Классификация организмов

· По уровню необходимой кислотности среды различают ацидофильные и ацидофобные организмы.

Ацидофильные организмы – организмы, для которых необходима значительная кислотность среды. К ацидофильным бактериям относятся: уксуснокислые бактерии, хорошо растущие при pH среды 3,3; молочнокислые бактерии, живущие на молочных субстратах (pH среды 3,4); хемоавтотрофные бактерии, окисляющие серу в рудах до серной кислоты и размножающиеся при pH 1–2. Ацидофильные бактерии имеют большое практическое значение при производстве уксусной кислоты, в молочной промышленности, при силосовании кормов и других процессах. К ацидофильным организмам относятся также некоторые высшие растения: сфагнум, вереск, лупин и другие кальцефобы.

Ацидофобные организмы (от лат. acidus – кислый и греч. phobos – страх) – организмы, не переносящие большой кислотности и развивающиеся только на щелочных средах: то же, что базифильные организмы. К ацидофильным организмам относятся некоторые бактерии, например уробактерии, разрушающие мочевину (хорошо растут в щелочной среде при pH 8–9 и совсем не развиваются в среде с pH ниже 6), и высшие растения, такие как свёкла, люцерна, фасоль и др.

· По необходимости кислорода для жизнедеятельности различают аэробные и анаэробные организмы.

Аэробные организмы, аэробы (от греч. aer – воздух и bios – жизнь), – организмы, способные жить и развиваться только при наличии в среде свободного кислорода, который они используют в качестве окислителя.

К аэробным организмам принадлежат все растения, большинство простейших и многоклеточных животных, почти все грибы, то есть подавляющее большинство известных видов живых существ. У животных жизнь в отсутствие О₂ (анаэробиоз) встречается как вторичное приспособление.

Аэробные организмы осуществляют биологическое окисление главным образом посредством системы клеточного дыхания, включающей цитохромы. В связи с образованием при окислении токсичных продуктов неполного восстановления О₂ аэробные организмы обладают рядом ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза), обеспечивающих их разложение и отсутствующих или слабо функционирующих у облигатных анаэробов, для которых О₂ оказывается вследствие этого токсичным. Наиболее разнообразна дыхательная цепь у бактерий, обладающих не только цитохромоксидазой, но и другими терминальными оксидазами. Особое место среди аэробных организмов занимают организмы, способные к фотосинтезу, – цианобактерии, водоросли, сосудистые растения. Выделяемый этими организмами О₂ обеспечивает развитие всех остальных аэробных организмов. Организмы, способные развиваться при низкой концентрации O₂ (<= 1 мг/л), называют микроаэрофилами.

Анаэробы – эколого-биохимическая группа организмов, не требующих для своего развития наличия в среде молекулярного кислорода.

Эти организмы получают энергию не в процессе дыхания, а при брожении либо при анаэробном дыхании. Если организм способен переключаться с одного метаболического пути на другой (например, с анаэробного дыхания на аэробное и обратно), то его включают в группу факультативных анаэробов (или, что то же самое, факультативных аэробов), если не способен – в группу облигатных (обязательных) анаэробов.

Среди облигатных анаэробов существует широкий спектр степени устойчивости к токсическому воздействию молекулярного кислорода. Строгие анаэробы в присутствии кислорода гибнут, молочнокислые и многие маслянокислые бактерии относятся к группе аэротолерантных анаэробов.

· По способности синтезировать необходимые для жизнедеятельности вещества различают ауксотрофные, аутотрофные, гетеротрофные и миксотрофные организмы.

Ауксотрофные организмы (греч. auxo – способствовать росту, выращивать + trophe) – утратившие присущую данному виду способность синтезировать хотя бы одно из веществ, необходимых для его жизнедеятельности, и нуждающиеся в поступлении этого вещества извне.

Автотрофные (аутотрофные) организмы (от греческого autotrophic – пища), аутотрофные организмы, – синтезирующие из неорганических веществ необходимые для жизни органические вещества. Роль автотрофных организмов в природе огромна, т. к. они создают все органические вещества, которые не могут синтезировать человек и почти все животные, относятся высшие растения (кроме паразитных и сапрофитных), водоросли и некоторые бактерии.

