակուցը, որը կոչվում է ուբիկվիտին դեպի լիզին մնացորդ նպատակային սպիտակուցից: Այնուհետև այլ ուբիկվիտիններ կցվում են առաջնային ուբիկվիտինին՝ ձևավորելով պոլիուբիկվիտինացված սպիտակուց, որն այնուհետև մտնում է շատ ավելի մեծ սպիտակուցային համալիր, որը կոչվում է.   պրոթեզերոն   Երբ po-lyubiquitinated սպիտակուցը մտնում է պրոտեազոմ, պոլիուբիկվիտինը անջատվում է թիրախային սպիտակուցից, որը բացվում է պրոթեզոմի կողմից ATP-ից կախված ձևով, ինչը թույլ է տալիս այն հիդրոլիզացնել երեքով: պրոտեազներ.

Գենոմներ

Մարդու գենոմի կազմը

գենոմը օրգանիզմի ամբողջական հավաքածուն է ԴՆԹ -ներառյալ նրա բոլոր գեները: Գենոմների հաջորդականությունը և վերլուծությունը կարող են իրականացվել բարձր թողունակության միջոցով ԴՆԹ -ի հաջորդականացում և կենսաինֆորմատիկա հավաքել և վերլուծել ամբողջ գենոմների գործառույթն ու կառուցվածքը: Պրոկարիոտների գենոմները փոքր են, կոմպակտ և բազմազան։ Ի հակադրություն, էուկարիոտների գենոմներն ավելի մեծ և բարդ են, օրինակ՝ ավելի շատ կարգավորող հաջորդականություններ և նրա գենոմի մեծ մասը կազմված է ֆունկցիոնալ ՌՆԹ-ի ոչ կոդավորող ԴՆԹ հաջորդականություններից (rRNAtRNA, եւ mRNA) կամ կարգավորող հաջորդականություններ: Տարբերի գենոմները մոդելային օրգանիզմներ ինչպես, օրինակ, արաբիդոպսիսմրգերի ճանճը, մկներ, նեմատոդներ, եւ թթխմոր հաջորդականացվել են. Այն Մարդու գենոմի նախագիծ Միջազգային գիտական ​​հանրության կողմից ամբողջը հաջորդականացնելու գլխավոր ձեռնարկումն էր մարդու գենոմը, որն ավարտվել է 2003թ. Մարդու գենոմի հաջորդականությունը տվել է գործնական կիրառություններ, ինչպիսիք են ԴՆԹ մատնահետք, որը կարող է օգտագործվել հայրության թեստավորում և դատաբժշկական փորձաքննություն. Մեջ դեղ, ամբողջ մարդկային գենոմի հաջորդականությունը թույլ է տվել նույնականացնել մուտացիաների այդ պատճառը ուռուցքներ ինչպես նաև գեներ, որոնք առաջացնում են սպեցիֆիկ գենետիկ խանգարում. Տարբեր օրգանիզմների գենոմների հաջորդականությունը հանգեցրել է առաջացմանը համեմատական ​​գենոմիկա, որի նպատակն է գեների համեմատություններ անել այդ տարբեր օրգանիզմների գենոմներից։

Շատ գեներ կոդավորում են մեկից ավելի սպիտակուցներ՝ հետ հետթարգմանական փոփոխություններ  բարձրացնելով բջջի մեջ սպիտակուցների բազմազանությունը. Օրգանիզմի պրոտեոմ նրա գենոմով արտահայտված սպիտակուցների ամբողջ հավաքածուն է և պրոտեոմիկա ձգտում է ուսումնասիրել օրգանիզմի կողմից արտադրվող սպիտակուցների ամբողջությունը: Քանի որ շատ սպիտակուցներ ֆերմենտներ են, նրանց գործունեությունը հակված է ազդել սուբստրատների և արտադրանքի կոնցենտրացիաների վրա: Այսպիսով, պրոտեոմի փոփոխության հետ փոխվում է փոքր մոլեկուլների քանակը կամ մետաբոլիտներ Բջջի կամ օրգանիզմի փոքր մոլեկուլների ամբողջությունը կոչվում է a նյութափոխանակություն և նյութափոխանակություն բջիջի կամ օրգանիզմի ֆիզիոլոգիական գործունեության հետ կապված մետաբոլոմի ուսումնասիրությունն է։

Կենսատեխնոլոգիա

 

Ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ի կառուցում, որում օտար ԴՆԹ-ի բեկորը տեղադրվում է ա պլազմիդ վեկտոր.

Կենսատեխնոլոգիա բջիջների կամ օրգանիզմների օգտագործումն է մարդկանց համար արտադրանք մշակելու համար: Լայն կիրառմամբ կիրառվող տեխնոլոգիաներից մեկը ստեղծումն է ռեկոմբինանտ ԴՆԹ, որը լաբորատորիայում երկու կամ ավելի աղբյուրներից հավաքված ԴՆԹ մոլեկուլ է։ Մինչև գալուստը պոլիմերազային շղթայի ռեակցիաԿենսաբանները մանիպուլյացիայի կենթարկեն ԴՆԹ-ն՝ կտրելով այն ավելի փոքր բեկորների միջոցով սահմանափակող ֆերմենտներ. Այնուհետև նրանք մաքրում և վերլուծում էին բեկորները՝ օգտագործելով գել էլեկտրոֆորեզ և այնուհետև վերամիավորել բեկորները նոր ԴՆԹ հաջորդականության մեջ՝ օգտագործելով ԴՆԹ լիգազ. Ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ն ապա կլոնավորվել է ներդնելով այն ընդունող բջիջի մեջ, գործընթաց, որը հայտնի է որպես կերպարանափոխություն եթե հյուրընկալող բջիջները բակտերիաներ էին, ինչպիսիք են E. coliԿամ տրանսֆեկցիա եթե հյուրընկալող բջիջները նման են էուկարիոտային բջիջներին թթխմոր, բուսական կամ կենդանական բջիջներ։ Երբ ընդունող բջիջը կամ օրգանիզմը ստանում և ինտեգրում է ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ն, այն նկարագրվում է այսպես տրանսգենիկ.

Ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ն կարող է տեղադրվել երկու եղանակներից մեկով. Ընդհանուր մեթոդը ԴՆԹ-ի ուղղակի ներդիրն է հյուրընկալող քրոմոսոմի մեջ, որտեղ տեղադրման վայրը պատահական է: Մեկ այլ մոտեցում կլինի ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ի տեղադրումը որպես մեկ այլ ԴՆԹ հաջորդականության մաս, որը կոչվում է a վեկտոր, որն այնուհետև ինտեգրվում է հյուրընկալող քրոմոսոմին կամ ունի ԴՆԹ-ի վերարտադրության իր ծագումը, դրանով իսկ թույլ տալով վերարտադրվել հյուրընկալող քրոմոսոմից անկախ Պլսմիդս բակտերիալ բջիջներից, ինչպիսիք են E. coli սովորաբար օգտագործվում են որպես վեկտորներ իրենց համեմատաբար փոքր չափի պատճառով (օրինակ՝ 2000-6000 բազային զույգ E. coli), սահմանափակող ֆերմենտների, գեների առկայություն, որոնք դիմացկուն են հակաբիոտիկների, և վերարտադրման ծագման առկայությունը: Գեն, որը կոդավորում է a ընտրովի մարկեր ինչպիսիք են հակաբիոտիկների դիմադրությունը նույնպես ներառված է վեկտորի մեջ: Այս շուկայի ընդգրկումը թույլ է տալիս ընտրել միայն այն հյուրընկալող բջիջները, որոնք պարունակում են ռեկոմբինանտ ԴՆԹ, իսկ դրանք, որոնք չեն պարունակում:  Ավելին, մարկերը ծառայում է նաև որպես ա թղթակցի գեն որը արտահայտվելուց հետո կարելի է հեշտությամբ հայտնաբերել և չափել:

Երբ ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ն գտնվում է առանձին բակտերիաների բջիջների ներսում, այդ բջիջները գտնվում են ծածկված և թույլ տվեց աճել Ա գաղութ որը պարունակում է միլիոնավոր տրանսգենային բջիջներ, որոնք կրում են նույն ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ն: Այս տրանսգենային բջիջներն այնուհետև արտադրում են մեծ քանակությամբ տրանսգենային արտադրանք, ինչպիսին մարդն է Ինսուլին, որն առաջին դեղամիջոցն էր, որը պատրաստվել էր ռեկոմբինանտ ԴՆԹ տեխնոլոգիայի միջոցով։

Նպատակներից մեկը մոլեկուլային կլոնավորում ԴՆԹ-ի հատուկ հաջորդականությունների և դրանց կոդավորված սպիտակուցների գործառույթը բացահայտելն է: Որպեսզի ԴՆԹ-ի որոշակի հաջորդականությունը ուսումնասիրվի և մանիպուլյացիայի ենթարկվի, անհրաժեշտ է պատրաստել ԴՆԹ-ի բեկորների միլիոնավոր պատճեններ, որոնք պարունակում են այդ ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը: Սա ներառում է անձեռնմխելի գենոմի քայքայումը, որը չափազանց մեծ է՝ հյուրընկալող բջիջ ներմուծվելու համար՝ ԴՆԹ-ի ավելի փոքր բեկորների մեջ: Թեև այլևս անձեռնմխելի չէ, ԴՆԹ-ի այս բեկորների հավաքածուն դեռևս կազմում է օրգանիզմի գենոմը, իսկ հավաքածուն ինքնին կոչվում է գենոմային գրադարան, հետագա ուսումնասիրության համար հատուկ ԴՆԹ-ի բեկորներ որոնելու և առբերելու ունակության շնորհիվ, որը նման է սովորական գրքից գիրքը հանելու գործընթացին։ գրադարան.[103] ԴՆԹ-ի բեկորները կարելի է ձեռք բերել օգտագործելով սահմանափակող ֆերմենտներ և այլ գործընթացներ, ինչպիսիք են մեխանիկական կտրում. Ստացված յուրաքանչյուր բեկոր այնուհետև մտցվում է վեկտորի մեջ, որն ընդունվում է բակտերիաների ընդունող բջիջի կողմից: Այնուհետև հյուրընկալող բջիջը թույլատրվում է բազմանալ ընտրովի միջին (օրինակ՝ հակաբիոտիկների դիմադրություն), որն առաջացնում է այս ռեկոմբինանտ բջիջների գաղութ, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է նույն ԴՆԹ-ի բեկորների բազմաթիվ պատճեններ։ Այս գաղութները կարելի է աճեցնել՝ դրանք տարածելով պինդ միջավայրի վրա Պետրիի ուտեստներ, որոնք ինկուբացված հարմար ջերմաստիճանում: Միայն մեկ ճաշատեսակ կարող է տեղավորել հազարավոր բակտերիաների գաղութներ, որոնք հեշտությամբ կարող են ստուգվել ԴՆԹ-ի որոշակի հաջորդականության համար:  Հերթականությունը կարելի է նույնականացնել՝ նախ Պետրիի ափսեը բակտերիալ գաղութներով կրկնօրինակելով, այնուհետև կրկնօրինակված գաղութների ԴՆԹ-ն բացահայտելով։ hybridization, որը ներառում է դրանք լրացնող պիտակավորումը ռադիոակտիվ or ֆլուորեսցենտ նուկլեոտիդներ.

Ավելի փոքր ԴՆԹ գրադարաններ, որոնք պարունակում են որոշակի հյուսվածքի գեներ, կարող են ստեղծվել՝ օգտագործելով կոմպլեմենտար ԴՆԹ (cDNA): Այս cDNA-ների հավաքումը կոնկրետ հյուսվածքից որոշակի ժամանակ կոչվում է ա cDNA գրադարան, որն ապահովում է բջիջների տառադարձման օրինաչափությունների «պատկերացում» կոնկրետ վայրում և ժամանակում:

Կենսատեխնոլոգիայի այլ գործիքները ներառում են ԴՆԹ միկրոզանգվածներարտահայտման վեկտորներսինթետիկ գենոմիկա, եւ CRISPR գեների խմբագրում. Այլ մոտեցումներ, ինչպիսիք են դեղագործություն կարող է արտադրել մեծ քանակությամբ բժշկական առումով օգտակար ապրանքներ օգտագործման միջոցով գենետիկորեն ձեւափոխված օրգանիզմների. Այս այլ գործիքներից շատերը նույնպես ունեն լայն կիրառություն, ինչպիսիք են՝ բժշկական առումով օգտակար սպիտակուցներ ստեղծելը կամ կատարելագործումը բուսաբուծություն և անասնաբուծությունն.

Գեներ, զարգացում և էվոլյուցիա

Համակենտրոնացման գրադիենտի կառուցման մոդել; նուրբ դեղին-նարնջագույն ուրվագծերը բջիջների սահմաններն են:

զարգացում գործընթացն է, որով ա բազմաբջիջ օրգանիզմ (գործարան or կենդանի) անցնում է մի շարք փոփոխությունների միջով՝ սկսած մեկ բջջից և ստանում տարբեր ձևեր, որոնք բնորոշ են նրա կյանքի ցիկլին։ Կան չորս հիմնական գործընթացներ, որոնք ընկած են զարգացման հիմքում. Որոշումտարբերակումմորֆոգենեզ, և աճ: Վճռականությունը սահմանում է բջջի զարգացման ճակատագիրը, որը զարգացման ընթացքում դառնում է ավելի սահմանափակող: Տարբերակումն այն գործընթացն է, որով մասնագիտացված բջիջները պակաս մասնագիտացված բջիջներից, ինչպիսիք են ցողունային բջիջները. Ցողունային բջիջներն են չտարբերակված կամ մասամբ տարբերակված բջիջներ որը կարող է տարբերվել տարբեր բջիջների տեսակները և բազմանալ անորոշ ժամանակով նույն ցողունային բջիջներից ավելի շատ արտադրելու համար:[110] Բջջային տարբերակումը կտրուկ փոխում է բջիջի չափը, ձևը, մեմբրանի ներուժընյութափոխանակության ակտիվությունև ազդանշաններին արձագանքելը, որոնք հիմնականում պայմանավորված են խիստ վերահսկվող փոփոխություններով գեն արտահայտությունը և epigenetics. Մի քանի բացառություններով, բջջային տարբերակումը գրեթե երբեք չի ներառում փոփոխություն ԴՆԹ - հաջորդականությունն ինքնին: Այսպիսով, տարբեր բջիջները կարող են ունենալ շատ տարբեր ֆիզիկական բնութագրեր, չնայած նույնը գենոմը. Մորֆոգենեզը կամ մարմնի ձևի զարգացումը գեների արտահայտման տարածական տարբերությունների արդյունք է։ Հատկապես, տարբերակված հյուսվածքների կազմակերպումը հատուկ կառուցվածքների, ինչպիսիք են ձեռքերը կամ թեւերը, որը հայտնի է որպես. օրինակի ձևավորում, կառավարվում է մորֆոգեններ, ազդանշանային մոլեկուլներ, որոնք շարժվում են բջիջների մեկ խմբից շրջակա բջիջներ՝ ստեղծելով մորֆոգենի գրադիենտ, ինչպես նկարագրված է Ֆրանսիայի դրոշի մոդելApoptosis, կամ ծրագրավորված բջիջների մահը, նույնպես տեղի է ունենում մորֆոգենեզի ժամանակ, ինչպիսին է մարդու սաղմի զարգացման մեջ թվանշանների միջև ընկած բջիջների մահը, որն ազատում է առանձին մատների և ոտքերի մատները։ Արտահայտությունը transcription factor գեները կարող են որոշել օրգանների տեղաբաշխումը բույսում, և տրանսկրիպցիոն գործոնների կասկադն իրենք կարող են հաստատել մարմնի սեգմենտացիան պտղաճանճի մեջ:

Օրգանիզմի գենոմի գեների մի փոքր մասը կոչվում է զարգացման-գենետիկ գործիքակազմ վերահսկել այդ օրգանիզմի զարգացումը. Այս գործիքակազմի գեները խիստ պահպանված են ֆիլա, ինչը նշանակում է, որ նրանք հին են և շատ նման են կենդանիների լայնորեն առանձնացված խմբերում: Գործիքակազմի գեների տեղակայման տարբերությունները ազդում են մարմնի պլանի և մարմնի մասերի քանակի, ինքնության և ձևի վրա: Ամենակարևոր գործիքակազմի գեներից են Հոջը գենները. Hox գեները որոշում են, թե որտեղ են կրկնվող մասերը, ինչպիսիք են շատերը ողնաշար of օձ, կաճի զարգացող սաղմի կամ թրթուրի մեջ։ Գործիքակազմի տատանումները կարող են առաջացնել կենդանիների մորֆոլոգիական էվոլյուցիայի մեծ մասը: Գործիքակազմը կարող է առաջ մղել էվոլյուցիան երկու ճանապարհով. Գործիքակազմի գենը կարող է արտահայտվել այլ ձևով, ինչպես երբ Դարվինի կտուցը խոշոր գետնածածկ ընդլայնվել է BMP գենը, կամ երբ օձերը կորցրել են իրենց ոտքերը որպես Առանց հեռավոր (Dlx) գեները վատ են արտահայտվել կամ ընդհանրապես չեն արտահայտվել այն վայրերում, որտեղ մյուս սողունները շարունակում էին իրենց վերջույթների ձևավորումը: Կամ, գործիքակազմի գենը կարող է ձեռք բերել նոր գործառույթ, ինչպես երևում է այդ նույն գենի բազմաթիվ գործառույթներից, հեռավոր-առանց, որը վերահսկում է այնպիսի բազմազան կառուցվածքներ, ինչպիսիք են ողնաշարավորների մեջ ծնոտը, ոտքերը և ալեհավաքները պտղաճանճում, և աչքի կետի նախշը in թիթեռ թեւիկներ. Հաշվի առնելով, որ գործիքների տուփի գեներում փոքր փոփոխությունները կարող են զգալի փոփոխություններ առաջացնել մարմնի կառուցվածքում, դրանք հաճախ հնարավորություն են տվել կոնվերգենտ or զուգահեռ էվոլյուցիա.

