Эукариоты — это обширная группа живых организмов, клетки которых имеют четко выраженное ядро, отделенное от остальной цитоплазмы мембраной. В отличие от более примитивных прокариот (бактерий и архей), не имеющих ядра, клетки эукариот гораздо более сложно устроены.
К эукариотам относятся такие широко известные группы как животные, растения, грибы. Также сюда включают простейших — колониальные и одноклеточные организмы.
Строение и особенности эукариотической клетки
Эукариотические клетки отличаются от прокариотических наличием ядра, отделенного двойной мембраной. Ядро содержит генетический материал - ДНК, связанную с белками и упакованную в хромосомы. Важной особенностью эукариотической клетки является наличие отделенных мембраной органелл.
К ним относятся митохондрии, хлоропласты, аппарат Гольджи, лизосомы и другие. Эти органеллы выполняют специальные функции в клетке. Например, митохондрии отвечают за энергетический обмен, хлоропласты - за фотосинтез. Эукариотические клетки значительно крупнее прокариотических - в среднем в 1000-10000 раз.
Это позволяет им содержать много органелл и иметь сложную внутреннюю организацию. Другие важные особенности эукариотической клетки - наличие цитоскелета, процессов эндо- и экзоцитоза, а также способности к активному передвижению с помощью жгутиков и ложноножек.
В жизненном цикле эукариот присутствуют смена гаплоидной и диплоидной фаз. Генетический материал в ядре находится в двух копиях (диплоидный набор хромосом). При делении клетки происходит редукционное деление (мейоз), в результате которого образуются гаплоидные клетки с одинарным набором хромосом. Затем они могут сливаться, восстанавливая диплоидность. Такая смена фаз отсутствует у прокариот.
Таким образом, эукариотические клетки характеризуются множеством отличительных черт. К ним относятся наличие ядра и органелл, большие размеры, сложная внутренняя организация, смена фаз жизненного цикла.
Основные группы эукариотических организмов
К эукариотам относятся представители четырех основных групп организмов: животные, растения, грибы и протисты (простейшие). Это многообразные формы жизни, которые значительно отличаются по строению, образу жизни и роли в экосистемах.
Животные - многоклеточные организмы, способные к активному передвижению и питанию готовым органическим веществом. Их клетки не имеют плотных клеточных стенок. Тело состоит из тканей и органов. Размножаются половым путем. К животным относятся как простейшие одноклеточные формы (амебы, инфузории), так и сложноорганизованные многоклеточные (черви, моллюски, членистоногие, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).
Растения - эукариотические организмы, способные к фотосинтезу. Их клетки имеют плотные целлюлозные клеточные стенки, запасают органические вещества в виде крахмала. Тело состоит из тканей, но без специализации на органы. Размножаются семенами или спорами. К растениям относят одноклеточные водоросли, многоклеточные мохообразные, папоротникообразные, голосеменные и покрытосеменные.
Происхождение и эволюция эукариот
Считается, что эукариотические клетки возникли около 1,5-2 миллиардов лет назад в результате эндосимбиоза. Предполагаемый сценарий таков: анаэробная архея поглотила аэробную бактерию, но не переварила ее, а установила с ней симбиотические отношения. Со временем бактерия превратилась в митохондрию - органеллу, отвечающую за дыхание в клетке эукариот. Так возникла первая эукариотическая клетка.
В дальнейшем эукариоты эволюционировали по разным направлениям, образовав многочисленные группы организмов. Одни стали одноклеточными (амебы, инфузории), другие - колониальными (вольвокс), третьи - многоклеточными (растения и животные). Появились эукариоты с разным типом питания: гетеротрофы, фототрофы, сапротрофы и др. Развились активные формы передвижения с помощью жгутиков и ложноножек.
Важную роль в эволюции эукариот сыграл вторичный эндосимбиоз - захват фотосинтезирующих цианобактерий, давший начало пластидам. Он произошел независимо в нескольких группах и привел к появлению растений и водорослей. Дальнейшее развитие многоклеточности, дифференцировки клеток и тканей обусловило возникновение сложноорганизованных животных и высших растений.
Таким образом, от нескольких примитивных одноклеточных форм эукариоты эволюционировали в огромное разнообразие современных видов. Ключевыми моментами этого процесса стали эндосимбиозы, переход к многоклеточности и дифференцировке клеток.
Значение эукариот в природе и для человека
Эукариотические организмы играют чрезвычайно важную роль в биосфере Земли. Они участвуют в круговороте веществ, создании органического вещества и поддержании газового состава атмосферы. Без эукариот жизнь на планете была бы невозможна.
Растения и водоросли-эукариоты осуществляют фотосинтез - процесс преобразования углекислого газа в органические соединения с выделением кислорода. Этот процесс играет определяющую роль в создании основы пищевых цепей и обеспечении кислородом атмосферы.
Животные-эукариоты участвуют в круговороте веществ, потребляя органику и выделяя углекислый газ в процессе дыхания. Они разлагают останки отмерших организмов, ускоряя минерализацию веществ. Многие животные опыляют цветковые растения.
Грибы-эукариоты также играют важную роль в круговороте как сапротрофы, разлагающие мертвую органику. Микоризные грибы участвуют в питании растений, повышая их продуктивность.
Для человека эукариотические организмы имеют огромное значение. Растения служат источником пищи, кислорода, древесины, лекарств и многих других полезных веществ. Животные - источник пищи и сырья. Грибы тоже используются в пищу. Таким образом, существование человеческой цивилизации напрямую зависит от эукариот.