Высшие растения и водоросли, содержащие хлорофилл, являются фотосинтетиками; они синтезируют органическое вещество из простых соединений – углекислого газа и воды – за счёт солнечной энергии. Автотрофные бактерии – хемосинтетики – синтезируют органическое вещество из минеральных соединений за счёт энергии некоторых химических реакций.

Например, почвенные бактерии Nitrosomonas и Nitrobacter окисляют аммиак до солей азотистой и азотной кислот и используют освобождающуюся энергию на построение тела; железобактерии используют энергию окисления закисных форм железа; серобактерии окисляют сероводород до солей серной кислоты (одни виды серобактерий бесцветны и являются типичными хемосинтетиками, другие, например пурпурные серобактерии, окрашены и способны к фоторедукции, т. е. фотосинтезу, при котором источником водорода для восстановления углекислого газа служит не вода, а сероводород). Исключительно велика роль автотрофных организмов в круговороте веществ в природе.

Гетеротрофные организмы (гетеротрофы) – организмы, использующие для своего питания готовые органические соединения (в отличие от автотрофных организмов, способных первично синтезировать необходимые им органические вещества из неорганических соединений углерода, азота, серы и др.).

К гетеротрофным организмам относятся все животные и человек, а также некоторые растения (грибы, многие паразиты и сапрофиты покрытосеменных растений) и микроорганизмы. Однако разделение растений и микроорганизмов на гетеротрофные и автотрофные, несмотря на принципиальное различие в типе их обмена веществ, довольно условно.

Даже типичные автотрофы – фотосинтезирующие зелёные растения – могут усваивать некоторое количество органических веществ из почвы через корни, но их рост и развитие лучше протекают на минеральных источниках азота.

Некоторые зелёные растения, обладая способностью к фотосинтезу, являются в то же время насекомоядными (росянка, пузырчатка и др.), т. е. используют в основном органический азот, а их углеродное питание осуществляется фотосинтетически.

Некоторые автотрофы нуждаются в присутствии в среде витаминоподобных веществ, необходимых для автотрофного синтеза и т. д.

В 1921 г. русский учёный А. Ф. Лебедев показал, а в 1933 г. с помощью изотопного метода американские учёные Г. Вуд и Ч. Веркман подтвердили, что даже ярко выраженные гетеротрофным организмам (некоторые бактерии, грибы и др.) способны усваивать углерод CO₂. Гетеротрофный синтез обеспечивает незначительное накопление органического вещества (до 10 % всего углерода организма). Возможность усвоения CO₂ клеткой, не содержащей зелёного (или иного) пигмента, имеет принципиальное значение для понимания эволюции хемосинтеза и фотосинтеза. Выявлена способность и животных тканей использовать CO₂.

В связи с этим возникла тенденция к дифференциации организмов на автотрофы и гетеротрофы не по типу углеродного питания, а по характеру источника жизненно необходимой энергии. В соответствии с этим к гетеротрофным организмам относят организмы, для которых источником углерода служит окисление сложных органических соединений – углеводородов жиров, белков: к фотоавтотрофам – организмы, осуществляющие фотохимические реакции; к хемоавтотрофам – организмы, для которых источником энергии являются реакции окисления неорганических веществ

Строго гетеротрофные организмы – животные и человек, использующие органические соединения для покрытия энергетического расхода построения и возобновления тканей тела и регуляции жизненных функций. Такие гетеротрофные организмы различают по потребности в тех или иных органических соединениях (что зависит от степени их участия в обмене веществ организмов), а также по возможности синтезирования этих соединении самими организмами. К числу необходимых, но несинтезируемых гетеротрофным организмам веществ относятся так называемые незаменимые аминокислоты, витамины и близкие к ним соединения Осуществляя разложение и минерализацию сложных органических веществ, гетеротрофные организмы играют важную роль в круговороте веществ в природе.

· По уровню необходимой солёности среды выделяют галофильные и галофобные организмы.