Զարգացում

Էվոլյուցիոն գործընթացներ

 

Բնական ընտրություն ավելի մուգ գծերի համար

Կենսաբանության մեջ կենտրոնական կազմակերպչական հայեցակարգն այն է, որ կյանքը փոխվում և զարգանում է զարգացում, որը փոփոխություն է ժառանգական բնութագրերը of բնակչությունը ավելի հաջորդական Սերունդներ. Էվոլյուցիան այժմ օգտագործվում է Երկրի վրա կյանքի մեծ տատանումները բացատրելու համար: Տերմին զարգացում գիտական ​​բառապաշար ներմուծվել է Ժան-Բատիստ դե Լամարկ - ին 1809:. Նա առաջարկեց, որ էվոլյուցիան տեղի է ունեցել դրա արդյունքում ձեռք բերված հատկանիշների ժառանգություն, որն անհամոզիչ էր, բայց այն ժամանակ այլընտրանքային բացատրություններ չկային։ Charles Darwin, անգլ բնագետ, Անգլիա էր վերադարձել 1836 թվականին իր մոտից հնգամյա ճանապարհորդություններ HMS Beagle-ով որտեղ նա ուսումնասիրել է ժայռերը և հավաքել բույսեր և կենդանիներ աշխարհի տարբեր մասերից, ինչպիսիք են Գալապագոս կղզիներ. Նա նաև կարդացել էր Երկրաբանության սկզբունքները by Չարլզ Լայլ և Էսսե բնակչության սկզբունքի մասին by Թոմաս Մալթուս և ենթարկվել է դրանց ազդեցությանը։ Իր դիտարկումների և ընթերցումների հիման վրա Դարվինը սկսեց ձևակերպել իր էվոլյուցիայի տեսությունը բնական ընտրության միջոցով բացատրել բույսերի և կենդանիների բազմազանությունը աշխարհի տարբեր մասերում:[123] Ալֆրեդ Ռասել Ուոլաս, մեկ այլ անգլիացի բնագետ, ով ուսումնասիրել էր բույսերը և կենդանիները Մալայական արշիպելագ, նույնպես եկել է նույն գաղափարին, բայց ավելի ուշ և անկախ Դարվինից։ Ե՛վ Դարվինը, և՛ Ուոլեսը համատեղ ներկայացրեցին իրենց էսսեն և ձեռագիրը, համապատասխանաբար, ցուցահանդեսում Լոնդոնի Linnaean հասարակություն 1858 թվականին՝ նրանց երկուսին էլ գնահատել բնական ընտրության միջոցով էվոլյուցիայի բացահայտման համար: Դարվինը հետագայում կհրատարակի իր գիրքը Տեսակների ծագման մասին 1859 թվականին, որը մանրամասնորեն բացատրում էր, թե ինչպես է աշխատում բնական ընտրության միջոցով էվոլյուցիայի գործընթացը։

Բնական ընտրությունը բացատրելու համար Դարվինը անալոգիա արեց այն մարդկանց հետ, ովքեր փոփոխությունների ենթարկեցին կենդանիներին արհեստական ​​ընտրություն, որի շնորհիվ կենդանիները ընտրողաբար բուծվում էին հատուկ առանձնահատկությունները, ինչից առաջացել են անհատներ, որոնք այլևս նման չեն իրենց վայրի նախնիներին։ Դարվինը պնդում էր, որ բնական աշխարհում հենց բնությունն է խաղացել մարդկանց դերը հատուկ գծերի ընտրության հարցում: Նա այս եզրակացության է եկել երկու դիտարկումների և երկու եզրակացությունների հիման վրա։ Նախ, ցանկացած բնակչության անդամները հակված են տարբերվել իրենցից ժառանգական հատկանիշները. Երկրորդ, բոլոր տեսակները հակված են ավելի շատ սերունդ տալ, քան կարող են ապահովել իրենց համապատասխան միջավայրը, ինչի արդյունքում շատ անհատներ չեն գոյատևում և չեն բազմանում: Այս դիտարկումների հիման վրա Դարվինը եզրակացրեց, որ այն անհատները, ովքեր ունեն ժառանգական հատկություններ, որոնք ավելի լավ են հարմարեցված իրենց միջավայրին, ավելի հավանական է, որ գոյատևեն և ավելի շատ սերունդ ունենան, քան մյուս անհատները: Նա այնուհետև եզրակացրեց, որ որոշ անհատների անհավասար կամ տարբերվող գոյատևումը և վերարտադրությունը մյուսների նկատմամբ կհանգեցնի բարենպաստ հատկությունների կուտակմանը հաջորդական սերունդների ընթացքում՝ դրանով իսկ մեծացնելով օրգանիզմների և նրանց շրջակա միջավայրի միջև համապատասխանությունը: Այսպիսով, միասին վերցրած, բնական ընտրությունը անհատների դիֆերենցիալ գոյատևումն ու վերարտադրությունն է հետագա սերունդներում՝ պայմանավորված կամ ավելի ժառանգական հատկությունների տարբերություններով:

Դարվինը տեղյակ չէր Մենդելի ժառանգության աշխատանքի մասին, և այդ պատճառով բնական ընտրության հիմքում ընկած ժառանգության ճշգրիտ մեխանիզմը լավ հասկացված չէր մինչև 20-րդ դարի սկիզբը, երբ ժամանակակից սինթեզ հաշտվել Դարվինյան էվոլյուցիան հետ դասական գենետիկա, որը հաստատել է ա նեոդարվինյան էվոլյուցիայի հեռանկարը բնական ընտրության միջոցով: Այս տեսանկյունը պնդում է, որ էվոլյուցիան տեղի է ունենում, երբ փոփոխություններ են տեղի ունենում ալելային հաճախականություններ խառնվող օրգանիզմների պոպուլյացիայի մեջ։ Մեծ պատահական զուգավորման պոպուլյացիայի վրա ազդող որևէ էվոլյուցիոն գործընթացի բացակայության դեպքում ալելների հաճախականությունները կմնան անփոփոխ սերունդների ընթացքում, ինչպես նկարագրված է Հարդի-Վայնբերգի սկզբունքը.

Մեկ այլ գործընթաց, որը մղում է էվոլյուցիան գենետիկ շեղում, որը ալելների հաճախականությունների պատահական տատանումն է պոպուլյացիայի ներսում մեկ սերնդից մյուսը: Երբ ընտրողական ուժերը բացակայում են կամ համեմատաբար թույլ են, ալելային հաճախականությունները հավասարապես հավանական են կիտվել յուրաքանչյուր հաջորդ սերնդում դեպի վեր կամ վար, քանի որ ալելները ենթակա են նմուշառման սխալ. Այս շեղումը դադարում է, երբ ալելն ի վերջո ամրագրվում է՝ կա՛մ անհետանալով պոպուլյացիայից, կա՛մ ամբողջությամբ փոխարինելով մյուս ալելներին: Հետևաբար, գենետիկ շեղումը կարող է վերացնել որոշ ալելներ պոպուլյացիայից միայն պատահականության պատճառով:

Հատկացում

տեսակ օրգանիզմների խումբ է, որոնք զուգավորում են միմյանց հետ և տեսակավորում Այն գործընթացն է, որով մեկ տոհմը բաժանվում է երկու տոհմերի՝ միմյանցից անկախ զարգանալու արդյունքում: Որպեսզի տեսակավորումն առաջանա, պետք է լինի վերարտադրողական մեկուսացում. Վերարտադրողական մեկուսացումը կարող է առաջանալ գեների միջև անհամատեղելիության հետևանքով, ինչպես նկարագրված է Բեյթսոն-Դոբժանսկի-Մյուլեր մոդել. Վերարտադրողական մեկուսացումը նույնպես հակված է աճել գենետիկական տարբերություն. Տեսակավորումը կարող է առաջանալ, երբ կան ֆիզիկական խոչընդոտներ, որոնք բաժանում են նախնիների տեսակները, գործընթաց, որը հայտնի է որպես. ալոպատրիկ տեսակավորում. Ի հակադրություն, համակրական տեսակավորում տեղի է ունենում ֆիզիկական խոչընդոտների բացակայության դեպքում:

Pre-zygotic մեկուսացում ինչպես, օրինակ, Մեխանիկականժամանակավորվարքագիծը, բնակավայր և գամետիկ մեկուսացումներ կարող է կանխել տարբեր տեսակների հիբրիդացում.[135] Նմանապես, հետզիգոտիկ մեկուսացումներ կարող է հանգեցնել հիբրիդացման ընտրության՝ հիբրիդների ցածր կենսունակության կամ հիբրիդային անպտղության պատճառով (օրինակ. մոխրագույն). Հիբրիդային գոտիներ կարող է առաջանալ, եթե երկու սերտորեն կապված տեսակների միջև լինի թերի վերարտադրողական մեկուսացում:

Ֆիլոգենիա

Bacteria Archaea Eukaryota Aquifex Thermotoga Bacteroides–Cytophaga Planctomyces Proteobacteria Spirochetes Gram-positives Chloroflexi Thermoproteus–Pyrodictium Thermococcus celer Methanococcus Methanobacterium Methanosarcina Haloarchaea Entamoebae Slime molds Animals Fungi Plants Ciliates Flagellates Trichomonads Microsporidia Diplomonads

Ֆիլոգենետիկ ծառ, որը ցույց է տալիս տիրույթները մանրէներարխեա, եւ էուկարիոտներ

Ֆիլոգենիան օրգանիզմների որոշակի խմբի կամ նրանց գեների էվոլյուցիոն պատմություն է: Այն կարող է ներկայացվել օգտագործելով a ֆիլոգենետիկ ծառ, որը դիագրամ է, որը ցույց է տալիս օրգանիզմների ծագման գծերը կամ նրանց գեները։ Ծառի ժամանակային առանցքի վրա գծված յուրաքանչյուր գիծ ներկայացնում է a տոհմը որոշակի տեսակի կամ պոպուլյացիայի ժառանգներ: Երբ տոհմը բաժանվում է երկու մասի, այն ներկայացված է որպես հանգույց (կամ պառակտում) ֆիլոգենետիկ ծառի վրա: Որքան շատ լինեն ժամանակի ընթացքում ճեղքերը, այնքան ավելի շատ ճյուղեր կլինեն ծառի վրա, ընդ որում այդ ծառի բոլոր օրգանիզմների ընդհանուր նախահայրը կներկայացվի այդ ծառի արմատով: Ֆիլոգենետիկ ծառերը կարող են պատկերել կյանքի բոլոր ձևերի, հիմնական էվոլյուցիոն խմբի էվոլյուցիոն պատմությունը (օրինակ. Թրթուրներ), կամ սերտորեն կապված մարդկանց ավելի փոքր խումբ տեսակ. Ծառի ներսում անվանումով նշանակված տեսակների ցանկացած խումբ ա taxon (օրինակ՝ մարդիկ, պրիմատները, կաթնասունները կամ ողնաշարավորները) և տաքսոնը, որը բաղկացած է նրա բոլոր էվոլյուցիոն սերունդներից. կլադ, այլ կերպ հայտնի է որպես ա մոնոֆիլետիկ  տաքսոն. Սերտորեն կապված տեսակները կոչվում են քույր տեսակ և սերտորեն կապված կլադերները քույր կլադներ են: Ի տարբերություն մոնոֆիլետիկ խմբի, ա պոլիֆիլետիկ խումբը չի ներառում իր ընդհանուր նախնին, մինչդեռ ա պարաֆիլետիկական խումբը չի ներառում ընդհանուր նախնիների բոլոր ժառանգները:

Ֆիլոգենետիկ ծառերը հիմք են հանդիսանում տարբեր տեսակների համեմատության և խմբավորման համար: Տարբեր տեսակներ, որոնք կիսում են ընդհանուր նախահայրից ժառանգած հատկանիշը, նկարագրվում են որպես ունեցող համասեռ հատկանիշներ (կամ սինապոմորֆիա): Հոմոլոգ հատկանիշները կարող են լինել ցանկացած ժառանգական առանձնահատկությունները ինչպես, օրինակ, ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը, սպիտակուցային կառուցվածքները, անատոմիական առանձնահատկությունները և վարքի ձևերը: Ա ողնաշարավոր սյուն Հոմոլոգ հատկանիշի օրինակ է, որը կիսում են բոլոր ողնաշարավոր կենդանիները: Հատկանիշները, որոնք ունեն նմանատիպ ձև կամ գործառույթ, բայց չեն ստացվել ընդհանուր նախահայրից, նկարագրվում են որպես անալոգային հատկանիշներ. Ֆիլոգենիաները կարող են վերակառուցվել առաջնային հետաքրքրությունների մի խումբ օրգանիզմների համար, որոնք կոչվում են ներխումբ։ Տեսակը կամ խումբը, որը սերտորեն կապված է ինխմբի հետ, բայց ֆիլոգենետիկորեն գտնվում է դրանից դուրս, կոչվում է ելք, որը ծառի մեջ ծառայում է որպես հղման կետ: Ծառի արմատը գտնվում է ներխմբի և արտաքին խմբի միջև: Երբ ֆիլոգենետիկ ծառերը վերակառուցվում են, կարող են առաջանալ տարբեր էվոլյուցիոն պատմություն ունեցող բազմաթիվ ծառեր: Հիմնվելով սկզբունքի վրա Պարսիմոնի (կամ Օքամի ածելի), այն ծառը, որը նախընտրելի է, այն ծառն է, որն ունի ամենաքիչ էվոլյուցիոն փոփոխությունները, որոնք անհրաժեշտ են բոլոր խմբերի բոլոր հատկանիշների նկատմամբ: Հաշվարկային ալգորիթմներ կարող է օգտագործվել՝ որոշելու համար, թե ինչպես է ծառը կարող է առաջացել՝ հաշվի առնելով ապացույցները:

Ֆիլոգենիան ապահովում է կենսաբանական դասակարգման հիմքը, որը հիմնված է Լինեական տաքսոնոմիա որը մշակվել է Կարլ Լիննեուս 18-րդ դարում: Դասակարգման այս համակարգը դասակարգման վրա հիմնված է, որտեղ ամենաբարձր աստիճանն է դոմեյն որին հաջորդում են թագավորությունապաստանդասկարգըընտանիքսեռ, եւ տեսակ. Բոլոր օրգանիզմները կարող են դասակարգվել որպես դրանցից մեկին պատկանող երեք տիրույթԱրքեա (ի սկզբանե Archaebacteria); մանրէներ (ի սկզբանե էվբակտերիա), կամ էուկարիա (ներառում է պաշտպանfungiգործարան, եւ կենդանի թագավորություններ): Ա երկանդամ նոմենկլատուրա օգտագործվում է տարբեր տեսակներ դասակարգելու համար: Այս համակարգի հիման վրա յուրաքանչյուր տեսակին տրվում է երկու անուն՝ մեկը իր սեռի, մյուսը՝ իր տեսակի համար։ Օրինակ՝ մարդիկ են Homo sapiensՀետ HOMO լինելով սեռը եւ sapiens լինելով տեսակը. Պայմանականորեն, օրգանիզմների գիտական ​​անվանումները շեղված են, իսկ սեռի միայն առաջին տառը գրված է մեծատառով։

Կյանքի պատմություն

The կյանքի պատմություն on Հող հետագծում է այն գործընթացները, որոնցով օրգանիզմները զարգացել են կյանքի ամենավաղ ի հայտ գալուց մինչև մեր օրերը: Երկիրը ձևավորվել է մոտ 4.5 միլիարդ տարի առաջ և ողջ կյանքը Հող, և՛ կենդանի, և՛ անհետացած, սերվել է ա վերջին համընդհանուր ընդհանուր նախահայրը որ ապրում էր մոտ 3.5 միլիարդ տարի առաջ. Երկրի պատմության թվագրումը կարող է իրականացվել օգտագործելով մի քանի երկրաբանական մեթոդներ, ինչպիսիք են շերտագրությունռադիոմետրիկ ժամադրություն, եւ պալեոմագնիսական ժամադրություն. Այս մեթոդների հիման վրա. երկրաբաններ մշակել են ա երկրաբանական ժամանակային սանդղակ որը Երկրի պատմությունը բաժանում է հիմնական բաժինների՝ սկսած չորս դարից (ՀադեանըԱրխեյանՊրոտերոզոյան, եւ Ֆաներոզոյիկ), որոնցից առաջին երեքը միասին հայտնի են որպես Պրեքեմբրյան, որը տևեց մոտավորապես 4 միլիարդ տարի։ Յուրաքանչյուր դար կարելի է բաժանել տարիներ, Ֆաներոզոյան էոնով, որը սկսվել է 539 միլիոն տարի առաջ ստորաբաժանվելով ՊալեոզոիկՄեսոզոյիկ, եւ Սենոզոիկ դարաշրջաններ.[144] Այս երեք դարաշրջանները միասին կազմում են տասնմեկ ժամանակաշրջանները (ՔեմբրիջըՕրդովիկյանըՍիլուրյանԴևոնյանԱծխածինՊերմիանՏրիասիկJurassicԳորգԵրրորդային, եւ Չորրորդական) և յուրաքանչյուր ժամանակաշրջան՝ դարաշրջանների:

Բոլոր հայտնի ժամանակակիցների նմանությունները տեսակ ցույց են տալիս, որ դրանք շեղվել են գործընթացի ընթացքում զարգացում իրենց ընդհանուր նախահայրից։[146] Կենսաբանները համարում են ամենուր տարածվածությունը գենետիկ կոդ որպես համընդհանուրի վկայություն ընդհանուր ծագում բոլորի համար մանրէներարխեա, եւ էուկարիոտներ.   Միկրոբալ գորգեր գոյակցող բակտերիաները և արխեաները վաղ շրջանում կյանքի գերիշխող ձևն էին Արխեյան Ենթադրվում է, որ դարաշրջանը և վաղ էվոլյուցիայի հիմնական քայլերից շատերը տեղի են ունեցել այս միջավայրում: Ամենավաղ վկայությունը էուկարիոտներ թվագրվում է 1.85 միլիարդ տարի առաջ, և թեև նրանք կարող էին ավելի վաղ ներկա լինել, նրանց դիվերսիֆիկացիան արագացավ, երբ սկսեցին թթվածին օգտագործել իրենց մեջ նյութափոխանակություն. Ավելի ուշ՝ մոտ 1.7 միլիարդ տարի առաջ, բազմաբջիջ օրգանիզմներ սկսեց հայտնվել, հետ տարբերակված բջիջներ մասնագիտացված գործառույթների կատարում:

Ջրիմուռների նման բազմաբջիջ ցամաքային բույսերը թվագրվել են նույնիսկ մոտ 1 միլիարդ տարի առաջ, թեև ապացույցները ցույց են տալիս, որ միկրոօրգանիզմների ձևավորվել է ամենավաղը ցամաքային էկոհամակարգեր, առնվազն 2.7 միլիարդ տարի առաջ։ Ենթադրվում է, որ միկրոօրգանիզմները ճանապարհ են հարթել ցամաքային բույսերի առաջացման համար Օրդովիկյանը ժամանակաշրջան. Հողատարածքներն այնքան հաջողակ էին, որ ենթադրվում է, որ նրանք նպաստեցին դրան Ուշ Դևոնյան անհետացման իրադարձություն.

Ediacara biota ընթացքում հայտնվում են Եդիակարան ժամանակաշրջան, մինչդեռ ողնաշարավորներ, այլ ժամանակակիցների մեծ մասի հետ միասին ֆիլա առաջացել է մոտ 525 միլիոն տարի առաջ, Քեմբրիական պայթյուն. Պերմի ժամանակաշրջանում, սինապսիդներներառյալ նախնիները կաթնասուններ, գերիշխում էր հողում, բայց այս խմբի մեծ մասը վերացավ երկրամասում Պերմի-տրիասական անհետացման իրադարձություն 252 միլիոն տարի առաջ. Այս աղետից ապաքինման ժամանակ, արխոզավրեր դարձան ամենառատ ցամաքային ողնաշարավորները. մեկ արխոզավրերի խումբ, dinosaurs, գերակշռել է Յուրայի և Կավճի ժամանակաշրջաններում։ Այն բանից հետո, երբ Կավճի դարաշրջան-պալեոգենի անհետացման իրադարձություն 66 միլիոն տարի առաջ ոչնչացրեցին ոչ թռչնավոր դինոզավրեր, կաթնասուններ արագորեն աճել է չափերով և բազմազանությամբ. Այդպիսի զանգվածային ոչնչացումներ կարող է արագացրել էվոլյուցիան՝ օրգանիզմների նոր խմբերի դիվերսիֆիկացման հնարավորություններ ընձեռելով:

  •  

  • բազմազանություն

Բակտերիաներ և արխեա

 
 

Բակտերիաների մի տեսակ են բջիջ որոնք կազմում են մեծ դոմեյն of պրոկարիոտիկ միկրոօրգանիզմների. Սովորաբար մի քանիսը միկրոմետրեր երկարությամբ բակտերիաները ունեն ա ձևերի քանակը, սկսած ոլորտները դեպի ձողեր և պարույրներ. Բակտերիաները կյանքի առաջին ձևերից էին, որոնք հայտնվեցին Հող, և առկա են դրա մեծ մասում ապրելավայրերը. Բակտերիաները բնակվում են հողում, ջրում, թթվային տաք աղբյուրներռադիոակտիվ թափոններ, եւ խորը կենսոլորտ որ երկրի ընդերքը. Բակտերիաները նույնպես ապրում են սիմբիոտիկ և մակաբուծական հարաբերություններ բույսերի և կենդանիների հետ. Բակտերիաների մեծ մասը չի բնութագրվել, և դրանց միայն 27 տոկոսը բակտերիալ ֆիլա ունեն տեսակներ, որոնք կարող են լինել աճեց լաբորատորիայում:

Արքեա կազմում են պրոկարիոտ բջիջների մյուս տիրույթը և ի սկզբանե եղել են դասակարգվում as մանրէներ, ստանալով archaebacteria անվանումը (Archaebacteria-ում թագավորություն), տերմին, որը դուրս է եկել գործածությունից։ Archaeal բջիջները ունեն յուրահատուկ հատկություններ, որոնք բաժանում են դրանք մյուսներից երկու տիրույթԲակտերիաների և էուկարիոտա. Archaea- ն հետագայում բաժանվում է բազմաթիվ ճանաչվածների ֆիլա. Archaea-ն և բակտերիաները, ընդհանուր առմամբ, նման են չափերով և ձևով, չնայած որոշ արխեաներ ունեն շատ տարբեր ձևեր, ինչպիսիք են հարթ և քառակուսի բջիջները: Haloquadratum walsbyi. Չնայած դրան մորֆոլոգիական նմանություն բակտերիաներին, ունեն արխեաները գենները և մի քանիսը նյութափոխանակության ուղիներ որոնք ավելի սերտորեն կապված են էուկարիոտների հետ, հատկապես enzymes ներգրավված արտագրելը և թարգմանություն. Արխեային կենսաքիմիայի այլ ասպեկտները եզակի են, օրինակ՝ դրանց կախվածությունը եթերային լիպիդներ նրանց մեջ բջջային մեմբրաններ,[170] ներառյալ հնէոլներ. Archaea-ն ավելի շատ էներգիայի աղբյուրներ է օգտագործում, քան էուկարիոտները օրգանական միացություններ, ինչպիսիք են շաքարները, դեպի ամոնիակմետաղական իոններ կամ նույնիսկ ջրածնի գազԱղի դիմացկուն արխեա (թ Հալոարխեա) օգտագործել արևի լույսը որպես էներգիայի աղբյուր և արխեայի այլ տեսակներ ամրացնել ածխածինը, բայց ի տարբերություն բույսերի և ցիանոբակտերիա, արխեայի ոչ մի հայտնի տեսակ երկուսն էլ չի անում։ Արխեա բազմանալ անսեռ by երկուական ճեղքվածքfragmentationԿամ ծիլեր; Ի տարբերություն բակտերիաների, Archaea-ի ոչ մի հայտնի տեսակ չի ձևավորվում էնդոսպորներ.

Առաջին դիտարկված արխեաներն էին ծայրահեղաֆիլներ, ապրելով ծայրահեղ միջավայրերում, ինչպիսիք են տաք աղբյուրներ և աղի լճեր առանց այլ օրգանիզմների: Մոլեկուլային հայտնաբերման բարելավված գործիքները հանգեցրին արխեայի հայտնաբերմանը գրեթե բոլորում բնակարաններառյալ հողը, օվկիանոսները և ճահիճներ. Archaea-ները հատկապես շատ են օվկիանոսներում, իսկ արխեաները՝ ներսում պլանկտոն կարող է լինել մոլորակի ամենաառատ օրգանիզմների խմբերից մեկը:

Archaea- ն հիմնական մասն է Երկրի կյանքը. Նրանք մաս են կազմում microbiota բոլոր օրգանիզմների. Մեջ մարդու միկրոբիոմա, դրանք կարևոր են դուրս թափել կողոպտել, բերանը և մաշկի վրա։ Նրանց մորֆոլոգիական, նյութափոխանակության և աշխարհագրական բազմազանությունը թույլ է տալիս նրանց խաղալ բազմաթիվ էկոլոգիական դերեր. ազոտի ցիկլավորում; օրգանական միացությունների շրջանառություն; և պահպանելով մանրէաբանական սիմբիոտիկ և սինտրոֆիկ համայնքները, օրինակ.

Պաշտպաններ

Պրոտիստների բազմազանություն

Ենթադրվում է, որ էուկարիոտները պառակտվել են archaea-ից, որին հաջորդել է նրանց էնդոսիմբիոզներ բակտերիաների հետ (կամ սիմբիոգենեզ), որոնք առաջացրել են միտոքոնդրիաներ և քլորոպլաստներ, որոնք երկուսն էլ այժմ ժամանակակից էուկարիոտիկ բջիջների մաս են կազմում։ Էուկարիոտների հիմնական տոհմերը դիվերսիֆիկացված են եղել Պրեքեմբրյան մոտ 1.5 միլիարդ տարի առաջ և կարելի է դասակարգել ութ հիմնականների շղարշներալվեոլատներպեղում էstramenopilesբույսերիռիզարներամեոբոզոներfungi, եւ կենդանիները. Այս կլադերներից հինգը միասին հայտնի են որպես պաշտպաններ, որոնք հիմնականում մանրադիտակային են էուկարիոտիկ օրգանիզմները որոնք բույսեր, սնկեր կամ կենդանիներ չեն: Մինչդեռ հավանական է, որ պրոտիստները կիսում են ա ընդհանուր նախնին (Այդ Էուկարիոտների վերջին ընդհանուր նախնին), պրոտիստներն ինքնին առանձին կլադ չեն կազմում, քանի որ որոշ պրոտիստներ կարող են ավելի սերտ կապված լինել բույսերի, սնկերի կամ կենդանիների հետ, քան այլ պրոտիստների։ Ինչպես խմբավորումները, ինչպիսիք են algaeանողնաշարավորներԿամ նախակենդանիներ, պրոտիստների խմբավորումը ֆորմալ տաքսոնոմիկ խումբ չէ, այլ օգտագործվում է հարմարության համար։ Պրոտիստների մեծ մասը միաբջիջ են, որոնք նաև հայտնի են որպես մանրէաբանական էուկարիոտներ։

Ալվեոլատները հիմնականում ֆոտոսինթետիկ միաբջիջ պրոտիստներ են, որոնք ունեն պարկեր, որոնք կոչվում են ալվեոլներ (այստեղից էլ նրանց անվանումը ալվեոլատներ են), որոնք տեղակայված են իրենց բջջային թաղանթի տակ՝ ապահովելով բջջի մակերեսին աջակցություն: Ալվեոլատները ներառում են մի քանի խմբեր, ինչպիսիք են դինոֆլագելատներapicomplexans, եւ թարթիչավոր. Դինոֆլագելատները ֆոտոսինթետիկ են և կարող են հայտնաբերվել օվկիանոսում, որտեղ նրանք դեր են խաղում որպես առաջնային արտադրողներ օրգանական նյութերից. Apicomplexans-ը մակաբույծ ալվեոլատներ են, որոնք ունեն գագաթային բարդույթ, որը օրգանելների խումբ է, որը գտնվում է բջջի գագաթային ծայրում:

Այս բարդույթը թույլ է տալիս ապիկոպլեքսաններին ներխուժել իրենց տանտերերի հյուսվածքները: Ցիլյատները ալվեոլատներ են, որոնք ունեն բազմաթիվ մազային կառուցվածք, որոնք կոչվում են թարթիչներ: Թարթիչավորների որոշիչ բնութագիրը յուրաքանչյուր թարթիչավոր բջիջում երկու տեսակի միջուկների առկայությունն է: Սովորաբար ուսումնասիրված թարթիչավոր է պարամեկում.

Պեղումները պրոտիստների խմբեր են, որոնք սկսել են դիվերսիֆիկացվել մոտավորապես 1.5 միլիարդ տարի առաջ էուկարիոտների ծագումից անմիջապես հետո: Որոշ պեղումներ չունեն միտոքոնդրիաներ, որոնք ենթադրվում է, որ կորել են էվոլյուցիայի ընթացքում, քանի որ այս պրոտիստները դեռևս ունեն միջուկային գեներ, որոնք կապված են միտոքոնդրիայի հետ:[173] Պեղումները ներառում են մի քանի խմբեր, ինչպիսիք են դիպլոմներպարաբազալիդներհետերոլոբոսներeuglenids, եւ կինետոպլաստիդներ.

Ստրամենոպիլներ, որոնց մեծ մասը կարող է բնութագրվել երկուսից ավելի երկարի վրա խողովակաձև մազերի առկայությամբ դրոշակակիր, ներառում դիաթոմներ և շագանակագույն ջրիմուռներԴիատոմները առաջնային արտադրողներ են և նպաստում են ամբողջ ֆոտոսինթեզների մոտ մեկ հինգերորդին ածխածնի ամրացում, դարձնելով դրանք հիմնական բաղադրիչ ֆիտոպլանկտոն.

Ռիզարները հիմնականում միաբջիջ և ջրային պրոտիստներ են, որոնք սովորաբար պարունակում են երկար, բարակ կեղծոտներ.[173] Ռիզարները ներառում են երեք հիմնական խումբ. cercozoansforaminiferans, եւ ռադիոլարերներ.

Ամեոբոզոները պրոտիստներ են մարմնի ձևով, որը բնութագրվում է բլիթաձև կեղծոտների առկայությամբ, որոնք օգնում են նրանց շարժվել: Դրանք ներառում են այնպիսի խմբեր, ինչպիսիք են լոբոսներ և նիհար ձուլվածքներ (օրինակ, պլազմոդիալ լորձաթաղանթ և բջջային լորձաթաղանթներ):

Բույսերի բազմազանություն

 
Բույսերի բազմազանություն
 

Բույսերի հիմնականում բազմաբջիջ օրգանիզմներ են՝ գերակշռող ֆոտոսինթետիկ էուկարիոտներ որ թագավորություն Plantae-ն, որը կբացառի fungi եւ ոմանք algae. Ընդհանուր ստացված հատկանիշ (կամ սինապոմորֆիա) Plantae-ն ա-ի առաջնային էնդոսիմբիոզն է ցիանոբակտերիա մոտ մեկ միլիարդ տարի առաջ վաղ էուկարիոտի մեջ, որը առաջացրել է քլորոպլաստներ: Առաջին մի քանի կլադերները, որոնք առաջացել են առաջնային էնդոսիմբիոզից հետո, եղել են ջրային և ջրայինների մեծ մասը ֆոտոսինթետիկ  էուկարիոտիկ  օրգանիզմները դրանք միասին նկարագրվում են որպես ջրիմուռներ, ինչը հարմար տերմին է, քանի որ ոչ բոլոր ջրիմուռներն են սերտորեն կապված: Ջրիմուռները ներառում են մի քանի հստակ կլադեր, ինչպիսիք են գլաուկոֆիտներ, որոնք միկրոսկոպիկ քաղցրահամ ջրիմուռներ են, որոնք իրենց տեսքով կարող են նմանվել Plantae-ի վաղ միաբջիջ նախնին: Ի տարբերություն գլաուկոֆիտների, ջրիմուռների մյուս կլադները, ինչպիսիք են կարմիր և կանաչ ջրիմուռներ բազմաբջիջ են։ Կանաչ ջրիմուռները ներառում են երեք հիմնական կլադեր. քլորոֆիտներկոլեոխետոֆիտներ, եւ քարե մշակաբույսեր.

Հողային բույսեր (էմբրիոֆիտներ) առաջին անգամ հայտնվել է երկրային միջավայրում մոտավորապես 450-500 միլիոն տարի առաջ: Ցամաքային բույսերի սինապոմորֆիան սաղմ է, որը զարգանում է իր մայր բույսի հյուսվածքների պաշտպանության ներքո: Հողային բույսերը ներառում են տասը հիմնական կլադեր, որոնցից յոթը կազմում են մեկ կլադ, որը հայտնի է որպես անոթային բույսեր (կամ տրախեոֆիտներ), ինչպես նրանք բոլորն ունեն շնչափողեր, որոնք հեղուկ հաղորդիչ բջիջներ են, և լավ զարգացած համակարգ, որը նյութեր է տեղափոխում իրենց մարմնով մեկ։ Ի հակադրություն, մյուս երեք կլադերն են ոչ անոթային բույսեր քանի որ նրանք չունեն տրախեիդներ: Նրանք նույնպես չեն կազմում մեկ կլադ:

Ոչ անոթային բույսերը ներառում են լյարդի կանայքմամուռներ, եւ եղջյուրներ. Նրանք հակված են գտնել այն վայրերում, որտեղ ջուրը մատչելի է: Շատերն ապրում են հողի վրա կամ նույնիսկ անոթավոր բույսերի վրա: Ոմանք կարող են աճել մերկ ժայռերի, մեռած կամ ընկած ծառերի բների և նույնիսկ շենքերի վրա: Ոչ անոթային բույսերի մեծ մասը ցամաքային է, մի քանիսն ապրում են քաղցրահամ ջրերում, իսկ ոչ մեկը օվկիանոսում:

Յոթ կլադեր (կամ բաժանումները) որոնք կազմում են անոթային բույսերը ներառում են  ձիու պոչեր  և ֆեռներ, որոնք միասին կարող են խմբավորվել որպես մոնիլոֆիտներ կոչվող մեկ կլադ։ Սերմերի բույսեր (կամ սպերմատոֆիտ) ներառում է մյուս հինգ բաժինները, որոնցից չորսը խմբավորված են որպես մարմնամարզություն իսկ մեկը անգիոսպերմներն են: Gymnosperms ներառում է conifersցիկադներԳինկգո, եւ գնետոֆիտներ. Gymnosperm սերմերը զարգանում են թեփուկների կամ տերևների մակերեսին, որոնք հաճախ ձևափոխվում են cones, կամ միայնակ, ինչպես մեջ ewՏորեյաԳինկգո. Angiosperms- ը ամենատարբեր խումբն է հողային բույսեր, 64-ով պատվեր, 416 ընտանիք, հայտնի է մոտավորապես 13,000 առաջացնում իսկ 300,000 հայտնի տեսակ. Հավանել մարմնամարզություն, անգիոսպերմներն են սերմարտադրող բույսեր. Նրանք տարբերվում են մարմնամարզիկներից՝ ունենալով այնպիսի հատկանիշներ, ինչպիսիք են ծաղիկներէնդոսպերմ իրենց շրջանակներում սերմացու, և արտադրություն մրգեր որոնք պարունակում են սերմեր:

fungi

 
Սնկերի բազմազանություն. Վերևի ձախից ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ. Թռչել ագարիկ, բազիդիոմիցետ; Sarcoscypha coccinea, ասկոմիցետ; մեջ ծածկված հաց բորբոսքիթրիդAspergillus կոնիդիոֆոր

fungi են էուկարիոտիկ օրգանիզմներ, որոնք մարսում են սնունդն իրենց մարմնից դուրս: Նրանք դա անում են գործընթացի միջոցով, որը կոչվում է ներծծող հետերոտրոֆիա, որով նրանք նախ արտազատում են մարսողական ֆերմենտներ, որոնք քայքայում են սննդի մեծ մոլեկուլները, նախքան դրանք կլանելը իրենց բջջային թաղանթների միջոցով: Շատ սնկեր են նաև սապրոբներ քանի որ նրանք կարողանում են սննդանյութեր ընդունել մեռած օրգանական նյութերից և, հետևաբար, հիմնականն են քայքայողներ էկոլոգիական համակարգերում։ Որոշ սնկեր մակաբույծներ են՝ կլանելով սնուցիչները կենդանի տերերից, իսկ մյուսները՝ փոխադարձ: Սնկերը, երկու այլ տոհմերի հետ միասին, խոանոֆլագելատներ և կենդանիներ, կարող են խմբավորվել որպես օպիստոկոնց. Սինապոմորֆիան, որը տարբերում է սնկերը մյուս երկու օփիստոկոնտներից, առկա է կիտին նրանց մեջ բջջային պատերը.

Սնկերի մեծ մասը բազմաբջիջ են, բայց որոշները միաբջիջ են, օրինակ խմորիչները, որոնք ապրում են հեղուկ կամ խոնավ միջավայրերում և ունակ են սննդանյութերը կլանել անմիջապես իրենց բջիջների մակերեսին: Մյուս կողմից, բազմաբջիջ սնկերը ունեն մարմին, որը կոչվում է mycelium, որը կազմված է առանձին խողովակային թելերի զանգվածից, որը կոչվում է հաֆա որը թույլ է տալիս սննդանյութերի կլանումը: Սնկերը կարելի է բաժանել վեց հիմնական խմբերի՝ ելնելով իրենց կյանքի ցիկլերից. միկրոսպորիդիաքիտրիդներ, zygospore fungi (Zygomycota- ն), արբուկուլյար միկորիզային սնկերը (Գլոմերոմիկոտա), պարկի սնկերը (Ասկոմիկոտա), Եւ ակումբային սնկերը  (Բազիդիոմիկոտա): Սնկերը դասակարգվում են ըստ որոշակի գործընթացների սեռական վերարտադրություն օգտագործում են. -ի սովորական բջջային արտադրանքները մեիոզ սեռական վերարտադրության ժամանակ սպորներ են, որոնք հարմարեցված են դժվար ժամանակներում գոյատևելու և տարածվելու համար: Մեյոզի հիմնական հարմարվողական առավելությունը սեռական վերարտադրության ժամանակ Ասկոմիկոտա  և Բազիդիոմիկոտա Առաջարկվում էր ԴՆԹ-ի վնասի վերականգնում մեյոտիկ ռեկոմբինացիայի միջոցով:

Սնկերի թագավորությունը ներառում է հսկայական բազմազանություն տոկոսադրույքը բազմազան էկոլոգիաներով, կյանքի ցիկլ ռազմավարություններ և մորֆոլոգիաները սկսած միաբջիջ ջրային քիթրիդներից մինչև խոշոր սունկ: Այնուամենայնիվ, իրականության մասին քիչ բան է հայտնի կենսաբազմազանության Թագավորության սնկերի թիվը, որը գնահատվել է 2.2-3.8 միլիոն տեսակ: Դրանցից միայն մոտ 148,000-ն է նկարագրված, ավելի քան 8,000 տեսակներով, որոնք հայտնի են որպես բույսերի համար վնասակար, և առնվազն 300 տեսակներ, որոնք կարող են ախտածին լինել մարդկանց համար:

Կենդանիների բազմազանություն

Echinoderm Cnidaria Bivalve Tardigrade Crustacean Arachnid Sponge Insect Mammal Bryozoa Acanthocephala Flatworm Cephalopod Annelid Tunicate Fish Bird Phoronida

Կենդանիների բազմազանություն. Վերևից ներքև, առաջին սյունակ. Էխինոդերմցնիդարիաերկբևեռուշացածcrustacean, եւ arachnid. Երկրորդ սյունակ.  Պորտաբույծմիջատկաթնասուն կենդանիբրիոզոաականտոցեֆալա, եւ տափակ որդ. Երրորդ սյունակ.  Սեֆալոպոդանելլիդերեսպատել,   ձուկթռչուն, եւ phoronida.

Կենդանիներ բազմաբջիջ էուկարիոտ օրգանիզմներ են, որոնք կազմում են Animalia թագավորությունը։ Մի քանի բացառություններով՝ կենդանիներ օգտագործել օրգանական նյութերշնչել թթվածինեն, կարող է շարժվելԿարող վերարտադրեք սեռական կյանքով, և աճում են սնամեջ ոլորտից բջիջներԷ, բլաստուլաընթացքում  սաղմնային զարգացում. Ավելի քան 1.5 մլն  կենդանի  կենդանի  տեսակ  արդեն նկարագրված է— որից շուրջ 1 մլն Թրթուրներ— բայց հաշվարկվել է, որ ընդհանուր առմամբ կա ավելի քան 7 միլիոն կենդանատեսակ: Նրանք ունեն  բարդ փոխազդեցություններ  միմյանց և իրենց միջավայրերի հետ՝ ձևավորելով բարդ սննդի ցանցեր.

Կենդանիներին կարելի է բաժանել երկու խմբի՝ ելնելով նրանց զարգացման առանձնահատկություններից. Օրինակ, սաղմերը դիպլոբլաստիկ կենդանիները, ինչպիսիք են ցենտոֆորները, պլացեոզոանները և կնիդարյանները, ունեն երկու բջջային շերտ (էկտոդերմ և էնդոդերմա) մինչդեռ սաղմերը եռակի կենդանիներն ունեն երեք հյուսվածքային շերտ (էկտոդերմա, mesodermև էնդոդերմա), որն այս կենդանիների սինապոմորֆիան է։ Տրիպլոբլաստիկ կենդանիները կարող են հետագայում բաժանվել երկու հիմնական կլադաների՝ հիմնվելով օրինաչափության վրա գաստրուլյացիա, որով մի խոռոչ, որը կոչվում է ա բլաստոպոր կազմվում է ա–ի ներքևից բլաստուլա. Մեջ պրոտոստոմներ, բլաստոպորից առաջանում է բերանը, որին հաջորդում է անուսի ձևավորումը։ Մեջ դեյտրոստոմներ, բլաստոպորից առաջանում է անուս, որին հաջորդում է բերանի խոռոչի ձևավորումը։

Կենդանիներին կարելի է տարբերակել նաև նրանց հիման վրա մարմնի պլան, մասնավորապես չորս հիմնական հատկանիշների առումով. սիմետրիամարմնի խոռոչսեգմենտավորում, եւ հավելվածներ. Կենդանիների մեծամասնության մարմինները սիմետրիկ են, ընդ որում սիմետրիան կամ ճառագայթ or երկկողմանի.[184] Տրիպլոբլաստիկ կենդանիները կարելի է բաժանել երեք տեսակի՝ ելնելով իրենց մարմնի խոռոչից. ակոելոմատկեղծոէլոմատ, եւ կոելոմատ.[184] Բազմաթիվ կենդանիների մարմնում կարելի է նկատվել սեգմենտացիան, ինչը թույլ է տալիս մասնագիտացնել մարմնի տարբեր մասերը, ինչպես նաև թույլ է տալիս կենդանուն փոխել իր մարմնի ձևը՝ իր շարժումները կառավարելու համար: Վերջապես, կենդանիներին կարելի է տարբերակել՝ ելնելով նրանց հավելումների տեսակից և գտնվելու վայրից, ինչպիսիք են ալեհավաք շրջակա միջավայրը զգալու կամ որս բռնելու համար ճանկեր:

Սպունգեր, անդամները ապաստան Պորիֆերա, բազալ են Մետազոա (կենդանի) կլադ որպես դիպլոբլաստների քույր։[185][186][187][188][189] Նրանք բազմաբջիջ օրգանիզմներ, որոնք ունեն ծակոտիներով լի մարմիններ և ալիքներ, որոնք թույլ են տալիս ջրի շրջանառությունը նրանց միջով, որը բաղկացած է դոնդողանմանից մեսոհիլ երկու բարակ շերտերի միջև ընկած բջիջներ.

Կենդանական տեսակների մեծամասնությունը (~97%) են անողնաշարավորներ, որոնք կենդանիներ են, որոնք չունեն ա ողնաշարավոր սյուն (կամ ողնաշար կամ ողնաշար), ստացված է նոտոչորդ. Սա ներառում է բոլոր կենդանիներին՝ բացառությամբ ենթաֆիլմ Ողնաշարավոր. Անողնաշարավորների ծանոթ օրինակները ներառում են սպունգերկնիդարյաններ (հիդրասմեդուզաներծովային անեմոններ, եւ մարջանները), մոլլուսներ (քիտոններխխունջերկվորյակներկաղամարներ, եւ  ութոտնուկներ), անելլիդներ  (earthworms  և  տզրուկներ), Եւ արտրոպոդներ (Թրթուրներarachnidsխեցեմորթների, եւ  միրիափոդներ): Շատ անողնաշարավորներ տոկոսադրույքը ունեն տեսակների ավելի մեծ քանակ և բազմազանություն, քան Vertebrata-ի ամբողջ ենթախումբը:

Ի տարբերություն, ողնաշարավորներ ներառում են կենդանիների բոլոր տեսակները ներսում ենթաֆիլմ Vertebrata, որոնք են բարդություններ ողնաշարային սյուներով: Այս կենդանիներն ունեն չորս հիմնական առանձնահատկություններ, որոնք են՝ գլխուղեղով առաջի գանգը, կոշտ ներքին կմախքը, որը հենվում է ողնաշարի սյունով, որը պարփակում է ողնուղեղը, ներքին օրգանները՝ կախովի մեջ, և լավ զարգացած շրջանառության համակարգը, որը առաջնորդվում է մեկ մեծով: սիրտ. Ողնաշարավորները ներկայացնում են ցեղի ճնշող մեծամասնությունը Chordata- ն, ներկայումս մոտ 69,963-ով տեսակ նկարագրված է: Ողնաշարավորները ներառում են տարբեր խոշոր խմբեր, որոնք ներառում են առանց ծնոտի ձկներ (ներառյալ խոզուկներ), ծնոտավոր ողնաշարավորներ ինչպես, օրինակ, աճառային ձկներ (շարքսճառագայթներև առնետաձուկ), ոսկրային ձկներtetrapods ինչպես, օրինակ, ամֆիբներսողուններԹռչուններ, եւ կաթնասուններ.[184]

Առանց ծնոտի ձկների երկու մնացած խմբերը, որոնք գոյատևել են այն կողմ Դևոնյան ժամանակաշրջան են խոզաձկները և լամբրի, որոնք միասին հայտնի են որպես ցիկլոստոմներ (For շրջանաձև բերաններ): Կենդանիների երկու խմբերն էլ ունեն օձաձևի նման երկարավուն մարմիններ՝ առանց զույգ լողակների։ Այնուամենայնիվ, քանի որ խոզաձկներն ունեն թույլ շրջանառու համակարգ՝ երեք օժանդակ սրտերով, մասնակի գանգ՝ առանց ցեղիկԱռանց ծնոտների կամ ստամոքսի և առանց հոդերի ողերի, որոշ կենսաբաններ դրանք չեն դասակարգում որպես ողնաշարավորներ, այլ որպես քույր խումբ ողնաշարավորների. Ի հակադրություն, ճրագները ունեն ամբողջական գանգ և հստակ ողեր, որոնք աճառային են։

Կաթնասուններն ունեն չորս հիմնական հատկանիշ, որոնք տարբերում են նրանց այլ կենդանիներից, ինչպիսիք են քրտնագեղձերկաթնագեղձեր, մազեր և չորս խցիկ սիրտ։ Փոքր և միջին չափի կաթնասունները նախկինում գոյատևում էին մեծ դինոզավրերի հետ Մեսոզոյիկ դարաշրջան, բայց շուտով ճառագող հետո դինոզավրերի զանգվածային անհետացում վերջում Գորգ ժամկետով: Կան մոտավորապես 57,000 կաթնասունների տեսակներ, որոնք կարելի է բաժանել երկու հիմնական խմբերի. նախատերեր և թերիներ. Պրոտոթերացիները կրծքագեղձի վրա պտուկներ չունեն, փոխարենը կաթ են արտազատում իրենց մաշկի վրա՝ թույլ տալով, որ իրենց սերունդները գիրկն ընկնեն իրենց մորթիներից: Նրանք նաև չունեն պլասենցա, ձվադրում են և ունեն փռված ոտքեր։ Ներկայումս հայտնի են միայն հինգ տեսակի նախատերեր (պլասպուս և չորս տեսակ էխիդնան): Therian clade-ն է կենսունակ և հետագայում կարելի է բաժանել երկու խմբի.  մարսուալներ  և  էվթերյաններ. Մարսուն էգերն ունեն փորային պարկ՝ իրենց սերունդներին տանելու և կերակրելու համար: Eutherians- ը կազմում է կաթնասունների մեծամասնությունը և ներառում է այնպիսի հիմնական խմբեր, ինչպիսիք են կրծողներբացինույնիսկ ոտք ունեցող ungulations և կետաձկաններծալքեր և խլուրդներprimatesմսակերնապաստակներըԱֆրիկյան միջատակերներփշոտ միջատակերներարմեդիլոսներծառերկենտ մատներով սմբակավորներերկար քթով միջատակերներմրջնակերներ և ծուլությունpangolinshyraxessireniansՓիղկոլուգոս, եւ aardvark.[184]

Պրիմատների շառավիղում պառակտումը տեղի է ունեցել մոտավորապես 90 միլիոն տարի առաջ, այդ ժամանակաշրջանում Գորգ, որը բերեց երկու հիմնական կլադեր. պրոսիմյաններ և անտրոպոիդներ.[184] Պրոզիմյանները ներառում են Լեմուրներլորիսները, եւ գալագոս մինչդեռ անթրոպոիդները ներառում են tarsiersՆոր աշխարհի կապիկներՀին աշխարհի կապիկներ, եւ մայիս.[184] Կապիկներն առանձնացել են Հին աշխարհի կապիկներից մոտ 35 միլիոն տարի առաջ, որտեղ ապրում էին տարբեր տեսակներ ԱֆրիկաԵվրոպա, եւ Ասիա 22-ից 5.5 միլիոն տարի առաջ:[184] Այս կենդանիների ժամանակակից ժառանգները ներառում են շիմպանզեներ և գորիլաներ Աֆրիկայում, գիբոններ և օրանգուտաններ Ասիայում և մարդկանց ամբողջ աշխարհում: Մոտ վեց միլիոն տարի առաջ Աֆրիկայում տեղի ունեցավ կապիկների տոհմի պառակտում, որի արդյունքում հայտնվեցին շիմպանզեները որպես մեկ խումբ, իսկ հոմինիդների կլադան որպես մեկ այլ խումբ, որը ներառում է մարդկանց և նրանց անհետացած հարազատներին: Բիպեդալիզմ առաջացել է ամենավաղ պրոտոհոմինիդներ հայտնի որպես արդիպիտեցիններ. Որպես ադապտացիա՝ երկոտանիությունը երեք առավելություն տվեց. Նախ, դա արդիպիտեկիններին հնարավորություն տվեց օգտագործել իրենց առջևի վերջույթները՝ աշխատելիս առարկաներ մանիպուլացնելու և տեղափոխելու համար: Երկրորդ՝ այն բարձրացնում էր կենդանու աչքերը՝ բարձր բուսականության վրա նկատելու որսին կամ գիշատիչներին: Վերջապես, երկոտանի շարժումը էներգետիկ առումով ավելի արդյունավետ է, քան չորսոտանի շարժումը:

Վիրուսներ

Բակտերիոֆագներ  կցված է բակտերիաների բջջային պատին

Վիրուսներ են ենթամանրադիտակային վարակիչ գործակալները  Որ վերարտադրվել ներսում բջիջներ of օրգանիզմները. Վիրուսները վարակում են բոլոր տեսակի կյանքի ձևերը, կենդանիներից և բույսերից մինչև միկրոօրգանիզմների, Այդ թվում `  մանրէներ  և արխեա. Ավելի քան 6,000 վիրուսի տեսակներ մանրամասն նկարագրված են։ Վիրուսները հայտնաբերվում են գրեթե յուրաքանչյուրում էկոհամակարգը Երկրի վրա և կենսաբանական էության ամենաբազմաթիվ տեսակն են:

Երբ վարակվում է, ընդունող բջիջը ստիպված է արագորեն արտադրել բնօրինակ վիրուսի հազարավոր նույնական պատճեններ: Երբ վարակված բջջի ներսում չեն կամ բջիջը վարակելու գործընթացում են, վիրուսները գոյություն ունեն անկախ մասնիկների տեսքով կամ virionsբաղկացած է գենետիկ նյութ (ԴՆԹ - or RNA), Որը Սպիտակուցներ վերարկու կանչեց կապսիդ, իսկ որոշ դեպքերում՝ արտաքին  ծրար  of  լիպիդներ. Այս վիրուսի մասնիկների ձևերը տատանվում են պարզից պտուտակաձեվ և սրբապատկեր ձևերը դեպի ավելի բարդ կառուցվածքներ: Վիրուսային տեսակների մեծամասնության վիրուսները չափազանց փոքր են, որպեսզի երևան նրանց հետ օպտիկական մանրադիտակ, քանի որ դրանք բակտերիաների մեծ մասի հարյուրերորդական չափն են:

Վիրուսների ծագումը Հայաստանում կյանքի էվոլյուցիոն պատմություն անհասկանալի են. ոմանք կարող են ունենալ դարձել - ից պլազմիդներ- ԴՆԹ -ի կտորներ, որոնք կարող են շարժվել բջիջների միջև, իսկ մյուսները ՝ բակտերիաներից: Էվոլյուցիայի մեջ վիրուսները կարևոր միջոց են գենի հորիզոնական փոխանցում, որն ավելանում է գենետիկական բազմազանություն դրան նմանությամբ  սեռական վերարտադրություն. Քանի որ վիրուսներն ունեն կյանքի որոշ, բայց ոչ բոլոր հատկանիշները, դրանք նկարագրվել են որպես «կյանքի եզրին գտնվող օրգանիզմներ»: եւ ինքնավերարտադրողներ.

Վիրուսները կարող են տարածվել բազմաթիվ ձևերով։ Փոխանցման ուղիներից մեկը հիվանդություն կրող օրգանիզմների միջոցով է, որը հայտնի է որպես վեկտորներըՕրինակ ՝ վիրուսները հաճախ բույսից բույս ​​են փոխանցվում սնվող միջատների միջոցով բուսական հյութ, Օրինակ, աֆիդներ; և կենդանիների վիրուսները կարող են փոխանցվել արյուն ծծող միջատներ Գրիպի վիրուսներ տարածվում են հազի և փռշտոցի միջոցով։ Norovirus և ռոտավիրուս, վիրուսների ընդհանուր պատճառները gastroenteritis, փոխանցվում են ֆեկալ -բանավոր ուղիփոխանցվում է ձեռք-բերան շփման միջոցով կամ սննդի կամ ջրի մեջ: Կենդանիների վիրուսային վարակները հրահրում են ան իմունային պատասխանը որը սովորաբար վերացնում է վարակիչ վիրուսը: Իմունային պատասխանները կարող են արտադրվել նաև պատվաստանյութեր, որոնք տալիս են արհեստականորեն ձեռք բերված անձեռնմխելիություն կոնկրետ վիրուսային վարակի նկատմամբ.

  • Բույսի ձևը և գործառույթը

Բույսի մարմին

 
Արմատային և կրակային համակարգեր ա էուդիկոտ
 

Բույսի մարմինը կազմված է օրգաններ որը կարելի է կազմակերպել երկու հիմնական օրգան համակարգեր: The արմատային համակարգ եւ նկարահանման համակարգ. Արմատային համակարգը խարսխում է բույսերը տեղում: Արմատներն իրենք են կլանում ջուրն ու հանքանյութերը և պահպանում ֆոտոսինթետիկ արտադրանքները: Կրակման համակարգը կազմված է  ցողունհեռանում է, և ծաղիկներ. Ցողունները պահում և կողմնորոշում են տերևները դեպի արևը, ինչը թույլ է տալիս տերևներին ֆոտոսինթեզ իրականացնել։ Ծաղիկներն են կրակում է համար, որոնք փոփոխվել են վերարտադրություն. Կրակոցները կազմված են ֆիտոմերներ, որոնք ֆունկցիոնալ միավորներ որոնք բաղկացած են մեկ կամ մի քանի տերևներ կրող հանգույցից, միջհանգույցից և մեկ կամ ավելի buds.

Բույսերի մարմինն ունի երկու հիմնական օրինաչափություն (գագաթային-բազային և շառավղային առանցքներ), որոնք հաստատվել են ընթացքում էմբրիոգենեզ. Բջիջները և հյուսվածքները դասավորված են գագաթային-բազալ առանցքի երկայնքով՝ արմատից մինչև ծիլ, մինչդեռ երեք հյուսվածքային համակարգերը (dermalհիմք, եւ անոթային) որոնք կազմում են բույսի մարմինը համակենտրոնորեն դասավորված են նրա շառավղային առանցքի շուրջ: Մաշկի հյուսվածքային համակարգը ձևավորում է էպիդերմիս (կամ արտաքին ծածկույթը) բույսի, որը սովորաբար մեկ բջջային շերտ է, որը բաղկացած է բջիջներից, որոնք տարբերվել են երեք մասնագիտացված կառուցվածքների. ստոմատա տերևներում գազի փոխանակման համար, տրիխոմներ (կամ տերևի մազեր) պաշտպանվելու համար Թրթուրներ  և  արեւային ճառագայթում, և  արմատային մազերը  մակերեսի ավելացման և ջրի և սննդանյութերի կլանման համար: Գրունտային հյուսվածքը կազմում է գրեթե ամբողջ հյուսվածքը, որը գտնվում է կադրերի և արմատների մաշկային և անոթային հյուսվածքների միջև: Այն բաղկացած է երեք տեսակի բջիջներից. Պարենխիմակոլենխիման, եւ սկլերենխիմա բջիջները. Ի վերջո, անոթային հյուսվածքները կազմված են երկու բաղադրիչ հյուսվածքներից. քսիլիմ և phloem. Xylem-ը կազմված է երկու հաղորդիչ բջիջներից, որոնք կոչվում են շնչափողեր և նավի տարրեր մինչդեռ ֆլոեմը բնութագրվում է առկայությամբ մաղի խողովակի տարրեր և ուղեկից բջիջները.

Բույսերի սնուցում և տրանսպորտ

 
Քսիլեմը (կապույտ) ջուրն ու հանքանյութերը տեղափոխում է արմատներից վերև, մինչդեռ ֆլոեմը (նարնջագույն) ածխաջրերը տեղափոխում է օրգանների միջև:

Ինչպես բոլոր այլ օրգանիզմները, բույսերը հիմնականում կազմված են ջրից և պարունակող այլ մոլեկուլներից  տարրեր   որոնք էական նշանակություն ունեն կյանքի համար: Հատուկ սննդանյութերի բացակայությունը (կամ հիմնական տարրերը), որոնցից շատերը հայտնաբերվել են  հիդրոպոնիկ   փորձերը, կարող են խանգարել բույսերի աճ  և վերարտադրություն. Բույսերի մեծամասնությունը կարողանում է ստանալ այդ սննդանյութերը լուծումները որ շրջապատում է նրանց արմատները է հող.  Շարունակական  լիզինգ և բերքահավաք of մշակաբույսերը կարող է սպառել հողը իր սննդանյութերով, որոնք կարող են վերականգնվել օգտագործմամբ ՊարարտանյութերՄսակեր բույսեր ինչպես, օրինակ, Վեներայի թռիչքներ կարողանում են սննդանյութեր ստանալ՝ մարսելով մյուսները   արտրոպոդներ   մինչդեռ մակաբուծական բույսեր ինչպես, օրինակ, մզամուրճներ կարող է պարազիտացնել այլ բույսեր ջրի և սննդանյութերի համար:

Բույսերը վարելու համար ջրի կարիք ունեն ֆոտոսինթեզ, տրանսպորտ լուծված նյութեր օրգանների միջև, սառեցրեք դրանց տերևները գոլորշիացում, և պահպանել ներքին ճնշումները, որոնք աջակցում են իրենց մարմիններին:  Ջուրը կարողանում է  սփռած  ներս և դուրս բույսերի բջիջներ by օսմոզ. Ջրի շարժման ուղղությունը ա կիսաթափանցիկ թաղանթ որոշվում է ջրային ներուժ այդ թաղանթի վրայով։ Ջուրն ի վիճակի է ցրվել արմատային բջջի թաղանթով ակվապորիններ մինչդեռ լուծված նյութերը տեղափոխվում են թաղանթով իոնային ալիքներ և նավկոշիկ. Մեջ անոթային բույսերջուրը և լուծված նյութերը կարող են ներթափանցել քսիլիմՄի անոթային հյուսվածք, ճանապարհով ան ապոպլաստ և սիմպլաստ. Երբ գտնվում է քսիլեմում, ջուրը և հանքանյութերը բաշխվում են դեպի վեր բանվորների անխնա հողից մինչև բույսի օդային մասերը. Ի հակադրություն, ի phloem, մեկ այլ անոթային հյուսվածք, տարածվում է ածխաջրեր  (օրինակ, sucrose) և այլ լուծված նյութեր, ինչպիսիք են հորմոնները  տեղափոխումը  - ից ա աղբյուր (օրինակ՝ հասուն տերեվ կամ արմատ), որտեղ դրանք արտադրվել են ա լվացարան (օրինակ՝ արմատ, ծաղիկ, կամ զարգացող պտուղ) որտեղ դրանք կօգտագործվեն և կպահվեն: Աղբյուրները և լվացարանները կարող են փոխել դերերը՝ կախված այլ օրգանների սնուցման համար կուտակված կամ մոբիլիզացված ածխաջրերի քանակից:

Բույսերի զարգացում

Բույսերի զարգացում  կարգավորվում է շրջակա միջավայրի և բույսի սեփական նշաններով  Ընկալիչներըհորմոններ, և գենոմը.Ավելին, նրանք ունեն մի քանի բնութագրեր, որոնք թույլ են տալիս նրանց ձեռք բերել ռեսուրսներ աճի և վերարտադրության համար, ինչպիսիք են մերիստեմներ, հետսաղմնային օրգանների ձևավորում և դիֆերենցիալ աճ։

Զարգացումը սկսվում է ա սերմ, որն է սաղմնային գործարան պարփակված ա պաշտպանիչ արտաքին ծածկույթ. Բույսերի սերմերի մեծ մասը սովորաբար քնած, պայման, երբ սերմի բնականոն գործունեությունը կասեցված է։ Սերմերի քունը կարող է տևել շաբաթներ, ամիսներ, տարիներ և նույնիսկ դարեր: Հանգստությունը կոտրվում է, երբ պայմանները բարենպաստ են աճի համար, և սերմը կսկսի բողբոջել, մի գործընթաց, որը կոչվում է.բողբոջումԻմբիբիցիա  սա բողբոջման առաջին քայլն է, որի արդյունքում ջուրը կլանում է սերմը: Ջուրը ներծծվելուց հետո սերմը ենթարկվում է նյութափոխանակության փոփոխության, որի արդյունքում enzymes ակտիվացված են և RNA և սպիտակուցներ սինթեզվում են։ Երբ սերմը բողբոջում է, այն ստանում է ածխաջրերAmino թթուներ, և փոքր լիպիդներ որոնք ծառայում են որպես շինանյութ նրա զարգացման համար: Սրանք մոնոմերներ ստացվում են  հիդրոլիզ  of օսլաpro teins, և շուրթերի ID-ներ, որոնք պահվում են կամում կոտլեդոններ or էնդոսպերմ. Բողբոջումն ավարտվում է սաղմնային արմատները կանչելուց հետո արմատական -ից առաջացել են սերմերի վերարկու. Այս պահին զարգացող գործարանը կոչվում է ա սածիլ և նրա աճը կարգավորվում է իր կողմից ֆոտոընկալիչների սպիտակուցներ և հորմոններ: Ի տարբերություն կենդանիները որտեղ աճը որոշիչ է, այսինքն՝ դադարում է հասուն վիճակին հասնելուց հետո, բույսերի աճը անորոշ է, քանի որ դա անժամկետ գործընթաց է, որը կարող է ցմահ լինել:  Բույսերը աճում են երկու եղանակով. հիմնական և երկրորդական. Առաջնային աճի ժամանակ ընձյուղներն ու արմատները ձևավորվում և երկարանում են։ Այն գագաթային մերիստեմ արտադրում է բույսի առաջնային մարմինը, որը կարելի է գտնել բոլորում սերմերի բույսեր. Երկրորդային աճի ժամանակ բույսի հաստությունը մեծանում է, քանի որ կողային մերիստեմ արտադրում է բույսի երկրորդական մարմինը, որը կարելի է գտնել փայտային էուդիկոտիկներ ինչպիսիք են ծառերը և թփերը: Մոնոկոտներ մի անցեք երկրորդական աճի միջով.[202] Բույսի մարմինը ստեղծվում է հիերարխիայի միջոցով մերիստեմներ. Արմատային և բողբոջային համակարգերում գագաթային մերիստեմներից առաջանում են առաջնային մերիստեմներ (պրոտոդերմ, գետնի մերիստեմ և պրոկամբիում), որոնք իրենց հերթին առաջացնում են երեք հյուսվածքային համակարգեր (dermalհիմք, եւ անոթային).

Բույսերի վերարտադրություն

Վերարտադրումը և զարգացումը Հայաստանում սպորոֆիտներ

կամուրջ անգիոսերմեր (կամ ծաղկող բույսերը) ներգրավվում են սեռական վերարտադրություն.[205] Իրենց ծաղիկներ օրգաններ են, որոնք հեշտացնում են վերարտադրություն, սովորաբար ապահովելով միության մեխանիզմը սերմնահեղուկ ձվերով։ Ծաղիկները կարող են հեշտացնել երկու տեսակի փոշոտումինքնափոշոտում և խաչաձև փոշոտում: Ինքնափոշոտում առաջանում է, երբ փոշեկուլից ստացված ծաղկափոշին նստում է նույն ծաղկի խարանին կամ նույն բույսի մեկ այլ ծաղիկի վրա: Խաչաձեւ փոշոտում ծաղկափոշու փոխանցումն է մեկ ծաղկի փոշուց մյուս ծաղկի խարանին նույն տեսակի մեկ այլ անհատի վրա: Ինքնափոշոտումը տեղի է ունեցել այն ծաղիկների մեջ, որտեղ կոճը և միջատը միաժամանակ հասունանում են, և տեղադրվում են այնպես, որ ծաղկափոշին կարող է վայրէջք կատարել ծաղկի խարանի վրա: Այս փոշոտումը բույսից ներդրումներ չի պահանջում՝ նեկտարն ու ծաղկափոշին որպես սնունդ փոշոտողներին ապահովելու համար:

Բույսերի արձագանքները

Ինչպես կենդանիները, բույսերը նույնպես արտադրում են հորմոններ իր մարմնի մի մասում՝ ազդանշան տալով մյուս մասի բջիջներին արձագանքելու համար: Այն հասունանալը of պտուղ իսկ ձմռանը տերեւների կորուստը մասամբ վերահսկվում է գազի արտադրությամբ էթիլեն գործարանի կողմից։ Ջրի կորստից առաջացած սթրեսը, օդի քիմիայի փոփոխությունները կամ այլ բույսերի կուտակումները կարող են հանգեցնել բույսի գործունեության փոփոխությունների: Այս փոփոխությունների վրա կարող են ազդել գենետիկական, քիմիական և ֆիզիկական գործոնները:

Գործելու և գոյատևելու համար բույսերը արտադրում են քիմիական միացությունների լայն տեսականի, որոնք չկան այլ օրգանիզմներում: Քանի որ նրանք չեն կարող շարժվել, բույսերը նույնպես պետք է պաշտպանվեն քիմիապես խոտաբույսերpatogens և մրցակցություն այլ բույսերից: Նրանք դա անում են՝ արտադրելով թունավոր նյութերի և տհաճ համ կամ հոտ ունեցող քիմիական նյութեր: Այլ միացություններ պաշտպանում են բույսերը հիվանդություններից, թույլ են տալիս գոյատևել երաշտի ժամանակ և բույսերը պատրաստում քնելու համար, մինչդեռ այլ միացություններ օգտագործվում են գրավելու համար:  pollinators  կամ բուսակերներ՝ հասած սերմեր տարածելու համար:

Բույսերի շատ օրգաններ պարունակում են տարբեր տեսակներ ֆոտոընկալիչների սպիտակուցներ, որոնցից յուրաքանչյուրը շատ հատուկ է արձագանքում լույսի որոշակի ալիքի երկարություններին։ Ֆոտոընկալիչի սպիտակուցները փոխանցում են այնպիսի տեղեկություններ, ինչպիսիք են՝ ցերեկ է, թե գիշեր, օրվա տևողությունը, հասանելի լույսի ինտենսիվությունը և լույսի աղբյուրը: Ծիլերը սովորաբար աճում են դեպի լույսը, մինչդեռ արմատները հեռանում են դրանից, արձագանքներ, որոնք հայտնի են որպես ֆոտոտրոպիզմ և համապատասխանաբար սկոտոտրոպիզմ: Դրանք առաջանում են լուսազգայուն պիգմենտներով, ինչպիսիք են  ֆոտոտրոֆիններ   և ֆիտոքրոմներ և բուսական հորմոն օքսին. Շատերը ծաղկող բույսեր ծաղկում է համապատասխան ժամանակին՝ լուսազգայուն միացությունների պատճառով, որոնք արձագանքում են գիշերվա երկարությանը, մի երևույթ, որը հայտնի է որպես. ֆոտոպերիոդիզմ.

Բացի լույսից, բույսերը կարող են արձագանքել այլ տեսակի գրգռիչներին: Օրինակ, բույսերը կարող են զգալ ուղղությունը հանդիսավորություն ճիշտ կողմնորոշվել. Նրանք կարող են արձագանքել մեխանիկական խթանմանը:

  • Կենդանիների ձևը և գործառույթը

Ընդհանուր հատկություններ

 
Բացասական արձագանք պահպանման համար անհրաժեշտ է homeostasis ինչպես օրինակ պահելը մարմնի ջերմաստիճան մշտական.
 

Յուրաքանչյուր կենդանու մարմնի բջիջները լողանում են միջսահմանային հեղուկ, որոնք կազմում են բջջի միջավայրը։ Այս հեղուկը և նրա բոլոր բնութագրերը (օրինակ՝ ջերմաստիճանը, իոնային բաղադրությունը) կարելի է բնութագրել որպես կենդանու ներքին միջավայրը, որը ի տարբերություն արտաքին միջավայրի, որն ընդգրկում է կենդանու արտաքին աշխարհը։ Կենդանիները կարող են դասակարգվել որպես կարգավորիչներ կամ կոնֆորմատորներ: Կենդանիներ, ինչպիսիք են կաթնասուններ և Թռչուններ կարգավորիչներ են, քանի որ նրանք ի վիճակի են պահպանել մշտական ​​ներքին միջավայր, ինչպիսին է մարմնի ջերմաստիճանը, չնայած իրենց միջավայրի փոփոխությանը: Այս կենդանիները նկարագրվում են նաև որպես  տնային ջերմատներ  ինչպես նրանք ցուցադրում են ջերմակարգավորում նրանց ներքին մարմնի ջերմաստիճանը մշտական ​​պահելով: Ի հակադրություն, կենդանիները, ինչպիսիք են ձկներ և Գորտեր հարմարվողներ են, քանի որ հարմարեցնում են իրենց ներքին միջավայրը (օրինակ՝ մարմնի ջերմաստիճանը)՝ համապատասխանեցնելով իրենց արտաքին միջավայրին: Այս կենդանիները նկարագրվում են նաև որպես պոիկիլոթերմեր  or  էկտոթերմեր  քանի որ նրանք թույլ են տալիս իրենց մարմնի ջերմաստիճանը համապատասխանել իրենց արտաքին միջավայրին: Էներգիայի առումով կարգավորումն ավելի թանկ է, քան համապատասխանությունը, քանի որ կենդանին ավելի շատ էներգիա է ընդլայնում մշտական ​​ներքին միջավայրը պահպանելու համար, օրինակ՝ մեծացնելով իր հիմնական նյութափոխանակության մակարդակը, որը էներգիայի սպառման ցուցանիշն է։ Նմանապես, հոմեոթերմիան ավելի թանկ է, քան պոիկիլոթերմիան: Հոմեոստազ կենդանու ներքին միջավայրի կայունությունն է, որը պահպանվում է բացասական հետադարձ կապ loops

-ի մարմնի չափը ցամաքային կենդանիներ տարբերվում են տարբեր տեսակների մեջ, սակայն նրանց էներգիայի օգտագործումը չի տարբերվում մասշտաբ գծային՝ ըստ իրենց չափի։ Օրինակ, մկները կարող են երեք անգամ ավելի շատ սնունդ օգտագործել, քան նապաստակները՝ իրենց քաշի համամասնությամբ, քանի որ մկների մեկ միավորի քաշի վրա հիմնային նյութափոխանակության արագությունը ավելի մեծ է, քան նապաստակները: Ֆիզիկական ակտիվությունը կարող է նաև բարձրացնել կենդանու նյութափոխանակության արագությունը: Երբ կենդանին վազում է, նրա նյութափոխանակության արագությունը գծայինորեն ավելանում է արագությամբ: Այնուամենայնիվ, հարաբերությունները ոչ գծային են կենդանիների մոտ, որոնք ուշաթափություն or թռչել. Երբ ձուկն ավելի արագ է լողում, այն բախվում է ավելի մեծ ջրի դիմադրության, ուստի նրա նյութափոխանակության արագությունը աճում է էքսպոնենցիալ: Որպես այլընտրանք, թռիչքի արագությունների և նյութափոխանակության արագությունների փոխհարաբերությունները թռչունների մոտ U-աձև են: Թռիչքի ցածր արագության դեպքում թռչունը պետք է պահպանի նյութափոխանակության բարձր արագություն՝ օդում մնալու համար: Երբ նա արագացնում է իր թռիչքը, նրա նյութափոխանակության արագությունը նվազում է, քանի որ օդը արագ հոսում է իր թևերի վրայով: Այնուամենայնիվ, երբ այն ավելի է մեծանում իր արագությամբ, նրա նյութափոխանակության բարձր տեմպերը կրկին բարձրանում են թռիչքի արագ արագության հետ կապված ջանքերի ավելացման պատճառով: Բազալ նյութափոխանակության արագությունը կարող է չափվել՝ հիմնվելով կենդանու արագության վրա շոգ արտադրություն.

Ջրի և աղի հավասարակշռությունը

 
Ջրի և իոնների տարածումը քաղցրահամ ձկան մեջ և դուրս
 

Կենդանու մարմնի հեղուկներ ունեն երեք հատկություն.  osmotic ճնշումIonic  կազմը և ծավալ. Օսմոտիկ ճնշումները որոշում են դրա ուղղությունը հեռարձակում ջուր (կամ օսմոզ), որը շարժվում է մի շրջանից, որտեղ օսմոտիկ ճնշումը (լուծվող նյութի ընդհանուր կոնցենտրացիան) ցածր է դեպի մի շրջան, որտեղ օսմոտիկ ճնշումը (լուծված նյութի ընդհանուր կոնցենտրացիան) բարձր է։ Ջրային կենդանիները բազմազան են՝ կապված իրենց մարմնի հեղուկի կազմի և միջավայրի հետ: Օրինակ, օվկիանոսում գտնվող անողնաշարավոր կենդանիների մեծ մասը մարմնի հեղուկներ ունի իզոսմոտիկ ծովի ջրով։ Ի հակադրություն, օվկիանոս ոսկրային ձկներ ունեն մարմնի հեղուկներ, որոնք հիպոսմոտիկ դեպի ծովի ջուր. Վերջապես, քաղցրահամ ջրի կենդանիները ունեն մարմնի հեղուկներ, որոնք կան հիպերոսմոտիկ դեպի քաղցրահամ ջուր: Տիպիկ իոնները, որոնք կարելի է գտնել կենդանու մարմնի հեղուկներում են նատրիումկալիումկալցիում, եւ քլորիդ. Մարմնի հեղուկների ծավալը կարող է կարգավորվել արտազատումՈղնաշարավոր կենդանիները ունեն երիկամներ, որոնք արտազատող օրգաններ են, որոնք կազմված են փոքրիկ խողովակային կառուցվածքներից, որոնք կոչվում են նեֆրոններ, որոնք կազմում են մեզ արյան պլազմայից. Երիկամների հիմնական գործառույթն է կարգավորել արյան պլազմայի կազմը և ծավալը՝ ընտրողաբար հեռացնելով նյութը հենց արյան պլազմայից: -ի կարողությունը xeric կենդանիներ, ինչպիսիք են կենգուրու առնետներ նվազեցնել ջրի կորուստը՝ արտադրելով մեզի, որը 10-20 անգամ խտացված է, քան արյան պլազման թույլ է տալիս նրանց հարմարվել անապատ միջավայրեր, որոնք շատ քիչ են ստանում տեղումներ. Սնուցում և մարսողություն

 
Տարբեր մարսողական համակարգեր ծովային ձկների մեջ
 

Կենդանիներն են հետերոտրոֆներ քանի որ նրանք սնվում են այլ օրգանիզմներով էներգիա ստանալու համար և օրգանական միացություններ. Նրանք ի վիճակի են սնունդ ստանալ երեք հիմնական եղանակներով, ինչպիսիք են՝ թիրախավորելով տեսանելի սննդի առարկաները, հավաքելով սննդի մանր մասնիկներ կամ կախված լինելով մանրէներից սննդի կարևոր կարիքների համար: Գումարը սննդի մեջ կուտակված էներգիա կարող է քանակական հաշվարկվել՝ ելնելով ջերմության քանակից (չափված   կալորիա or   կիլոջուլ ) արտանետվում է, երբ սնունդը այրվում է թթվածնի առկայության դեպքում: Եթե ​​կենդանին օգտագործի սննդամթերք, որը պարունակում է ավելորդ քանակությամբ քիմիական էներգիա, նա կպահի այդ էներգիայի մեծ մասը. լիպիդներ ապագա օգտագործման համար և այդ էներգիայի մի մասը որպես գլիկոգեն ավելի անմիջական օգտագործման համար (օրինակ՝ բավարարելով ուղեղի էներգիայի կարիքները): Սննդի մոլեկուլները քիմիական շինանյութեր են, որոնք անհրաժեշտ են աճի և զարգացման համար: Այս մոլեկուլները ներառում են սննդանյութեր, ինչպիսիք են ածխաջրերճարպեր, եւ սպիտակուցներՎիտամիններ և հանքային (օրինակ՝ կալցիումը, մագնեզիումը, նատրիումը և ֆոսֆորը) նույնպես կարևոր են: Այն մարսողական համակարգը, որը սովորաբար բաղկացած է գլանային տրակտից, որը տարածվում է բերանից մինչև անուս, ներգրավված է քայքայման մեջ (կամ մարսողություն) սննդամթերքը վերածվում է փոքր մոլեկուլների, երբ այն շարժվում է ներքև  peristaltically  միջոցով աղիքների լույսը դրանից կարճ ժամանակ անց կլանված. Այս փոքր սննդի մոլեկուլները ապա կլանված Լումենից արյան մեջ, որտեղ դրանք այնուհետև բաշխվում են մարմնի մնացած մասերին՝ որպես շինանյութեր (օրինակ՝ ամինաթթուներ) կամ էներգիայի աղբյուրներ (օրինակ՝ գլյուկոզա):

Բացի իրենց մարսողական տրակտից, ողնաշարավոր կենդանիները ունեն լրացուցիչ գեղձեր, ինչպիսիք են լյարդը և ենթաստամոքսային գեղձը, որպես իրենց մարսողական համակարգի մաս: Այս կենդանիների սննդի մշակումը սկսվում է նախածին, որը ներառում է բերանը, կերակրափող, եւ ախորժակ. Սննդի մեխանիկական մարսումը սկսվում է բերանից, երբ կերակրափողը ծառայում է որպես սննդի ստամոքս հասնելու ճանապարհ, որտեղ այն պահվում և քայքայվում է (ստամոքսի թթվով) հետագա վերամշակման համար: Ստամոքսից դուրս գալուց հետո սնունդը մտնում է ստամոքս միջին աղիքներ, որը հանդիսանում է առաջին մասը աղիք (Կամ փոքր աղիքներ in կաթնասուններ) և հանդիսանում է մարսողության և կլանման հիմնական վայր: Սնունդը, որը չի ներծծվում, պահվում է որպես անմարսելի թափոն (կամ փխրունություն) մեջ հետին աղիք, որը աղիքի երկրորդ մասն է (կամ խոշոր աղիքներ կաթնասունների մեջ): Հետին աղիքն այնուհետև ավարտում է անհրաժեշտ ջրի և աղի վերաներծծումը մինչև կղանքը դուրս հանելը: ռեկտում.

Շունչ

Շնչառական համակարգը ա թռչուն
 

The Շնչառական համակարգ բաղկացած է կոնկրետ օրգաններ և կառույցներ, որոնք օգտագործվում են գազի փոխանակման համար  կենդանիները. Անատոմիան և ֆիզիոլոգիան, որոնք ստիպում են դա տեղի ունենալ, մեծապես տարբերվում են՝ կախված օրգանիզմի չափերից, միջավայրից, որտեղ նա ապրում է և էվոլյուցիոն պատմությունից: Մեջ  ցամաքային կենդանիներ շնչառական մակերեսը ինտերնիզացված է որպես երեսպատում թոքեր.  Գազի փոխանակում թոքերում հայտնվում է միլիոնավոր փոքր օդային պարկերում. կաթնասունների և սողունների մոտ դրանք կոչվում են ալվեոլներ, իսկ թռչունների մեջ նրանք հայտնի են որպես ատրիա. Այս մանրադիտակային օդային պարկերն ունեն շատ հարուստ արյան մատակարարում, այդպիսով օդը սերտ շփման մեջ դնելով արյան հետ: Այս օդային պարկերը արտաքին միջավայրի հետ հաղորդակցվում են օդուղիների կամ խոռոչ խողովակների համակարգի միջոցով, որոնցից ամենամեծը  տրախեա, որը ճյուղավորվում է կրծքավանդակի մեջտեղում երկու հիմնական բրոնխ. Դրանք մտնում են թոքեր, որտեղ նրանք ճյուղավորվում են աստիճանաբար ավելի նեղ երկրորդական և երրորդական բրոնխների, որոնք ճյուղավորվում են բազմաթիվ փոքր խողովակների, բրոնխիոլներ. Մեջ Թռչուններ բրոնխիոլները կոչվում են պարաբրոնխներ. Հենց բրոնխիոլներն են կամ պարաբրոնխները, որոնք սովորաբար բացվում են մանրադիտակի մեջ ալվեոլներ կաթնասունների մեջ և ատրիա թռչունների մեջ. Օդը պետք է մղվի շրջակա միջավայրից դեպի ալվեոլներ կամ նախասրտեր այդ գործընթացով շնչառություն, որը ներառում է շնչառական մկանները.

Շրջանառություն

Արտրոպոդների, ձկների, սողունների և թռչունների/կաթնասունների շրջանառության համակարգերը
 

շրջանառու համակարգ սովորաբար բաղկացած է մկանային պոմպից, ինչպիսին է սիրտ, հեղուկ (արյուն), և համակարգը արյունատար անոթներ որը մատուցում է այն: Նրա հիմնական գործառույթը տրանսպորտն է արյուն և այլ նյութեր դեպի և այնտեղից բջիջներ և հյուսվածքները. Արյան շրջանառության համակարգերի երկու տեսակ կա.  բացել  և փակ է. Բաց շրջանառության համակարգերում արյունը դուրս է գալիս արյունատար անոթներից, քանի որ այն շրջանառվում է ամբողջ մարմնում, մինչդեռ փակ շրջանառության համակարգում արյունը պարունակվում է արյան անոթների մեջ, երբ այն շրջանառվում է: Բաց շրջանառության համակարգերը կարող են դիտվել անողնաշարավորներին կենդանիներ, ինչպիսիք են արտրոպոդներ (օրինակ, Թրթուրներspiders, եւ օմար) մինչդեռ փակ շրջանառության համակարգերը կարող են հայտնաբերվել ողնաշարավոր կենդանիներ, ինչպիսիք են  ձկներամֆիբներ, եւ կաթնասուններ. Կենդանիների շրջանառությունը տեղի է ունենում երկու տեսակի հյուսվածքների միջև. համակարգային հյուսվածքներ և շնչառական (կամ թոքային) օրգաններ. Համակարգային հյուսվածքներն այն բոլոր հյուսվածքներն ու օրգաններն են, որոնք կազմում են կենդանու մարմինը, բացի նրա շնչառական օրգաններից: Համակարգային հյուսվածքները վերցնում են թթվածին, բայց ավելացնում են ածխածնի երկօքսիդ արյան մեջ, մինչդեռ շնչառական օրգանները վերցնում են ածխաթթու գազ, բայց ավելացնում են թթվածին արյան մեջ: Թռչունների և կաթնասունների մոտ համակարգային և թոքային համակարգերը միացված են հաջորդաբար։

Արյան շրջանառության համակարգում արյունը կարևոր նշանակություն ունի, քանի որ այն միջոցն է, որի միջոցով թթվածինածխաթթու գազսնուցիչներըհորմոններ, տեղափոխվում են իմունային համակարգի, ջերմության, թափոնների և այլ ապրանքների գործակալներ։ Մեջ անելլիդներ ինչպես, օրինակ,  earthworms  և տզրուկներ, արյունը շարժվում է peristaltic ալիքներ  of պայմանագրերը  սրտի մկանները, որոնք կազմում են արյան անոթները: Այլ կենդանիներ, ինչպիսիք են խեցգետնակերպերը (օրինակ. խեցգետին և օմար), ունեն մեկից ավելի սիրտ, որպեսզի արյունը մղի իրենց մարմնով մեկ: Ողնաշարավորների սրտերն են  բազմախցիկ  և կարողանում են արյուն մղել, երբ իրենց փորոքներ պայմանագիր յուրաքանչյուրի համար սրտի ցիկլը, որը արյունը մղում է արյունատար անոթներով։ Չնայած ողնաշարավորների սրտերն են  միոգենիկ, նրանց կծկման արագությունը (կամ սիրտը տոկոսադրույքը) կարող է մոդուլավորվել մարմնի նյարդային մուտքագրմամբ ինքնավարական նյարդային համակարգը.

Մկաններ և շարժում

 
Ասինխրոն մկանները ուժ են տալիս միջատների մեծ մասի թռիչքին: ա. Թևեր բ. թևերի հոդեր գ. թևի խոռոչ մկանների ուժային հարվածներ դ. թևերի երկայնական մկանների ուժային հարվածներ:
 

In ողնաշարավորներԷ, մկանային համակարգ բաղկացած է skeletalհարթել և սրտի մկանները. Այն թույլ է տալիս մարմնի շարժումը, պահպանում է կեցվածքը և արյունը շրջանառում ամբողջ մարմնով: Հետ միասին ոսկրային համակարգ, այն կազմում է  մկանային-կմախքային համակարգ, որը պատասխանատու է ողնաշարավոր կենդանիների շարժման համար։ Կմախքի մկանների կծկումներն են նեյրոգեն ինչպես պահանջում են սինապտիկ մուտքագրում  - ից  շարժիչային նեյրոններ. Մեկ շարժիչային նեյրոնն ի վիճակի է նյարդայնացնել մի քանի մկանային մանրաթելեր, դրանով իսկ առաջացնելով մանրաթելերի կծկումը միաժամանակ: Նյարդացվելուց հետո յուրաքանչյուր կմախքի մկանային մանրաթելում գտնվող սպիտակուցային թելերը սահում են միմյանց կողքով՝ առաջացնելով կծկում, որը բացատրվում է. սահող թելերի տեսություն. Արտադրված կծկումը կարող է նկարագրվել որպես ճեղքվածք, գումարում կամ տետանուս՝ կախված դրա հաճախականությունից գործողության ներուժը. Ի տարբերություն կմախքի մկանների, կծկումները հարթել և սրտի մկանները են միոգենիկ քանի որ դրանք նախաձեռնվում են հարթ կամ սրտի մկանային բջիջների կողմից՝ շարժիչային նեյրոնի փոխարեն: Այնուամենայնիվ, նրանց կծկումների ուժը կարող է մոդուլացվել՝ մուտքագրելով ինքնավարական նյարդային համակարգը. Կծկման մեխանիզմները բոլոր երեք մկանային հյուսվածքներում նման են:

Անողնաշարավորների մեջ, ինչպիսիք են earthworms և տզրուկներշրջանաձև և երկայնական մկաններ բջիջները կազմում են այս կենդանիների մարմնի պատը և պատասխանատու են նրանց շարժման համար: Օրինակ՝ հողային որդում, որը շարժվում է հողի միջով, շրջանաձև և երկայնական մկանների կծկումները տեղի են ունենում փոխադարձաբար, մինչդեռ կոելոմիկ հեղուկ ծառայում է որպես ա հիդրոկմախք երկրագնդի պղտորությունը պահպանելով։[222] Այլ կենդանիներ, ինչպիսիք են մոլլուսներ, եւ նեմատոդներ, ունեն թեք գծավոր մկաններ, որոնք պարունակում են հաստ և բարակ թելերի շերտեր, որոնք դասավորված են ոչ թե լայնակի, այլ պտուտակաձև, ինչպես ողնաշարավորների կմախքի կամ սրտի մկաններում: Ընդլայնված Թրթուրներ ինչպես, օրինակ, օձերճանճերմեղուները, եւ  բզեզներ  տիրապետում են ասինխրոն մկաններ որոնք կազմում են այս կենդանիների թռիչքի մկանները: Այս թռիչքային մկանները հաճախ կոչվում են fibrillar մկանները քանի որ դրանք պարունակում են միոֆիբրիլներ, որոնք հաստ են և աչքի ընկնող:

Նյարդային համակարգ

 
մուկ բրգաձեւ նեյրոններ (կանաչ) և GABAergic նեյրոններ (կարմիր)

Բազմաբջիջ կենդանիների մեծ մասն ունի նյարդային համակարգեր. որոնք թույլ են տալիս զգալ իրենց միջավայրը և արձագանքել դրանց: Նյարդային համակարգը բջիջների ցանց է, որը մշակվում է զգայական տեղեկատվություն և առաջացնում վարքագծերը. Բջջային մակարդակում նյարդային համակարգը որոշվում է առկայությամբ նեյրոններ, որոնք բջիջներ են, որոնք մասնագիտացված են տեղեկատվության մշակման համար: Նրանք կարող են տեղեկատվություն փոխանցել կամ ստանալ կոչվող կոնտակտների կայքերում սինապսաներ. Ավելի կոնկրետ, նեյրոնները կարող են անցկացնել նյարդային ազդակներ (կամ գործողության ներուժը) որոնք ճանապարհորդում են իրենց բարակ մանրաթելերի երկայնքով, որը կոչվում է ա, որը կարող է այնուհետև ուղղակիորեն փոխանցվել հարևան բջիջին՝ միջոցով էլեկտրական սինապսներ կամ առաջացնել քիմիկատներ, որոնք կոչվում են նյարդային հաղորդիչները ազատ արձակվել ժամը քիմիական սինապսներ. Համաձայն նատրիումի տեսության՝ այս գործողության պոտենցիալները կարող են առաջանալ նեյրոնի թափանցելիության բարձրացմամբ։ Բջջային թաղանթ նատրիումի իոններին: Բջիջները, ինչպիսիք են նեյրոնները կամ մկանային բջիջները, կարող են գրգռվել կամ արգելակվել մեկ այլ նեյրոնից ազդանշան ստանալուց հետո: Նեյրոնների միջև կապերը կարող են ձևավորվել նյարդային ուղիներընյարդային շղթաներ, եւ ավելի մեծ ցանցեր որոնք առաջացնում են օրգանիզմի աշխարհի ընկալումը և որոշում նրա վարքագիծը: Նեյրոնների հետ մեկտեղ նյարդային համակարգը պարունակում է այլ մասնագիտացված բջիջներ, որոնք կոչվում են glia կամ գլիալ բջիջները, որոնք ապահովում են կառուցվածքային և նյութափոխանակության աջակցություն:

Ողնաշարավորների մոտ նյարդային համակարգը ներառում է կենտրոնական նյարդային համակարգի (CNS), որը ներառում է ուղեղ և ողնաշարի լարըԵւ ծայրամասային նյարդային համակարգը (PNS), որը բաղկացած է նյարդերի որոնք միացնում են կենտրոնական նյարդային համակարգը մարմնի բոլոր մյուս մասերին: Նյարդերը, որոնք ազդանշաններ են փոխանցում կենտրոնական նյարդային համակարգի միջոցով, կոչվում են շարժիչային նյարդեր or էֆերենտ նյարդեր, մինչդեռ այն նյարդերը, որոնք տեղեկատվություն են փոխանցում մարմնից կենտրոնական նյարդային համակարգի, կոչվում են զգայական նյարդեր or afferent նյարդերՈղնաշարի նյարդեր են խառը նյարդեր որոնք ծառայում են երկու գործառույթներին: PNS-ը բաժանված է երեք առանձին ենթահամակարգերի սոմատիկինքնավար, եւ Enteric նյարդային համակարգեր. Սոմատիկ նյարդերը միջնորդում են կամավոր շարժումը: Ինքնավար նյարդային համակարգը հետագայում բաժանվում է համակիր եւ պարասիմպաթիկ նյարդային համակարգեր. Սիմպաթիկ նյարդային համակարգը ակտիվանում է արտակարգ իրավիճակների դեպքում՝ էներգիա մոբիլիզացնելու համար, մինչդեռ պարասիմպաթիկ նյարդային համակարգը ակտիվանում է, երբ օրգանիզմները գտնվում են հանգիստ վիճակում։ Աղիքային նյարդային համակարգը գործում է վերահսկելու համար գաստրոտնտեսական համակարգ. Ե՛վ ինքնավար, և՛ էնտերիկ նյարդային համակարգերը գործում են ակամա: Նյարդերը, որոնք անմիջապես դուրս են գալիս ուղեղից, կոչվում են գլխուղեղի նյարդերը մինչդեռ ողնուղեղից դուրս եկողները կոչվում են ողնաշարային նյարդեր:

Շատ կենդանիներ ունեն զգայական օրգաններ որոնք կարող են բացահայտել իրենց միջավայրը: Այս զգայական օրգանները պարունակում են զգայական ընկալիչները, որոնք զգայական նեյրոններ են, որոնք գրգռիչները վերածում են էլեկտրական ազդանշանների։ ՄեխանիզատորներՕրինակ, որը կարող է հայտնաբերվել մաշկի, մկանների և լսողության օրգաններում, առաջացնում է գործողության ներուժ՝ ի պատասխան ճնշումների փոփոխության: Ֆոտոընկալիչ բջիջներ ինչպես, օրինակ, ձողեր և cones, որոնք մաս են կազմում ողնաշարավորներին ցանցաթաղանթ, կարող է պատասխանել կոնկրետ լույսի ալիքի երկարություններChemoreceptors- ը  հայտնաբերել քիմիկատներ բերանում (համ) կամ օդում (հոտ).

Հորմոնալ հսկողություն

 

Հորմոններ ազդանշանային մոլեկուլներ են, որոնք արյան մեջ տեղափոխվում են հեռավոր օրգաններ՝ կարգավորելու դրանց գործառույթը:[231][232] Հորմոնները արտազատվում են ներքին խցուկներ որոնք մաս են կազմում ան կենդանիի էնդոկրին համակարգը. Մեջ ողնաշարավորներԷ, hypothalamus բոլոր էնդոկրին համակարգերի նյարդային հսկողության կենտրոնն է: Մեջ մարդիկ մասնավորապես՝ մայոր էնդոկրին խցուկներ են վահանագեղձի եւ Մակերիկամներ. Շատ այլ օրգաններ, որոնք մարմնի այլ համակարգերի մաս են, ունեն երկրորդական էնդոկրին գործառույթներ, այդ թվում ոսկորերիկամներլյարդսիրտ և սեռական գեղձեր. Օրինակ, երիկամները արտազատում են էնդոկրին հորմոնը էրիթրոպոետին. Հորմոնները կարող են լինել ամինաթթուների բարդույթներ, steroidsէիկոզանոիդներլեյկոտրիեններԿամ պրոստագլանդիններ.[233] Էնդոկրին համակարգը կարող է հակադրվել երկուսին էլ էկզոկրին խցուկներ, որոնք հորմոններ են արտազատում մարմնի արտաքին մասում և պարակրին ազդանշան բջիջների միջև համեմատաբար կարճ հեռավորության վրա: Էնդոկրին գեղձերը չունեն ջրանցքները, անոթային են և սովորաբար ունենում են ներբջջային վակուոլներ կամ հատիկներ, որոնք պահպանում են իրենց հորմոնները։ Ի հակադրություն, էկզոկրին գեղձերը, ինչպիսիք են թքագեղձերքրտնագեղձեր, և գեղձերի ներսում ստամոքս - աղիքային տրակտի, հակված են լինել շատ ավելի քիչ անոթային և ունեն ծորաններ կամ խոռոչ լուսավորություն.

Կենդանիների բազմացում

Կենդանիները կարող են վերարտադրել երկու եղանակներից մեկով.  ասեկոսե  և  սեռական. Գրեթե բոլոր կենդանիները զբաղվում են սեռական վերարտադրության ինչ-որ ձևով։ Նրանք արտադրում են հապլոիդ գամետներ by մեիոզ. Ավելի փոքր, շարժուն գամետներն են սպերմատոզոիդներ իսկ ավելի մեծ, ոչ շարժուն գամետներն են օվացիա. Սրանք միաձուլվում են ձևավորելու համար zygotes, որոնք զարգանում են միջոցով mitosis մի խոռոչ գնդիկի մեջ, որը կոչվում է բլաստուլա: Սպունգների մեջ բլաստուլայի թրթուրները լողում են դեպի նոր տեղ, միանում ծովի հատակին և վերածվում նոր սպունգի։ Շատ այլ խմբերում բլաստուլան ենթարկվում է ավելի բարդ վերադասավորման: Դա առաջին ինվագինացնում է ձեւավորել գաստրուլա մարսողական խցիկով և երկու առանձին սաղմնային շերտեր, արտաքին  էկտոդերմ և ներքին էնդոդերմա. Շատ դեպքերում, երրորդ սաղմնային շերտը mesoderm, զարգանում է նաեւ նրանց միջեւ։ Այս մանրէային շերտերն այնուհետև տարբերվում են՝ ձևավորելով հյուսվածքներ և օրգաններ: Որոշ կենդանիներ ընդունակ են անեքսուալ վերարտադրություն, որը հաճախ հանգեցնում է ծնողի գենետիկ կլոնի: Սա կարող է տեղի ունենալ միջոցով fragmentationծիլեր, ինչպիսիք են Hydra եւ այլ կնիդարյաններ, կամ պարթենոգենեզ, որտեղ բերրի ձվերը արտադրվում են առանց զուգավորում, ինչպիսիք են աֆիդներ.

Կենդանիների զարգացում

 
Կլավեժ զեբրաձկան սաղմում
 

Կենդանիների զարգացումը սկսվում է ա–ի ձևավորմամբ zygote որը առաջանում է ա-ի միաձուլումից  սերմնահեղուկ  և  ձու  ընթացքում բեղմնավորում. Զիգոտը ենթարկվում է բջիջների բաժանման միտոտիկ բջիջների արագ բազմակի փուլերի, որոնք կոչվում են. կեղտոտություն, որը կազմում է միանման բջիջներից գնդիկ, որը կոչվում է a բլաստուլաԱղեստավորում տեղի է ունենում, որի արդյունքում մորֆոգենետիկ շարժումները բջիջների զանգվածը վերածում են երեքի սաղմնային շերտեր որոնք կազմում են  էկտոդերմmesoderm և էնդոդերմա.

Գաստրուլյացիայի ավարտը ազդարարում է սկիզբը օրգանոգենեզ, որով երեքը սաղմնային շերտեր ձեւը ներքին օրգանները օրգանիզմի։ Երեք սաղմնային շերտերից յուրաքանչյուրի բջիջները ենթարկվում են տարբերակում, մի գործընթաց, որտեղ ավելի քիչ մասնագիտացված բջիջները դառնում են ավելի մասնագիտացված գեների որոշակի հավաքածուի արտահայտման միջոցով: Բջջային տարբերակման վրա ազդում են արտաբջջային ազդանշանները, ինչպիսիք են աճի գործոնները, որոնք փոխանակվում են հարակից բջիջների հետ, որը կոչվում է. juxtracrine ազդանշանային, կամ կարճ հեռավորությունների վրա գտնվող հարեւան բջիջներին, որը կոչվում է պարակրին ազդանշան. Ներբջջային ազդանշանները բաղկացած են բջիջից, որն ինքն իրեն ազդանշան է տալիս (ավտոկրին ազդանշան), դեր են խաղում նաև օրգանների ձևավորման գործում։ Այս ազդանշանային ուղիները թույլ են տալիս բջիջների վերադասավորումը և ապահովում, որ օրգանները ձևավորվեն օրգանիզմի որոշակի վայրերում:

Իմունային համակարգը

 
Առաջնային իմունային պատասխանի գործընթացները
 

The իմունային համակարգ ցանց է կենսաբանական գործընթացներ որը հայտնաբերում և արձագանքում է բազմազանության patogens. Շատ տեսակներ ունեն իմունային համակարգի երկու հիմնական ենթահամակարգ: The  բնածին իմունային համակարգը ապահովում է նախապես կազմաձևված արձագանք իրավիճակների և խթանների լայն խմբերին: Այն հարմարվողական իմունային համակարգ ապահովում է յուրաքանչյուր գրգիռին հարմարեցված պատասխան ՝ սովորելով ճանաչել նախկինում հանդիպած մոլեկուլները: Երկուսն էլ օգտագործում են  մոլեկուլները  և  բջիջներ  կատարել իրենց գործառույթները:

Գրեթե բոլոր օրգանիզմներն ունեն ինչ -որ իմունային համակարգ: Բակտերիաների ունեն տարրական իմունային համակարգ ՝ տեսքով enzymes որոնք պաշտպանում են դեմ  վիրուս վարակների. Այլ հիմնական իմունային մեխանիզմները զարգացել են հին ժամանակներում բույսեր և կենդանիներ և մնում են իրենց ժամանակակից սերունդների մեջ: Այս մեխանիզմները ներառում են   ֆագոցիտոզհակամանրէային պեպտիդներ  անվանել պաշտպանում էԵւ լրացնող համակարգJնոտ ողնաշարավորներ, ներառյալ մարդիկ, ունեն նույնիսկ ավելի բարդ պաշտպանական մեխանիզմներ, ներառյալ հարուցիչներին առավել արդյունավետ ճանաչելու հարմարվելու ունակությունը: Հարմարվողական (կամ ձեռք բերված) անձեռնմխելիությունը ստեղծում է իմունաբանական հիշողություն հանգեցնելով ուժեղացված պատասխանի այդ նույն հարուցիչի հետ հետագա հանդիպումներին: Ձեռք բերված անձեռնմխելիության այս գործընթացը հիմքն է վակցինացում.

Կենդանիների վարքագիծը

 
Ծնողների մակաբույծները, ինչպիսին է կկուն, գերնորմալ խթան են ապահովում ծնողական տեսակների համար:
 

Բժիշկները կենտրոնական դեր են խաղում կենդանիների փոխազդեցության մեջ միմյանց և իրենց շրջապատի հետ: Նրանք կարողանում են օգտագործել իրենց մկանները միմյանց մոտենալու համար, ձայնավորել, ապաստան փնտրել և գաղթել. Կենդանու նյարդային համակարգը ակտիվացնում և համակարգում է իր վարքագիծը. Գործողությունների ֆիքսված օրինաչափություններՕրինակ, գենետիկորեն որոշված ​​և կարծրատիպային վարքագիծ է, որը տեղի է ունենում առանց սովորելու:[249][250] Այս վարքագծերը գտնվում են նյարդային համակարգի հսկողության տակ և կարող են բավականին բարդ լինել: Օրինակները ներառում են թխկոցը լամինարիա ճայ ճտերը՝ իրենց մոր կտուցի կարմիր կետով: Այլ վարքագծեր, որոնք առաջացել են արդյունքում բնական ընտրություն ներառում են անասնակերզուգավորում, եւ ալտրուիզմ. Բացի զարգացած վարքագծից, կենդանիները զարգացրել են սովորելու կարողությունը՝ փոփոխելով իրենց վարքագիծը՝ վաղ անհատական ​​փորձի արդյունքում:[249]

  •  

բնապահպանություն

Էկոհամակարգեր

Երկրային բիոմները ձևավորվում են ըստ ջերմաստիճանի և տեղումների:
 

բնապահպանություն բաշխվածության և առատության ուսումնասիրությունն է կյանք, օրգանիզմների փոխազդեցությունը և նրանց միջավայր. The համայնք ապրելու (կենսաբանական) օրգանիզմները ոչ կենդանիների հետ համատեղ (աբիոտիկ) բաղադրիչներ (օրինակ՝ ջուր, լույս, ճառագայթում, ջերմաստիճան,  խոնավությունմթնոլորտթթվայնությունը, և հող) նրանց միջավայրը կոչվում է ան  էկոհամակարգը. Այս կենսաբանական և աբիոտիկ բաղադրիչները միմյանց հետ կապված են սննդանյութերի ցիկլերի և էներգիայի հոսքերի միջոցով: Արևից ստացվող էներգիան համակարգ է մտնում   ֆոտոսինթեզ և ներառված է բույսերի հյուսվածքի մեջ: Սնվելով բույսերով և միմյանցով, կենդանիները կարևոր դեր են խաղում կենդանիների շարժման մեջ բան և էներգիա համակարգի միջոցով։ Նրանք նաև ազդում են բույսի քանակի և  մանրէաբանական  կենսազանգված  ներկա. Մահացած կոտրելով  օրգանական նյութերքայքայողներ  ազատ արձակել  բնածուխ  վերադառնալ մթնոլորտ և հեշտացնել սննդային հեծանվավազք մեռած կենսազանգվածում պահվող սննդանյութերը վերածելով այն ձևի, որը կարող է հեշտությամբ օգտագործվել բույսերի և այլ մանրէների կողմից:

Երկրի ֆիզիկական միջավայրը ձևավորվում է արեգակնային էներգիայի և տոպոգրաֆիա. Արեգակնային էներգիայի մուտքագրման քանակը տատանվում է տարածության և ժամանակի մեջ՝ պայմանավորված Երկրի գնդաձև ձևով և նրա առանցքով: թեքել. Արեգակնային էներգիայի մուտքագրման շարժիչների փոփոխություն  եղանակ  և կլիմա նախշեր. Եղանակը ցերեկային ջերմաստիճանն է և  տեղումներ  ակտիվությունը, մինչդեռ կլիման եղանակի երկարաժամկետ միջինն է, որը սովորաբար միջինը գնահատվում է 30 տարվա ընթացքում:  Տեղագրության տատանումները նաև առաջացնում են շրջակա միջավայրի տարասեռություն: Վրա քամոտ լեռան կողմում, օրինակ, օդը բարձրանում և սառչում է, ջուրը գազայինից դառնում է հեղուկ կամ պինդ, ինչը հանգեցնում է. տեղումներ օրինակ՝ անձրև կամ ձյուն: Արդյունքում, խոնավ միջավայրը թույլ է տալիս աճեցնել փարթամ բուսականությունը: Ի հակադրություն, պայմանները հակված են չոր լինելու լեռան ծունկ կողմում տեղումների բացակայության պատճառով, քանի որ օդը իջնում ​​է և տաքանում, իսկ խոնավությունը մնում է որպես ջրի գոլորշի մթնոլորտում:  ջերմաստիճան  իսկ տեղումները հիմնական գործոններն են, որոնք ձեւավորում են ցամաքային  բիոմներ.

Բնակչություն

 
Տրամադրողունակության հասնելը լոգիստիկ աճի կորի միջոցով
 

բնակչություն թիվը է օրգանիզմները նույնից տեսակ որոնք զբաղեցնում են ան  մակերես  և վերարտադրել   սերնդից սերունդ:  Դրա առատությունը կարելի է չափել՝ օգտագործելով  բնակչության խտություն, որը անհատների քանակն է մեկ միավորի մակերեսով (օրինակ՝ հող կամ ծառ) կամ ծավալով (օրինակ՝ ծով կամ օդ)։ Հաշվի առնելով, որ սովորաբար անիրագործելի է մեծ պոպուլյացիայի մեջ յուրաքանչյուր անհատի չափը որոշելու համար հաշվել, բնակչության չափը կարելի է գնահատել՝ բազմապատկելով բնակչության խտությունը տարածքով կամ ծավալով: Բնակչության աճ կարճաժամկետ ընդմիջումներով կարելի է որոշել՝ օգտագործելով բնակչության աճի տեմպի հավասարումը, որը հաշվի է առնում  ծնունդմահվան, եւ  ներգաղթի տեմպերը. Երկարաժամկետ հեռանկարում, էքսպոնենտալ աճ բնակչության թիվը հակված է դանդաղեցնելու, քանի որ այն հասնում է իր կրող կարողություն, որը կարելի է մոդելավորել օգտագործելով լոգիստիկ հավասարում.[261] Ան–ի կրողունակությունը միջավայր բնակչության առավելագույն չափն է a տեսակ որը կարող է պահպանվել տվյալ միջավայրի կողմից՝ հաշվի առնելով սնունդը, բնակարանջուրԵւ այլ ռեսուրսներ որոնք հասանելի են: Բնակչության կրող հզորության վրա կարող են ազդել շրջակա միջավայրի պայմանների փոփոխությունը, ինչպիսիք են առկա ռեսուրսների և դրանց պահպանման ծախսերի փոփոխությունները: Մեջ մարդկային պոպուլյացիաներ, նոր տեխնոլոգիաներ ինչպիսիք են Կանաչ հեղափոխություն ժամանակի ընթացքում օգնել են բարձրացնել Երկրի կրողունակությունը մարդկանց համար, ինչը խոչընդոտել է բնակչության մոտալուտ նվազման փորձերը, որոնցից հայտնին էր. Թոմաս Մալթուս 18-րդ դարում:

համայնքները

Ա (ա) տրոֆիկ բուրգ և (բ) պարզեցված սննդային ցանց: Տրոֆիկ բուրգը ներկայացնում է կենսազանգվածը յուրաքանչյուր մակարդակում:
 
համայնք մի խումբ է  բնակչությունը  երկու կամ ավելի տարբեր  տեսակ  միաժամանակ զբաղեցնելով նույն աշխարհագրական տարածքը։ Ա  կենսաբանական փոխազդեցություն էֆեկտն է, որ զույգը  օրգանիզմները  Համայնքում միասին ապրելն ունեն միմյանց վրա: Նրանք կարող են լինել կամ միևնույն տեսակներից (ներտեսակային փոխազդեցություններ), կամ տարբեր տեսակների (միջտեսակային փոխազդեցություններ): Այս ազդեցությունները կարող են լինել կարճաժամկետ, ինչպես փոշոտում  և գիշատիչ, կամ երկարաժամկետ; երկուսն էլ հաճախ խիստ ազդում են  զարգացում  ներգրավված տեսակների. Երկարատև փոխազդեցությունը կոչվում է ա  սիմբիոզ. Սիմբիոզները տատանվում են փոխադարձություն, շահավետ երկու գործընկերների համար, որպեսզի մրցույթ, վնասակար երկու գործընկերների համար:

Յուրաքանչյուր տեսակ մասնակցում է որպես սպառող, ռեսուրս կամ երկուսն էլ սպառող-ռեսուրս փոխազդեցություն, որոնք կազմում են միջուկը սննդի ցանցեր or սննդի ցանցեր, Կան տարբեր  տրոֆիկ մակարդակները  ցանկացած սննդային ցանցում, որտեղ ամենացածր մակարդակը առաջնային արտադրողներն են (կամ աուտոտրոֆներ) ինչպիսիք են բույսերը և ջրիմուռները, որոնք էներգիան և անօրգանական նյութերը վերածում են օրգանական միացություններ, որը հետագայում կարող է օգտագործվել համայնքի մնացած անդամների կողմից: Հաջորդ մակարդակում են հետերոտրոֆներ, որոնք այն տեսակներն են, որոնք էներգիա են ստանում՝ բաժանելով այլ օրգանիզմների օրգանական միացությունները։ Հետերոտրոֆները, որոնք սպառում են բույսերը, առաջնային սպառողներ են (կամ խոտաբույսեր) մինչդեռ բուսակերներին սպառող հետերոտրոֆները երկրորդական սպառողներ են (կամ մսակեր): Իսկ երկրորդական սպառողներ ուտողները երրորդական սպառողներ են և այլն։ Ամենակարող հետերոտրոֆները կարող են սպառել մի քանի մակարդակներում: Վերջապես, կան քայքայողներ որոնք սնվում են թափոնների կամ օրգանիզմների մեռած մարմիններով։ 

Միջին հաշվով, էներգիայի ընդհանուր գումարը ներառված է  կենսազանգված  տրոֆիկ մակարդակը ժամանակի միավորի համար կազմում է տրոֆիկ մակարդակի էներգիայի մոտ մեկ տասներորդը, որը այն սպառում է: Թափոնները և մեռած նյութերը, որոնք օգտագործվում են քայքայողների կողմից, ինչպես նաև նյութափոխանակությունից կորցրած ջերմությունը, կազմում են էներգիայի մյուս իննսուն տոկոսը, որը չի սպառվում հաջորդ տրոֆիկ մակարդակի կողմից:

կենսոլորտը

Ածխածնի արագ ցիկլ ցույց տալով ածխածնի շարժումը ցամաքի, մթնոլորտի և օվկիանոսների միջև տարեկան միլիարդավոր տոննաներով: Դեղին թվերը բնական հոսքեր են, կարմիրը մարդու ներդրումն է, սպիտակը պահեստավորված ածխածին է: -ի ազդեցությունները դանդաղ ածխածնի ցիկլը, ինչպիսիք են հրաբխային և տեկտոնական ակտիվությունը, ներառված չեն: 
 
Համաշխարհային էկոհամակարգում (կամ biosphere),  բան  գոյություն ունեն որպես տարբեր փոխազդող խցիկներ, որոնք կարող են լինել կենսական կամ աբիոտիկ, ինչպես նաև մատչելի կամ անհասանելի՝ կախված դրանց ձևերից և տեղակայությունից:  Օրինակ, ցամաքային ավտոտրոֆների նյութը և՛ կենսական է, և՛ հասանելի այլ օրգանիզմների համար, մինչդեռ ապարների և հանքանյութերի նյութը աբիոտիկ և անհասանելի է: Ա կենսաերկրաքիմիական ցիկլ  ճանապարհ է, որով կոնկրետ  տարրեր  նյութը շրջվում կամ տեղափոխվում է բիոտիկի միջով (biosphere) և աբիոտիկ (լիտոսֆերմթնոլորտ, եւ  հիդրոսֆերա) բաժանմունքների  Հող. Կան կենսաերկրաքիմիական ցիկլեր համար  բորակածինբնածուխ, և  ջուր. Որոշ ցիկլերում կան ջրամբարներ որտեղ նյութը մնում է կամ գտնվում է առգրավված  երկար ժամանակով:

Կլիմայի փոփոխություն  ներառում է ինչպես գլոբալ տաքացումը, որը պայմանավորված է մարդու կողմից առաջացած արտանետումներով ջերմոցային գազեր և արդյունքում եղանակային օրինաչափությունների լայնածավալ տեղաշարժերը: Թեև եղել են կլիմայական փոփոխությունների նախորդ ժամանակաշրջանները, սկսած 20-րդ դարի կեսերից, մարդիկ աննախադեպ ազդեցություն են թողել Երկրի կլիմայական համակարգի վրա և գլոբալ մասշտաբով փոփոխություններ են առաջացրել։ Ջերմացման ամենամեծ շարժիչ ուժը ջերմոցային գազերի արտանետում, որոնցից ավելի քան 90%-ը ածխաթթու գազ  և մեթան.  Հանածո վառելիք այրվում է (ածուխձեթ, եւ բնական գազ) համար էներգիայի սպառում  այս արտանետումների հիմնական աղբյուրն է՝ գյուղատնտեսության, անտառահատումների և արտադրություն. Ջերմաստիճանի բարձրացումը արագանում կամ մեղմվում է կլիմայի հետադարձ կապ, ինչպիսին է կորուստը արևի լույսն արտացոլող ձյան և սառցե ծածկույթ, ավելացավ ջրի գոլորշի (ինքնին ջերմոցային գազ) և փոխվում է ցամաքային և օվկիանոսային ածխածնի սուզումներ.

Պահպանում

Ջանքեր են արվում պահպանել բնական բնութագրերը Hopetoun Falls, Ավստրալիա՝ չազդելով այցելուների մուտքի վրա։

Պահպանության կենսաբանություն  պահպանության ուսումնասիրությունն է  Հողի  կենսաբազմազանության պաշտպանելու նպատակով տեսակ, նրանց   ապրելավայրերը, և  էկոհամակարգերը   ավելորդ դրույքաչափերից  մարելը  և բիոտիկ փոխազդեցությունների էրոզիան: Այն վերաբերում է գործոններին, որոնք ազդում են կենսաբազմազանության պահպանման, կորստի և վերականգնման վրա, ինչպես նաև առաջացնող էվոլյուցիոն գործընթացների պահպանման գիտությանը: ծագումնաբանականբնակչությունտեսակև էկոհամակարգերի բազմազանությունը։ Մտահոգությունը բխում է այն գնահատականներից, որոնք ենթադրում են, որ մոլորակի բոլոր տեսակների մինչև 50%-ը կվերանա առաջիկա 50 տարվա ընթացքում, ինչը նպաստել է աղքատությանը, սովին և կվերափոխի այս մոլորակի էվոլյուցիայի ընթացքը:  Կենսաբազմազանության ազդում է էկոհամակարգերի աշխատանքի վրա, որոնք ապահովում են բազմազան ծառայություններ որից մարդիկ կախված են.

Պահպանության կենսաբանները հետազոտում և կրթում են միտումները  կենսաբազմազանության կորուստը, տեսակներ  անհետացումներըև այն բացասական ազդեցությունը, որը դրանք թողնում են մեր հնարավորությունների վրա  պահպանել  մարդկային հասարակության բարեկեցությունը: Կազմակերպություններն ու քաղաքացիները արձագանքում են  կենսաբազմազանության ներկայիս ճգնաժամը  պահպանության գործողությունների պլանների միջոցով, որոնք ուղղորդում են հետազոտություններ, մոնիտորինգ և կրթական ծրագրեր, որոնք ներգրավում են տեղական և գլոբալ մասշտաբների մտահոգությունները:

Թարգմանություն »