Галофильные организмы– термин, примененный Писарчик (1963) для водных, преимущественно стеногалинных, иногда эвригалинных организмов, которые существовали исключительно или предпочтительно при несколько повышенной солености вод, в отличие от организмов галофобных.Примеры галофильных организмов – остатки некоторых форм трилобитов из кембрийской галогенно-карбонатной толщи Сибирской платформы, обнаруживаемые преимущественно в доломитах первичноосадочных, иногда первичносульфатоносных, и обычно полностью отсутствующие в одновозрастных отложениях зоны устойчивого развития нормально-морских фаций.

Галофобные организмы– термин, примененный Писарчик (1963) в качестве противопоставления термину организмы галофильные –для стеногалинных организмов, которые существовали только при нормальной морской солености вод и не переносили условий повышенной солености вод.

· По способности существовать в условиях различной солёности различают гетерогалинные и гомогалинные организмы.

Гомогалинные организмы (голо... + rp. hals соль) – водные организмы, способные существовать только в условиях определенной солености окружающей среды.

Гетерогалинные организмы – водные организмы, способные существовать в широком диапазоне колебания солености окружающей среды.

· По возможности выживания в условиях низких и высоких температур различают криофильные и термофильные организмы.

Криофильные организмы – организмы, способные жить при относительно низких температурах близких к 0 °С. Обычно к криофилам относят организмы, живущие в талых водах, на поверхности льда или снега.

Термофильные организмы (от термо... и греч. phileo – люблю), термофилы, – организмы, обитающие при температуре, превышающей 45 °С (гибельной для большинства живых существ). Таковы некоторые рыбы, представители различных беспозвоночных (червей, насекомых, моллюсков), разнообразные микроорганизмы (простейшие, бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли) и некоторые папоротникообразные и цветковые растения. Местообитание термофильных организмов – горячие источники (где температура достигает 70 °С), термальные воды, верхние слои сильно прогреваемой солнцем почвы, а также разогревающиеся в результате жизнедеятельности термогенных бактерий органического вещества (кучи влажного сена и зерна, торф, навоз и т. п.). Таким образом, в широком смысле слова – обитатели тропиков (исключая морские глубины и высокогорья), а также сапрофиты и паразиты, обитающие в теле гомойотермных (теплокровных) животных при t 35–40 °С. Некоторые термофильные организмы в умеренных и высоких широтах могут рассматриваться как реликты более тёплых эпох, когда они имели широкое распространение.

· По связи с человеком различают синантропные и не синатропные организмы.

Синантропные организмы, синантропы (от греч. syn – вместе и anthropos – человек), – животные (не одомашненные), растения и микроорганизмы, образ жизни которых связан с человеком и его жильём, например тараканы, домовые мыши, постельный клоп.

Внутренние и наружные паразиты человека, например гельминты, клещи, блохи, комары могут быть полными синантропными организмами (если обитают в жилище человека) или частичными синантропными организмами (если обитают вне жилища человека, но в населённом пункте).

Одни синантропные организмы – многие беспозвоночные и позвоночные – находят в домах не только убежище и благоприятный микроклимат, но и еду. Другие, например ласточки и стрижи, пользуются постройками только как пристанищами.

Синантропные организмы можно разделить на две группы: облигатные и факультативные.

Облигатные, которые сильно зависят от человека и за пределами его поселений не живут; перемещались вместе с людьми во время освоения новых земель и таким образом серьёзно расширили ареал обитания, особенно этому способствовало развитие морского, наземного и воздушного транспорта. К облигатным организмам относят домовую мышь, крыс, голубей, клопов, тараканов.

Факультативные (например, обыкновенная полёвка, некоторые мелкие хищники, птицы), которые слабее зависят от человека, стараются избегать населённых пунктов, живут на посевах и посадках.

· По способности переносить значительные изменения солёности окружающей среды – стеногалинные и эвригалинные организмы.

Стеногалинные организмы – организмы (виды), переносящие лишь небольшие колебания солености, с узким диапазоном толерантности к солевому фактору, к ним относится подавляющее большинство обитателей морей и пресных вод.

Эвригалинные организмы – водные организмы, способные переносить без вреда для себя значительные колебания в степени солености воды. К эвригалинным организмам относится большинство литоральных организмов.

· По способности переносить значительные колебания температуры различают стенотермные и эвритермные организмы.

Стенотермные организмы (стенотермобионты) – организмы (виды), приспособленные к относительно постоянным температурным условиям среды и не выносящие их колебания (например, все глубоководные и подземные обитатели, постоянные обитатели высоких широт и экваториального пояса).

Эвритермные организмы (от греч. eurys – широкий и therme – тепло) – организмы, приспособленные к жизни в условиях значительных изменений температуры окружающей среды. К таким организмам относятся все наземные растения умеренных и холодных поясов Земли. Среди животных эвритермными организмами являются те обитатели указанных поясов, которые не могут мигрировать на зиму в более тёплые страны, не устраивают норы и не впадают на холодный период в спячку. Такие организмы, как правило, имеют более широкое распространение, чем стенотермные организмы, живущие в условиях относительно постоянных температур. К ним относятся: волк, горностай, сокол-сапсан, азиатская саранча и многие другие.

· По обитанию в строго определённых биотопах выделяют стенотопные и эвритопные организмы.

Стенотопные организмы(от греч. stenos – узкий и topos – место) – животные и растения, привязанные к узкому кругу местообитаний. Из растений к стенотопным организмам относятся многие обитатели пустынь (песчаная акация, песчаная осока и др.), сфагновых болот (рослянка, клюква, багульник), меловых обнажений (меловая смолёвка, меловая льнянка); из животных – полуденная песчанка и тонкопалый суслик, обитающие только в песчаной пустыне, сони – в широколиственных лесах, рябчик, встречающийся в тайге, и др.

Стенотопные организмы бывают обычно и стенобионтами, однако иногда стенотопность связана с эврибионтностью по отношению к ряду факторов среды. Например, дикий баран (Ovis orientalis) встречается и на полуострове Мангышлак, и в высокогорьях Средней Азии; он стенотопен, т. к. связан только со скалистыми участками, но эврибионтен по отношению к климату, т. к. обитает и на высокогорьях с их холодным климатом и в жаркой пустыне.

Эвритопные организмы (от эври... и греч. topos – место) – виды растений и животных, живущие в самых разнообразных местах обитания. Они имеют высокую пластичность или так называемую широкую экологическую валентность (в отличие от стенотопных организмов). Ареалы их обычно очень обширные. К эвритопным организмам относится сосна обыкновенная, которая растет на самых разных субстратах – на песчаных почвах, суглинках, мелах, скалах, сфагновых болотах, выносит низкую зимнюю температуру, продвигаясь за полярный круг, и высокую летнюю, произрастая местами в степной зоне.

Эвритопные организмы – также тростник обыкновенный, пырей ползучий и др. Из животных эвритопные организмы – обыкновенный хомяк и обыкновенная полёвка, обитающие в степях, на полях, на лугах, на лесных опушках, а также волк, лисица и многие другие. Степень эвритопности может меняться. Видовые популяции в центре ареала – эвритопны, а на окраинах обычно становятся стенотопными. Например, обыкновенная полёвка в лесостепи обитает на водоразделах и в балках, на лугах и степных участках, а в полупустыне – только в долинах рек

· По обитанию в строго определённом грунте выделяют стеноэдафические и эвриэдафические организмы.

Стеноэдафические организмы(от стено... и греч. edaphos – почва) – организмы (виды), предпочитающие определенный тип грунта (почвы, субстрата).

Эвриэдафические организмы (гр. eurys – широкий + edaphos – земля) – организмы, способные существовать на самых различных грунтах (ср.: стеноэдафические организмы).

· По обитанию на земном шаре различают циркумполярные и циркумтропические организмы.

· По приспособленности к обитанию в загрязнённых водоёмах – сапробные и несапробные организмы.

Сапробные организмы (сапробионты) – организмы, обитающие в водах, в той или иной степени загрязненных органическими веществами. Способность сапробионтов минерализовать органические вещества загрязнений используется для усиления процессов самоочищения вод, особенно сточных.

· По количеству, составляющих организм клеток, различают многоклеточные и одноклеточные организмы.

Поиск по сайту: