Məlumat

5: Bakteriyalar - Daxili komponentlər - Biologiya

5: Bakteriyalar - Daxili komponentlər - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Biz artıq bütün bakteriyalarda olan əsas daxili komponentləri, yəni sitoplazma, nukleoid və ribosomları əhatə etdik. Unutmayın ki, bakteriyaların ümumiyyətlə orqanoidləri olmadığı düşünülür, eukaryotik hüceyrələrdə çox yayılmış bilipid membrana bağlı bölmələr (baxmayaraq ki, bəzi elm adamları bakteriyaların sadə orqanellər kimi düşünülə bilən strukturlara malik olduğunu iddia edirlər). Lakin bakteriyalar daha mürəkkəb ola bilər, onların imkanlarına kömək edə biləcək müxtəlif əlavə daxili komponentlər tapıla bilər. Bu komponentlərin əksəriyyəti sitoplazmatikdir, lakin bəziləri qram-mənfi bakteriyalarda sitoplazmatik və xarici membran arasındakı boşluqda yerləşən periplazmikdir.

Sitoskeleton

Əvvəlcə bakteriyaların olmadığı düşünülürdü sitoskelet, eukaryotik hüceyrələrin əhəmiyyətli bir komponentidir. Ancaq son 20 ildə elm adamları eukariotlarda olan sitoskeletal zülalların analoqu olan zülallardan ibarət bakterial filamentləri kəşf etdilər. Bakteriya sitoskeletinin hüceyrə formasında, hüceyrə bölünməsində və hüceyrə divarının bütövlüyündə mühüm rol oynadığı da müəyyən edilmişdir.

FtsZ

FtsZ, eukaryotik zülalla homologdur tubulin, hüceyrə bölünməsi zamanı hüceyrənin ortasında bir halqa quruluşu meydana gətirir və nəticədə yaranan iki qız hüceyrəni ayıracaq bir septum qurmaq üçün bölgəyə digər zülalları cəlb edir.

MreB

MreB, eukaryotik zülalla homologdur aktin, basil və spiralşəkilli bakteriyalarda olur və hüceyrə formasının formalaşmasında mühüm rol oynayır. MreB hüceyrənin uzunluğu boyunca uzanan spiral konfiqurasiyanı qəbul edir və sferik olmayan formanı təmin edərək peptidoqlikan-sintez mexanizminin fəaliyyətini diktə edir.

Crescentin

Crescentin, eukaryotik zülallarla homologdur laminkeratin, tək əyri olan spiral formalı bakteriyalarda olur. Zülal hüceyrənin daxili əyriliyində uzununa yığılır və hüceyrəni son formasına bükür.

Sitoskeletin strukturları.

Daxiletmələr

Bakterial daxilolmalar ümumiyyətlə hüceyrənin sitoplazmasında və ya periplazmasında yerləşən fərqli bir quruluş kimi müəyyən edilir. Onlar kristallar kimi kimyəvi maddələrin sadə birləşməsindən tutmuş, membranlı xarici təbəqə ilə tamamlanmış eukaryotik orqanoidlərlə rəqabət aparmağa başlayan kifayət qədər mürəkkəb strukturlara qədər müxtəlif mürəkkəblikdə ola bilər. Onların rolu çox vaxt bir maddə həddindən artıq olduqda hüceyrə üçün metabolik ehtiyatlar kimi komponentləri saxlamaqdır, lakin onlar həm də hərəkətlilik və metabolik funksiyalarda rol oynaya bilərlər.

Karbon anbarı

Karbon hüceyrə tərəfindən saxlanılan ən ümumi maddədir, çünki bütün hüceyrələr karbon əsaslıdır. Bundan əlavə, karbon birləşmələri tez-tez hüceyrə tərəfindən tez parçalana bilər, buna görə də enerji mənbəyi kimi xidmət edə bilərlər. Karbon saxlama üçün ən sadə və ən çox yayılmış daxilolmalardan biri glikogenqlükoza vahidlərinin çoxşaxəli polisaxarid quruluşunda bir-birinə bağlandığı.

Bakteriyalar üçün karbonun saxlanmasının başqa bir ümumi yolu da şəklindədir poli-β-hidroksibutirat (PHB), β-hidroksibutirik turşu vahidləri birləşdikdə əmələ gələn qranul. Bu lipid tərkibinə görə çox plastikə bənzəyir və bəzi elm adamlarını onlardan bioloji parçalana bilən plastik kimi istifadə etmək imkanlarını araşdırmağa vadar edir. PHB qranulları əslində həm zülaldan, həm də az miqdarda fosfolipiddən ibarət bir qabığa malikdir. Həm glikogen, həm də PHB artıq karbon olduqda əmələ gəlir və sonra hüceyrə tərəfindən həm karbon, həm də enerji üçün parçalanır.

Qeyri-üzvi saxlama

Çox vaxt bakteriyalar hüceyrə komponentlərinin sintezi və ya alternativ enerji ehtiyatı kimi karbondan başqa bir şeyə ehtiyac duyurlar. Polifosfat qranulları qeyri-üzvi fosfatın (PO43-) yığılmasına imkan verir, burada fosfat nuklein turşusu hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər (şəkər-fosfat onurğa sütunu?) və ya ATP (adenozin trifosfat, əlbəttə).

Digər hüceyrələr maddələr mübadiləsi üçün elektron mənbəyi kimi kükürdə ehtiyac duyurlar və artıq kükürdü kükürd şəklində saxlayacaqlar. kükürd kürəcikləriHüceyrənin hidrogen sulfidini (H2S) elementar kükürdün (S0) oksidləşməsi ilə nəticələnir, nəticədə refraksiyaya davamlı daxilolmalar əmələ gəlir.

Qeyri-saxlama funksiyaları

Bir bakteriyanın maddələr mübadiləsində istifadə üçün üzvi və ya qeyri-üzvi birləşmələrin sadə saxlanmasından başqa bir şey etməli olduğu vaxtlar var və bu saxlanmayan funksiyalara kömək etmək üçün daxilolmalar var. Belə bir misaldır qaz vakuollarıHüceyrə tərəfindən su sütununda üzmə qabiliyyətinə nəzarət etmək üçün istifadə olunur və hüceyrənin ətraf mühitdə olduğu yer üzərində müəyyən nəzarəti təmin edir. Yalnız şaquli oxda hərəkətliliyin məhdud formasıdır. Qaz vakuolları konqlomerasiyalardan ibarətdir qaz vezikülləri, həm içi boş, həm də sərt olan silindrik strukturlar. Qaz vezikülləri passiv diffuziya yolu ilə bütün növ qazlara sərbəst keçir və hüceyrənin qalxması və ya enməsi üçün lazım olduqda tez qurula və ya çökə bilər.

Maqnetosomlar Hüceyrə tərəfindən geomaqnit sahələrində oriyentasiya üçün istifadə olunan uzun maqnit zəncirləri (Fe3O4) olan daxilolmalardır. Maqnetotaktik bakteriyalar tipikdir mikroaerofil, atmosferdən daha aşağı səviyyədə oksigen olan bir mühitə üstünlük verir. Magenetosom hüceyrələrə böyüməsi üçün optimal dərinliyi tapmağa imkan verir. Magenetosomlar eukaryotik orqanoidləri xatırladan əsl lipid iki qatına malikdir, lakin bu, əslində xüsusi zülallarla dəyişdirilmiş hüceyrənin plazma membranının invaginasiyasıdır.

Mikro bölmələr

Bakterial mikro bölmələr (BMC) strukturuna və funksionallığına görə digər daxilolmalardan unikaldır. Onlar ikozahedral formadadır və BMC ailəsindəki müxtəlif zülallardan ibarət zülal qabığından ibarətdir. Onların dəqiq rolu fərqli olsa da, hamısı maddələrin sadə saxlanmasından kənar funksiyalarda iştirak edirlər. Bu bölmələr həm yeri, həm də müəyyən metabolik fəaliyyətlər üçün lazım olan maddələri (adətən fermentlər) təmin edir.

BMC-nin ən yaxşı öyrənilmiş nümunəsidir karboksisom, bir çox CO2 fiksasiya edən bakteriyalarda olur. Karboksisomlarda ferment var ribuloza-1,5-bifosfat karboksilaza (xoşbəxtlikdən o da tanınır RubisCO), CO2-nin şəkərə çevrilməsində həlledici rol oynayır. Karboksisom CO2-nin konsentrasiyasında da rol oynayır və beləliklə, CO2-nin fiksasiyası üçün lazım olan komponentlərin hamısının eyni yerdə eyni vaxtda olmasını təmin edir.

Anammoksoma

The anammoksoma həyata keçirə bilən bakteriya hüceyrələrində olan böyük bir membrana bağlı bölmədir annamoks reaksiyası (biraerobik ammonium öküzammonium (NH4+) və nitrit (NO2-) dinitrogen qazına (N2) çevrilir. Proses hüceyrənin enerji əldə etməsi üçün elektron donor kimi ammoniumu və elektron qəbul edən nitriti istifadə edərək, nəticədə azot qazının istehsalı ilə həyata keçirilir. Azotun bu kimyəvi çevrilməsi azot dövrü üçün vacibdir.

Azot dövrü. Shou-Qing Ni və Jian Zhang tərəfindən [CC BY 3.0], Wikimedia Commons vasitəsilə

Xlorozom

Bəzi fototrof bakteriyalarda rast gəlinir, a xlorosom aşağı işıq intensivliyini çəkmək üçün yüksək səmərəli strukturdur. Hüceyrə membranının daxili perimetrini əhatə edən hər bir xlorosomda sıx massivlərdə düzülmüş 250.000-ə qədər bakterioklorofil molekulu ola bilər. Yığılan işıq hüceyrə membranındakı reaksiya mərkəzlərinə ötürülür və işıq enerjisindən ATP şəklində kimyəvi enerjiyə çevrilməyə imkan verir. Xlorosom bir lipid təbəqəsi ilə məhdudlaşır.

Plazmid

A plazmid nukleoiddə olan genetik materialdan əlavə bəzi bakteriyaların malik olduğu ekstraxromosom DNT parçasıdır. O, ikiqat zəncirli DNT-dən ibarətdir və xətti plazmidlər tapılsa da, adətən dairəvidir. Plazmidlər hüceyrə üçün "qeyri-vacib" olaraq təsvir edilir, burada hüceyrə onlar olmadan normal fəaliyyət göstərə bilər. Lakin plazmidlərin yalnız bir neçə genləri olsa da, antibiotiklərə qarşı müqavimət kimi hüceyrə üçün mühüm imkanlar verə bilər. Plazmidlər hüceyrədən asılı olmayaraq çoxalır və itirilə bilər ( müalicə), ya kortəbii, ya da UV işığı, timin aclığı və ya optimal şərtlərdən yuxarı böyümə kimi mənfi şərtlərə məruz qalma səbəbindən. Bəzi plazmidlər kimi tanınır epizomlar, hüceyrə bölünməsi zamanı genlərin təkrarlanacağı hüceyrə xromosomuna inteqrasiya oluna bilər.

Endospor

Sonra var endospor, bakteriya mühəndisliyi möcüzəsi. Bu, “bakterial daxili komponentlər” başlığı altında yerləşir, lakin qeyd etmək lazımdır ki, endospor daxili və ya xarici struktur deyil, hüceyrənin alternativ bir forma çevrilməsidir. Hüceyrələr vegetativ hüceyrə kimi fəaliyyətə başlayır, hüceyrənin etməli olduğu hər şeyi edir (metabolizm, çoxalma, çəmən biçmək...). Əgər onlar düşmən şəraitə məruz qalırlarsa (quruluq, yüksək istilik, qəzəbli qonşu...) qabiliyyəti var, onlar vegetativ hüceyrədən endospora çevrilə bilərlər. Endospor əslində vegetativ hüceyrənin daxilində əmələ gəlir (bu onu daxili quruluşa çevirmirmi?) və sonra vegetativ hüceyrə lizis edir və endosporu buraxır (bu onu xarici struktur edirmi?).

Endospor təbəqələri.

Endosporlar yalnız bir neçə qram müsbət nəsil tərəfindən əmələ gəlir və hüceyrəni aclıq, həddindən artıq temperatur, qurumaya məruz qalma, ultrabənövşəyi şüalar, kimyəvi maddələr, fermentlər və radiasiya kimi müxtəlif sərt şərtlərə qarşı müqavimət göstərir. isə vegetativ hüceyrə bakterial hüceyrələrin aktiv formasıdır (böyüyən, metabolizə edən və s.), endosporu hüceyrənin hərəkətsiz forması kimi düşünmək olar. Bu, mənfi şərtlərdə sağ qalmağa imkan verir, lakin hüceyrənin böyüməsinə və ya çoxalmasına imkan vermir.

Struktur

Bu qədər müxtəlif maddələrə və ətraf mühit şəraitinə inanılmaz dərəcədə davamlı olmaq üçün bir çox fərqli təbəqə lazımdır. Bakterial endospor a ilə başlayan çoxlu müxtəlif təbəqələrə malikdir əsas Mərkəzdə. Nüvə nüvənin, ribosomların və hüceyrənin sitoplazmasının son dərəcə susuzlaşdırılmış formada yerləşdiyi yerdir. O, adətən vegetativ hüceyrədə olan suyun yalnız 25%-ni ehtiva edir və istilik müqavimətini artırır. DNT varlığı ilə daha da qorunur kiçik turşuda həll olunan zülallar (SASPs), DNT-ni sabitləşdirir və onu deqradasiyadan qoruyur. DNT stabilizasiyası varlığı ilə artır dipikolin turşusu kalsiumla kompleksli (Ca-DPA), DNT əsasları arasına daxil olur. Özü bir qaba bükülmüşdür daxili membran kimyəvi maddələrə qarşı keçiricilik maneəsi təmin edən, daha sonra ətrafı ilə əhatə olunur korteks, vegetativ hüceyrədə olandan daha az çarpaz əlaqə ilə peptidoqlikandan ibarət qalın təbəqə. Korteks bir ilə bükülmüşdür xarici membran.Sonda bir neçə sporlu paltolar kimyəvi maddələr və fermentlər kimi ətraf mühitin stresindən qorunma təmin edən zülaldan hazırlanmışdır.

Sporulyasiya: vegetativ hüceyrədən endospora çevrilmə

Sporulyasiya, vegetativ hüceyrənin yüksək qoruyucu endospora çevrilməsi adətən hüceyrənin yaşaması hansısa şəkildə təhlükə altında olduqda baş verir. Faktiki proses çox mürəkkəbdir və adətən tamamlanana qədər bir neçə saat çəkir. Əvvəlcə sporulyasiya edən hüceyrələr DNT-ni təkrarlayır, sanki hüceyrə bölünməsinə məruz qalır. Hüceyrənin bir ucunda xromosomun bir nüsxəsini sekvestr edərək asimmetrik olaraq septum əmələ gəlir. forespore). Endospora xas maddələrin sintezi baş verir, foresporu dəyişdirir və endospora xas olan təbəqələrin inkişafına, həmçinin dehidratasiyaya səbəb olur. Nəhayət, "ana hüceyrə" yetkin endosporun ətraf mühitə buraxılmasına imkan verən lizisdir.

Sporulyasiya.

Endospordan vegetativ hüceyrəyə çevrilmə

Endospor ətraf mühit şəraiti yaxşılaşana qədər hərəkətsiz qalır və gen ifadəsini başlatan kimyəvi dəyişikliyə səbəb olur. Endospordan metabolik aktiv vegetativ hüceyrələrə çevrilmənin üç fərqli mərhələsi var: 1) aktivləşdirmə, istilik tətbiqi ilə başlana bilən bir hazırlıq mərhələsi; 2) cücərmə, endospor metabolik olaraq aktivləşdikdə və su qəbul etməyə başlayanda; 3) artım, vegetativ hüceyrə endospor qabığından tam çıxdıqda.

Açar sözlər

sitoskeleton, FtsZ, tubulin, MreB, aktin, kressentin, lamin, keratin, inklüzyon, qlikogen, poli-β-hidroksibutirat (PHB), polifosfat qranul, kükürd qlobulu, qaz vakuol, qaz vesikül, maqnitosom, mikroaerofil, bakteriya BMCs), karboksisom, ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza, RubisCO, anammoksoma, annamoks reaksiyası, xlorosom, plazmid, müalicə, episom, endospor, vegetativ hüceyrə, nüvə, kiçik turşuda həll olunan zülallar (SASP), dipikolin turşusu, Ca- DPA, daxili qişa, korteks, xarici membran, spor örtüyü, sporlaşma, forespora, aktivləşmə, cücərmə, böyümə.

Əsas suallar/məqsədlər

  1. Bakterial sitoskeletonun rolu və tərkibi hansılardır? O, eukaryotik sitoskeletondan nə ilə fərqlənir? Xüsusi bakterial sitoskelet zülalları hansılardır və hər biri haqqında hansı təfərrüatlar məlumdur?
  2. Bakteriyalarda tapılan daxilolmaların məqsədi nədir? Onların xüsusiyyətləri nələrdir?
  3. Bakteriyalarda aşkar edilmiş saxlama daxilolmalarının konkret nümunələri hansılardır? Hər bir növü struktur və məqsəd baxımından təsvir etməyi bacarın.
  4. Bakteriyalarda başqa hansı daxilolmalar var? Hər bir növü struktur və məqsəd baxımından təsvir etməyi bacarın.
  5. Mikrobölmələr daxilolmalardan nə ilə fərqlənir? Konkret nümunələr hansılardır? Tərkibi və məqsədi nədir?
  6. Anammoksomlar nədir? Onların tərkibi və məqsədi nədir?
  7. Plazmidlər nədir və onlar hansı xüsusiyyətlərə malikdir? Epizomalar nədir? Müalicə nədir və buna səbəb nədir?
  8. Bakterial endosporlar nədir? Onların məqsədi nədir? Onlar hansı xüsusiyyətlərə malikdirlər? Endosporun müxtəlif təbəqələri hansılardır və hər təbəqə hansı rol oynayır?

Kəşfiyyat Sualları (İSTEĞE BAĞLI)

  1. Cəmiyyət problemlərinin həllində elm adamlarına hansı bakterial strukturlar faydalı ola bilər?

Yaşamaq üçün kiçilir: Bakteriyalar axının içində bir həyat tərzinə uyğunlaşır

Yay piknikləri və manqallara cəmi bir neçə həftə qalıb! Bu yayı əyləndirmək üçün nə qədər həyəcanlı olsanız da, Escherichia coli Bakteriyalar bağırsaqlarınızda yeyə biləcəyiniz bufetdə ziyafətə can atırlar.

Ancaq gözlənilməz bir şey kimi baş verəcəkdir E. coli Hüceyrələr həzm sisteminizdə səyahətlərini bitirirlər. Xəbərdarlıq etmədən onlar özlərini tualet qabınızda üzərkən, bədənlərinə yapışmış qida maddələrinin son hissələrinə yapışaraq tapacaqlar. Bu kiçik orqanizmlər qəfil aclıqdan sağ çıxmaq üçün necə uyğunlaşırlar? Sent-Luisdəki Vaşinqton Universitetinin alimləri maraqlanıblar.

Qidadan məhrum olanların yaxından müayinəsi E. coli mikroskop altında -- bakteriya hüceyrə ölçüsünü öyrənən laboratoriyada adi bir proses - fərqli görünən hüceyrələri aşkar etdi və bu fərqlər onların yaşamaq qabiliyyəti ilə bağlıdır.

"Onların sitoplazması kiçildi. Kiçildikcə daxili qişa xarici membrandan uzaqlaşdı və hüceyrənin bir ucunda böyük bir boşluq buraxdı" dedi Petra Levin, Arts & Sciences biologiya professoru və bakalavr tələbəsi Jesse Kao ilk olaraq müşahidə apardı.

Bakteriyanın daxili və xarici membranları arasında Levinin istinad etdiyi boşluğa periplazma deyilir. Stenford Universitetinin biomühəndislik, mikrobiologiya və immunologiya professoru Kerwyn Casey Huang və onun postdoktorluq alimi Handuo Shi ilə əməkdaşlıq edərək Levin aclığa qarşı gözlənilməz inkişaf reaksiyasını tapdı. E. coli növbəti bufetlərini tapana qədər sağ qalırlar.

Əsər bu həftə nəşr olunur Milli Elmlər Akademiyasının Materialları.

Bioloqlar bunu nə vaxt göstərdilər E. coli hüceyrələrdə qida yoxdur, sitoplazma həcmi azaldıqca, ehtimal ki, su itkisi səbəbindən daha sıx olur. Eyni zamanda, periplazma daxili membranın xarici membrandan çəkildiyi üçün həcmdə artır.

"Hələ dəqiq bilməsək də, hüceyrənin maddələr mübadiləsini yüksək sürətlə davam etdirə bilməsi üçün sitoplazmada qida maddələrini cəmlədiyini düşünürük" dedi Levin. “Bəlkə də bu uyğunlaşmadır E. coli's hər mühitin keçici olduğunu bildiyi, davamlı və sürətlə dəyişən həyat tərzidir."

Alimlər kiçilmənin geri qaytarıla biləcəyini tapdılar. Onlar ac bakteriyaları qida ilə zəngin bir mühitə köçürdükdən sonra daxili membran və sitoplazma genişləndi. Bakterial hüceyrələr aclıqdan, xüsusən də aclıqdan sürətlə geri döndü E. coli sevimli karbon mənbəyi olan qlükozanı aldılar. Və ən əsası, əgər Tol-Pal sistemi bütöv olsaydı.

Tol-Pal sistemi xarici membranı daxili membranla birləşdirən zülallardan ibarət kritik hüceyrə mexanizmidir. Lakin onun funksiyası az öyrənilmişdir. Alimlərin fikrincə, daxili membran genişləndikcə, Tol-Pal sistemi onu xarici membranla yenidən birləşdirməyə kömək edir. Tol-Pal sistemi olmadıqda, hüceyrələrin daxili məzmunu qanaxdı.

"Biz güman edirik ki, Tol-Pal bərpa zamanı daxili membranın xarici membran örtüyünə sıxışdırılmasına kömək edən fermuar sürgü kimi çıxış edir" dedi Levin.

Daxili membran xarici membrandan uzaqlaşdıqda həm daxili, həm də xarici membrana daxil olan transmembran zülalları ilə nə baş verir? Onlar parçalanırlar? Levin və həmkarları hələ bilmirlər və gələcəkdə bu suallara cavab verəcəklərinə ümid edirlər.


Hüceyrə biologiyası və onun daxili komponentləri

1. Arılar və çiçəklər kimi qarşılıqlı əlaqədə gördüyünüz iki müxtəlif növ orqanizmi müəyyənləşdirin. İndi bu qarşılıqlı əlaqə haqqında sadə bir fərziyyə yaradın. Bu fərziyyəni sınayan bir təcrübə hazırlamaq üçün elmi metoddan və təxəyyülünüzdən istifadə edin. Dəyişənləri və onlar üçün nəzarəti müəyyən etməyinizə əmin olun.

1A
Bir molekul seçin. Bu molekulun ibarət olduğu atomları sadalayın və bu atomları bir yerdə saxlayan bağın növünü təsvir edin. Bu bağın necə işlədiyini izah etdiyinizə əmin olun.

2.
1. Plazma membranının bütövlüyü hüceyrənin sağ qalması üçün vacibdir. İmmunitet sistemi bədəni işğal etmiş yad hüceyrələri məhv etmək üçün bu faktdan istifadə edə bilərmi? İmmunitet sisteminin hüceyrələri yad hüceyrələrin membranlarını necə poza bilər? (İki ipucu: faktiki olaraq bütün hüceyrələr zülal ifraz edə bilir və bəzi zülallar membranlarda məsamələr əmələ gətirir.)
2. Əksər hüceyrələr çox kiçikdir. Hansı fiziki və metabolik məhdudiyyətlər hüceyrə ölçüsünü məhdudlaşdırır? Nəhəng hüceyrə hansı problemlərlə qarşılaşacaq? Hansı uyğunlaşmalar çox böyük bir hüceyrənin sağ qalmasına kömək edə bilər?
3.Qonur ayı qızılbalıq yedikdə, ayı balığın bədənində olan bütün enerjini alırmı? Niyə və ya niyə? Sizcə, bu cavabın yırtıcıların və onların ovlarının nisbi bolluğu (çəki ilə) üçün hansı təsirləri ola bilər? Termodinamikanın ikinci qanunu kitabın başlığını izah etməyə kömək edirmi, Nə üçün Böyük Şiddətli Heyvanlar Nadirdir?
4. ABŞ Kənd Təsərrüfatı Departamentinin niyə fotosintez tədqiqatlarını maliyyələşdirməyə davam etməsi lazım olduğunu izah etmək üçün Nümayəndələr Palatasının Yollar və Vasitələr Komitəsinə çağırılırsınız. RuBP-nin CO2 ilə reaksiyasını kataliz edən və RuBP-nin oksigenlə, eləcə də CO2 ilə reaksiyasına mane olan fermentin gen mühəndisliyi yolu ilə istehsal xərclərini necə əsaslandırardınız? Bu tədqiqatın potensial tətbiq faydaları hansılardır?
Göllərin dibində çöküntü səthində yaşayan bəzi bakteriya növləri fakultativ anaeroblardır, yəni aerob və ya anaerob tənəffüs qabiliyyətinə malikdirlər. Dərin su anoksisizləşdikdə (deoksigensiz) yayda onların maddələr mübadiləsi necə dəyişəcək? Bakteriyalar eyni sürətlə böyüməyə davam edərsə, göl anoksik olduqdan sonra qlikoliz artacaq, azalacaq və ya eyni qalacaq? Səbəbini izah edin.

© BrainMass Inc. brainmass.com 4 mart 2021, 18:11 ad1c9bdddf
https://brainmass.com/biology/research-methods-and-experimental-design/cell-biology-and-its-internal-components-33804

Həllin Baxışı

Salam, Brainmass-a xoş gəlmisiniz!
1. arıların çiçəklərə cazibəsini sınamaq üçün eksperimental quruluş:

MÜŞAHİDƏ:
Arılar bir koldakı çiçəkləri digər koldan daha tez ziyarət edirlər. Arıları cəlb edən şirin qoxudur, yoxsa çiçəklərin rəngidir?

Fərziyyələr:
1. Arılar şirin qoxuya (çiçəklərin tərkibindəki şəkər) cəlb olunurlar.
2. Arıları çiçəklərin rəngi cəlb edir.

EKSPERİMENTAL VƏ NƏZARƏT QURULUŞLARI:
Eksperimental quruluşda eksperimental dəyişən mövcuddur. Nəzarət qurğusunda eksperimental dəyişən yoxdur.
Arıların şəkərə cəlb edilib-edilməməsi ilə bağlı ilk fərziyyəni yoxlamaq üçün 2 dəst çiçək qurmaq lazımdır. Məsələn, quraşdırma 1 üçün sarı çiçəkdən istifadə edilməli və onun ortasına düz su qoyulmalıdır. Bu, nəzarət qurğusu kimi qeyd edilməlidir. Təcrübə qurğusu kimi etiketlənəcək digər qurğunun mərkəzində şəkər məhlulu qoyulmuş eyni çiçək olmalıdır. Şəkərin olması bu vəziyyətdə eksperimental dəyişəndir.

Arıların çiçəklərin rənginə cəlb edilib-edilməməsi ilə bağlı ikinci fərziyyəni yoxlamaq üçün 2 dəst çiçəkdə hər çiçəyin ortasına şəkər məhlulu qoyulmalıdır. Nəzarət qurğusunda şəkər məhlulu olan sarı çiçək olmalıdır. Bu nəzarət qurğusu kimi etiketlənməlidir. Mərkəzində şəkər məhlulu olan başqa bir çiçək birinci çiçəklə rənginə görə fərqlənməlidir. məsələn, mavi rəngli çiçək. Bu, eksperimental qurğu kimi etiketlənməlidir, çünki o, bu halda eksperimental dəyişəni ehtiva edir: rəng.

PROQNOZ:
(Daha sonra "IF şəklində məntiqi proqnoz veriləcək. Sonra ifadə. Bu bəyanat fərziyyə doğru olarsa nə baş verəcəyini təklif edir>
1-ci fərziyyə üçün proqnoz: Əgər arılar şəkər məhluluna cəlb olunarsa, o zaman eksperimental çiçəkdə nəzarətçi çiçəkdən daha çox arı olacaq.
2-ci fərziyyə üçün proqnoz: Əgər arılar mavi rəngə cəlb olunursa, onda daha çox olacaq.

Həll Xülasəsi

Bu dərin həll daxili quruluş, səth sahəsi problemləri və immun hüceyrələrin hüceyrə biologiyası anlayışlarına müraciət edir. O, həmçinin aerob və anaerob tənəffüs prosesini izah edir.


Xərçəng müalicəsində streptokok bakterial komponentləri

Xərçəngə yoluxma nisbəti bütün dünyada durmadan artır və yeni və daha effektiv müalicə strategiyalarının hazırlanmasına təcili ehtiyac var. Son zamanlarda, bakterial terapiya hədəf xərçəngə yeni bir yanaşma kimi araşdırılır və ciddi bir seçimə çevrilir. Streptococcus suşları müxtəlif insan infeksiyalarına səbəb olan ən çox yayılmış və yaxşı öyrənilmiş virulent bakteriyalardan biridir. Hər kəs həyatı boyu boğaz ağrısı ilə qarşılaşıb və ya streptokoklar tərəfindən asimptomatik olaraq koloniyaya məruz qalıb. Streptococcus bakteriyalarının xərçənglə mübarizə qabiliyyəti 100 ildən çox əvvəl kəşf edilib və illər ərzində klinik sınaqlardan keçib, lakin mexanizm hələ tam başa düşülməyib. Bu yaxınlarda bir neçə heyvan modeli və insan üzərində klinik sınaqlar haqqında məlumat verilmişdir. Streptokok suşları daxili şiş əleyhinə fəaliyyət göstərə bilər və ya şişlə mübarizə aparmaq üçün ev sahibi immun sistemini aktivləşdirə bilər. Bakteriyalar bərk şişlərin hipoksik bölgələrində seçici olaraq toplana və çoxalda bilər. Üstəlik, bakteriyalar xüsusi olaraq şişlərə hücum edə biləcək toksinlər və ya fermentlər ifraz etmək üçün genetik olaraq dəyişdirilə bilər.


Riyazi modelləşdirmə bakterial biofilmin inkişafını müəyyən edir

Bir çox bakteriya bərk səthlərə yapışa bilər və onların nəsilləri, Maks Plank Yer Mikrobiologiyası İnstitutunda Drescher Laboratoriyası tərəfindən hazırlanmış bu stilizə edilmiş şəkildə göstərildiyi kimi, biofilm adlanan bir quruluş meydana gətirənə qədər bölünə bilər.

MIT Riyaziyyat Departamentindəki Jörn Dunkelin qrupu bakteriyaların bir-biri ilə və onların mühitləri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu anlamaq üçün dəzgah alimləri ilə birləşir.

Saima Sidik

Saima Sidik Whitehead İnstitutunun Lourido laboratoriyasında tədqiqatçıdır. Bu parça MIT-də ənənəvi həyat elmi fənləri və şöbələri xaricində aparılan bioloji cəhətdən əlaqəli tədqiqatları vurğulamaq üçün şöbə səylərinin bir hissəsidir.

“Məsələnin mahiyyəti.” "Problemin kökü." "Məsələnin həqiqəti." Biz tez-tez maddələri, sistemləri və ya həyatı tək bir mahiyyətə qədər distillə etmək istəyirik: kimyaçı əsas birləşmələri mürəkkəb qarışıqlardan təcrid edir, yazıçı hekayədə gizlənən həqiqətin nüvəsini axtarır və yogi daxili məna tapmaq üçün meditasiya edir. MIT Riyaziyyat Departamentində Jörn Dunkel fiziki proseslərin əsas komponentlərini açmaq üçün riyaziyyata müraciət edir. Onun qrupu bu yaxınlarda bakteriyaların böyüməsini tənzimləyən əsas xüsusiyyətləri, nəticədə xəstəxanada infeksiyaların tezliyini azalda biləcək, antibiotikləri daha təsirli hala gətirə bilən və hətta özünü müalicə edən materiallar yarada biləcək tapıntıları müəyyən etdi.

Dunkelin qrupu zaman və məkanda dəyişən fiziki sistemlərin riyazi modellərini yaradır. Onlar elastiklərin bükülməsini, makaronların parçalanmasını və ən son olaraq böyüyən bakterial icmaları tədqiq ediblər. Biologiya ilə məşğul olan bir qrup riyaziyyatçının tapılacağını gözləməyə dəyməz, lakin Dunkel qrupu bakteriyaların üzmək, bərk səthə (qayığın gövdəsi və ya gövdəsi kimi) yapışmaq qabiliyyətindən imtina etdiyi prosesi başa düşmək istiqamətində böyük addımlar atmışdır. həzm traktının selikli qişası) və "biofilm" adlanan bir təpə qurana qədər bölün. Biofilmlər onların içindəki hüceyrələri qoruyur, bu hüceyrələrin immun təzyiqinə, antibiotiklərə və ətraf mühitin streslərinə tab gətirməsinə imkan verir ki, bu da bəzi bakteriyaların ağır şəraitdə sağ qalması üçün biofilmin əmələ gəlməsini vacib edir. Bu patogen strukturları idarə edən amilləri başa düşməklə, tədqiqatçılar biofilmin əmələ gəlməsini məhdudlaşdırmaq yollarını tapa bilərlər.

Maks Plank Yer Mikrobiologiyası İnstitutunda Knut Drescherin laboratoriyası ilə əməkdaşlıq edərək, Dunkel qrupu biofilmlərin necə inkişaf etdiyini təsvir edən riyazi modellər qurur. Drescher laboratoriyası bir neçə saat ərzində böyüyən biofilmlərin yüksək keyfiyyətli videolarını çəkir və sonra bu videoları Dunkel laboratoriyasına ötürür. Riyaziyyatçılar videoları gözdən keçirərək bioloji cəhətdən uyğun ola biləcək hər cür məlumatı çıxarırlar: hüceyrələrin istiqamətləri, hərəkəti, bölünmə sürəti, hüceyrələr arasındakı məsafə və bir çox başqa xüsusiyyətlər.

Jörn Dunkelin qrupu Maks Plank Yer Mikrobiologiyası İnstitutu, Stanford Universiteti və Adam Martinin MIT Biologiyasındakı laboratoriyasının əməkdaşları ilə bir sıra müxtəlif layihələr üzərində işləyir. Kredit: Bryce Vickmark.

Yalnız bu yaxınlarda biofilm görüntüləməsindəki irəliləyişlər tədqiqatçılara biofilmlərdəki ayrı-ayrı bakteriyaları görməyə və Dunkel qrupunun öz modellərində istifadə etdiyi xüsusiyyətləri ölçməyə imkan verdi. Dunkel deyir: "Siz o qədər zəngin məlumat dəstləri əldə edirsiniz ki, ənənəvi modellərin qurulması üsulları qeyri-mümkün olur". "On il əvvəl bu suallar haqqında düşünmək mənasız olardı, çünki onlara cavab vermək üçün texnologiyamız yox idi."

Belə geniş məlumatlarla riyaziyyatçıların indi qarşılaşdıqları problem biofilmlərin davranışını onların bir çox xüsusiyyətlərinin minimal dəsti baxımından necə təsvir edəcəyini tapmaqdır. Və beləliklə, təşkilatçı guru Marie Kondonu qürurlandıracaq yüksək effektivlik ilə onlar edə biləcəkləri bütün ölçmələri sıralayır, daha sonra minimum sayını müəyyən edənə qədər sistemi aydınlaşdırmayanları kəsirlər. bakteriyaların davranışını izah edə bilən xüsusiyyətlər. Onların nəticələri göstərir ki, bakteriyalar arasında cəlbedici qüvvələr və onların çoxaldıqları zaman yaşadıqları məkan məhdudiyyətləri biofilmin inkişafının formalaşmasında vacibdir.

Dunkel qrupu ümid edir ki, onların işi xəstəxanadan əldə edilən bakterial infeksiyaları məhdudlaşdırmağa kömək edəcək. Kardiostimulyator və ya kateter kimi tibbi cihazlar, bu cihazlar çirkli əlcəklər və ya su ilə təmasda olarsa, bu bakteriya toplanması üçün ev ola bilər. Oradan infeksiyalar yayıla və digər problemlər arasında qan, sidik, dəri və ağciyər infeksiyalarına səbəb ola bilər. Biofilmlərin mərkəzlərindəki bakteriyalar antibiotiklərdən qorunduğu üçün bu infeksiyaları müalicə etmək çox çətin ola bilər. Dunkel laboratoriyasının modelləri göstərir ki, tibbi cihazın sadəcə formasının dəyişdirilməsi onun biofilmin əmələ gəlməsini dəstəkləmə ehtimalını azalda bilər və ya onun saxladığı biofilmləri antibiotik müalicəsinə daha həssas edə bilər.

MIT-də Dunkel ilə işləyən tətbiqi riyaziyyat müəllimi Phillip Pearce, mayenin onların üzərində hərəkət etdiyi zaman biofilmlərin necə inkişaf etdiyinə yönəlmiş qrupun tədqiqatının bir sahəsinə rəhbərlik edir: qan və sidik kimi mayelərin olduğu tibbi cihazlarda biofilmləri başa düşmək üçün mərkəzi bir vəziyyət. tez-tez axır. O, özünün və Dunkel qrupunun qalan hissəsinin biofilm xüsusiyyətlərinin siyahısı və bu müşahidə olunan xüsusiyyətləri izah etmək üçün zəruri olan fiziki prosesləri müəyyən edən törəmə modelləri ilə necə başladığını izah etdi.

Bakteriyalar bölündükdə, yeni bakteriyaların getmək üçün bir yerə ehtiyacı var. Bu, bakteriya biofilmlərin ortasında olduqları üçün yerində lövbər saldıqda onlar üçün problem yaradır. Bu bakteriyalar həmişə üfüqi şəkildə yayıla bilmədiyi üçün məkan məhdudiyyətləri onları dayanmağa məcbur edir və biofilmin şaquli böyüməsinə səbəb olur. Bu, daxili bakteriyaların piket hasarındakı lamellər kimi yuxarıya yapışdığı çox mütəşəkkil bir quruluşla nəticələnir. Dunkel qrupu öz modellərində biofilm xüsusiyyətlərinin bir çox kombinasiyasını araşdırdıqdan sonra anladı ki, bakteriyaların böyüməsi zamanı bir-birlərinə tətbiq etdikləri qüvvələrin bu piket hasarının tənzimlənməsində böyük rolu var. Biofilmin ön hissəsindəki bakteriyalar da biofilmin nizamlı təşkilini gücləndirərək şaquli oriyentasiyaya məcbur edilir.

Mürəkkəb formaları daxil etmək üçün tibbi cihazları yenidən dizayn etməklə, tədqiqatçılar onları koloniyalaşdıran hər hansı bakteriyaların belə müntəzəm tənzimləmələr göstərmək qabiliyyətini məhdudlaşdıra bilər. Bu, biofilmləri antibiotik müalicəsinə daha həssas edə bilər və ya ilk növbədə onların əmələ gəlməsinin qarşısını ala bilər.

Phillip Pearce, biofilmlərdəki bakteriyaların bir-biri ilə və onların mühitləri ilə fiziki olaraq necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu anlamaq üçün Dunkel ilə birlikdə işləyən MIT riyaziyyat şöbəsinin təlimatçısıdır.

Dunkel qrupunun bəzi üzvləri biofilmin əmələ gəlməsinin qarşısını almağa çalışarkən, aspirant Boya Sonq biofilmlərin faydalı ola biləcəyi vəziyyətləri araşdırır. Bu strukturları bir yerdə saxlayan şeylərin bir hissəsi bakteriyaların ifraz etdiyi zülalların, şəkərlərin və yağların yapışqan matrisidir. Dunkel qrupu hesab edir ki, əgər biofilmlərin formasını manipulyasiya edə bilsələr, bu matrisin formasını da manipulyasiya edə bilərlər.

"Biofilmlər hüceyrələrin istehsal etdiyi qəfəs formalarına əsaslanan yeni biomateriallar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər" deyir Song. Bu materiallar qayıqların gövdələri və ya suya batmış metallar üçün qoruyucu örtüklər yarada bilər. Bəzi bakteriyalar mineralları yatırır və bunlar sümüyü bərpa etmək və ya hətta çatlamış sementi düzəltmək üçün proqramlaşdırıla bilər.

Dunkel bu ehtimala görə həyəcanlanır. "Bəlkə biofilmin əmələ gəlməsini başa düşsək, onları proqramlaşdıra bilərik!" o deyir.

Biofilmləri necə proqramlaşdırmağı başa düşmək, bakteriyaları bir yerdə saxlamaq üçün qarmaqlar kimi fəaliyyət göstərən “yapışqanlar” adlanan səth zülallarını başa düşməyi əhatə edir. Dunkel qrupunun modelləri göstərir ki, bakteriyalar demək olar ki, stasionar mayedə olduqda, bu səth zülallarının əmələ gətirdiyi yapışdırıcı qüvvələr əsasən biofilmin ölçüsünü və içindəki hüceyrələrin düzülməsini diktə edir.

Dunkel qrupunun başqa bir aspirantı olan Rachel Mok, müxtəlif konsentrasiyalarda bir dərmana cavab olaraq müxtəlif səviyyələrdə adezini ifadə edən bakteriyalara tətbiq edərək, sınaq sürüşü üçün yapışma modelini götürdü. Mok, modelini bakteriyalar arasında cəlbedici qüvvənin bu eksperimental manipulyasiyasını hesablamaq üçün sazladı və o, bakteriyaların necə davranacağını təxmin edə bildiyini tapdı.

"Qida maddələrinin mövcudluğu kimi bir çox bioloji xüsusiyyətləri laqeyd etsək də, erkən mərhələdə biofilmlərdə gördüyümüz dinamikanı hələ də tuta bilməyimiz olduqca inanılmazdır" dedi.

Adezin səviyyələrini dəyişdirməklə yanaşı, Dunkel qrupunun Stanford Universitetindəki Riedel-Kruse laboratoriyasında adezinlərin necə işlədiyini dəyişə bilən əməkdaşları var. Tipik yapışan zülallar ya digər zülalları tuta bilər, ya da onları tuta bilər. Bakteriyalara genetik olaraq dəyişdirilmiş adezinlər verməklə, onlar bu iki funksiyanı ayıra bilmişlər, nəticədə yalnız başqalarını tuta bilən bir bakteriya qrupu və yalnız tutula bilən bir bakteriya meydana gəlmişdir. Bu iki qrupu müxtəlif nisbətlərdə qarışdıraraq, yaranan biofilmlərin formasını manipulyasiya edə bilərlər.

Song biofilmin formasına daha çox nəzarət etmək üçün Dunkel qrupunun adhesinlərlə bağlı biliklərini əməkdaşlarının tapıntıları ilə birləşdirməyi planlaşdırır. Bəlkə də bir gün onların birlikdə yaratdıqları texnologiya onlara seçdikləri istənilən formada materialları “çap etmək” üçün bakteriyalardan istifadə etməyə imkan verə bilər. Matriks zədələnərsə, biofilmin içindəki bakteriyalar əlavə material ifraz edə bildiyi üçün bu, proqramlaşdırıla bilən, canlı və özünü sağaldan tikinti materialı ilə nəticələnəcək. Mahnının hazırladığı modellər materialşünaslığın simasını dəyişdirmək potensialına malik bu iddialı layihənin ilk addımıdır.

Yüksək dəqiqlikli mikroskopiyadan bakterial genetikaya və riyazi modelləşdirməyə qədər biofilmlərin müəyyənləşdirilməsi mahiyyət etibarilə fənlərarası problemdir. Dunkel qrupu biofilmin inkişafını müəyyən edən əsas xüsusiyyətləri müəyyən edib və onların modelləri bu strukturların istər gəminin gövdəsində, istərsə də laboratoriyada necə inkişaf edəcəyini proqnozlaşdırır. Ağıllarını birləşdirərək, onlar və əməkdaşları biofilmlərə yaxınlaşma qaydalarını yenidən yazırlar, istər onların böyüməsinin qarşısını almaq, istərsə də ondan istifadə etmək.

Dunkel qrupunun magistr tələbələri Boya Sonq (solda) və Rachel Mok (sağda) biofilmin inkişafı üçün hansı xüsusiyyətlərin ən vacib olduğunu müəyyənləşdirirlər. Bu biliklərlə onlar biofilmlərdən konstruktiv məqsədlər üçün istifadə etməklə yanaşı, onların insan sağlamlığına təsirinin qarşısını almağa ümid edirlər.


Bəzi bakteriyalar Sporlar adlanan əlverişsiz ətraf mühit şəraitində yüksək davamlı istirahət mərhələsini meydana gətirmək qabiliyyətinə malikdir.

Bakterial sporlar bakteriya hüceyrəsinin daxilində əmələ gəlir, onlara endosporlar deyilir.

Sporulyasiya bakterial hüceyrənin əlverişsiz şəraitdə spor əmələ gətirdiyi prosesdir.

Protoplazmanın bir hissəsindən əmələ gələn spora hüceyrənin bir ucuna yaxın olan forespora, hüceyrənin qalan hissəsinə isə sporangium deyilir.

Sporların forması və mövqeyi -

»Formalar – Oval və ya Sferik

  1. Qabarmayan sporlar – mərkəzi/alt terminal/terminal
  2. Qabarıq sporlar – mərkəzi/alt-terminal/terminal

Bakterial sporlar adi qaynamağa, dezinfeksiyaedici maddələrə və döyülməyə yüksək davamlıdır.

Cücərmə uyğun şəraitdə bakteriya sporlarının vegetativ hüceyrəyə çevrilməsi prosesidir.


İçindəkilər

"Biologiya" qədim yunanca "həyat" mənasını verən βίος romanlaşdırılmış bios və "öyrənmə budağı" və ya "danışmaq" mənasını verən -λογία romanlaşdırılmış logía (-logiya) sözlərindən yaranmışdır. [11] [12] Bunlar birləşərək yunanca βιολογία biologiya mənasını verən biología sözünü düzəldir. Buna baxmayaraq, bütövlükdə βιολογία termini Qədim Yunan dilində mövcud deyildi. Onu ilk götürən ingilis və fransız idi (biologiya). Tarixən ingilis dilində "biologiya" üçün başqa bir termin var idi, həyat hekayəsi bu gün nadir hallarda istifadə olunur.

Termin latın dilli forması ilk dəfə 1736-cı ildə isveçli alim Karl Linnaeus (Carl von Linné) tərəfindən istifadə edildikdə ortaya çıxdı. biologiya onun içində Bibliotheca Botanica. adlı əsərində 1766-cı ildə yenidən istifadə edilmişdir Philosophiae naturalis sive physicae: tomus III, kontinens geoloqu, bioloq, fitoloq generalis, Kristian Volfun şagirdi Maykl Kristof Hanov tərəfindən. İlk Alman istifadəsi, Biologiya, Linneyin əsərinin 1771-ci ildə tərcüməsində idi. 1797-ci ildə Teodor Georg Avqust Ruz bir kitabın ön sözündə bu termindən istifadə etdi: Grundzüge der Lehre van der Lebenskraft. Karl Fridrix Burdax 1800-cü ildə bu termini insanların morfoloji, fizioloji və psixoloji baxımdan öyrənilməsi üçün daha məhdud mənada istifadə etmişdir.Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst). Termin müasir istifadəsinə altı cildlik traktatla daxil oldu Biologiya, oder Philosophie der lebenden Natur (1802-22) Gottfried Reinhold Treviranus tərəfindən elan edildi: [13]

Tədqiqatımızın obyektləri həyatın müxtəlif forma və təzahürləri, bu hadisələrin baş verdiyi şərait və qanunlar, onlara təsir göstərmə səbəbləri olacaqdır. Bu obyektlərə aid olan elmi biologiya [Biologiya] və ya həyat doktrinası [Lebenslehre] adı ilə göstərəcəyik.

Elmin ən qədim kökləri, o cümlədən tibb, təxminən eramızdan əvvəl 3000-1200-cü illərdə Qədim Misir və Mesopotamiyaya aid edilə bilər. [14] [15] Onların töhfələri sonradan klassik antik Yunan təbiət fəlsəfəsinə daxil olmuş və formalaşmışdır. [14] [15] [16] [17] Aristotel (e.ə. 384-322) kimi qədim yunan filosofları bioloji biliklərin inkişafına böyük töhfə vermişlər. kimi əsərləri Heyvanların tarixi xüsusilə əhəmiyyətli idi, çünki onlar onun naturalist meyllərini, daha sonra bioloji səbəbiyyət və həyatın müxtəlifliyinə diqqət yetirən daha çox empirik əsərlər açdılar. Aristotelin liseydəki varisi Teofrast botanikaya dair bir sıra kitablar yazdı ki, bunlar antik dövrün bitki elmlərinə, hətta orta əsrlərə qədər ən mühüm töhfəsi kimi gəlib çatmışdır. [18]

Orta əsr İslam dünyasının biologiyadan əsər yazan alimləri arasında əl-Cahiz (781-869), botanika üzrə yazan Əl-Dinavari (828-896), [19] və anatomiya və fiziologiyadan yazan Rhazes (865-925) var idi. .Tibb xüsusilə yunan filosof ənənələrində çalışan İslam alimləri tərəfindən yaxşı öyrənilmişdi, təbiət tarixi isə Aristotel düşüncəsindən, xüsusən də həyatın sabit iyerarxiyasını dəstəkləməkdə çox istifadə edirdi.

Anton van Leeuwenhoek-in mikroskopun dramatik təkmilləşməsi ilə biologiya sürətlə inkişaf etməyə və böyüməyə başladı. Məhz o zaman alimlər spermatozoidləri, bakteriyaları, infuzoriyaları və mikroskopik həyatın müxtəlifliyini kəşf etdilər. Jan Svammerdam tərəfindən aparılan araşdırmalar entomologiyaya yeni marağa səbəb oldu və mikroskopik parçalanma və rəngləmənin əsas üsullarını inkişaf etdirməyə kömək etdi. [20]

Mikroskopiyadakı irəliləyişlər də bioloji təfəkkürə böyük təsir göstərmişdir. 19-cu əsrin əvvəllərində bir sıra bioloqlar hüceyrənin mərkəzi əhəmiyyətini qeyd etdilər. Sonra, 1838-ci ildə Schleiden və Schwann (1) orqanizmlərin əsas vahidinin hüceyrə olduğu və (2) ayrı-ayrı hüceyrələrin həyatın bütün xüsusiyyətlərinə malik olması ilə bağlı indi universal fikirləri təbliğ etməyə başladılar, baxmayaraq ki, onlar (3) bütün hüceyrələr digər hüceyrələrin bölünməsi nəticəsində əmələ gəlir. Robert Remak və Rudolf Virchow-un işi sayəsində 1860-cı illərə qədər əksər bioloqlar hüceyrə nəzəriyyəsi kimi tanınan şeyin hər üç prinsipini qəbul etdilər. [21] [22]

Bu arada taksonomiya və təsnifat təbiət tarixçilərinin diqqət mərkəzində oldu. Carl Linnaeus 1735-ci ildə təbiət dünyası üçün əsas taksonomiya nəşr etdi (variasiyaları o vaxtdan bəri istifadə olunur) və 1750-ci illərdə bütün növləri üçün elmi adlar təqdim etdi. [23] Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon növlərə süni kateqoriyalar, canlı formalara isə çevik olaraq yanaşır, hətta ümumi nəsil ehtimalını irəli sürdü. O, təkamülə qarşı olsa da, Buffon təkamülçü düşüncə tarixində əsas şəxsiyyətdir, onun işi həm Lamarkın, həm də Darvinin təkamül nəzəriyyələrinə təsir etmişdir. [24]

Ciddi təkamülçü təfəkkür, ardıcıl təkamül nəzəriyyəsini ilk təqdim edən Jan-Batist Lamarkın əsərlərindən yaranmışdır. [26] O, təkamülün heyvanların xassələrinə ekoloji stressin nəticəsi olduğunu irəli sürdü, yəni orqan nə qədər tez-tez və ciddi şəkildə istifadə edilsə, o, daha mürəkkəb və səmərəli olacaq, beləliklə də heyvanı ətraf mühitə uyğunlaşdıracaq. Lamark hesab edirdi ki, qazanılmış bu əlamətlər daha sonra heyvanın nəslinə keçə bilər və o, onları daha da inkişaf etdirəcək və təkmilləşdirəcək. [27] Bununla belə, Humboldtun biocoğrafi yanaşmasını, Lyellin vahid geologiyasını, Maltusun əhali artımı ilə bağlı yazılarını və özünün morfoloji təcrübəsini və geniş təbii müşahidələrini birləşdirərək daha uğurlu təkamül nəzəriyyəsini yaradan ingilis təbiətşünası Çarlz Darvin olmuşdur. təbii seçmə ilə bağlı oxşar mülahizə və dəlillər Alfred Russel Wallace-i müstəqil olaraq eyni nəticələrə gəlməyə məcbur etdi. [28] [29] Darvinin təbii seçmə yolu ilə təkamül nəzəriyyəsi elmi ictimaiyyət arasında sürətlə yayıldı və tezliklə sürətlə inkişaf edən biologiya elminin mərkəzi aksiomuna çevrildi.

Müasir genetikanın əsası öz məqaləsini təqdim edən Qreqor Mendelin işi ilə başladı.Versuche über Pflanzenhybriden"("Bitkilərin hibridləşməsi üzrə eksperimentlər"), 1865-ci ildə [30] bioloji irsiyyət prinsiplərini əks etdirən, müasir genetika üçün əsas kimi xidmət edən [31]. Lakin onun işinin əhəmiyyəti 20-ci əsrin əvvəllərinə qədər həyata keçirilmədi. Müasir sintez Darvinin təkamülünü klassik genetika ilə uzlaşdırdığı üçün təkamül vahid nəzəriyyəyə çevrildikdə.[32] 1940-cı və 1950-ci illərin əvvəllərində Alfred Hershey və Martha Chase tərəfindən edilən bir sıra təcrübələr DNT-ni xromosomların bir hissəsi kimi göstərdi. 1953-cü ildə James Watson və Francis Crick tərəfindən DNT-nin ikiqat spiral quruluşunun kəşfi ilə birlikdə virus və bakteriya kimi model orqanizmlərin yeni növlərinə diqqət yetirilməsi dövrə keçidi qeyd etdi. 1950-ci illərdən indiyədək biologiya molekulyar sahədə geniş yayılmışdır.Genetik kod Har Qobind Xorana, Robert U.Holley və Marşal Uorren Nirenberq tərəfindən sındırılmışdır. ter DNT-nin kodonları ehtiva etdiyi anlaşıldı. Nəhayət, 1990-cı ildə ümumi insan genomunun xəritələşdirilməsi məqsədi ilə İnsan Genomu Layihəsi başladıldı. Bu layihə mahiyyətcə 2003-cü ildə tamamlandı [33] və əlavə təhlil hələ də nəşr olunur. İnsan Genomu Layihəsi biologiyaya dair toplanmış bilikləri insan orqanizminin və digər orqanizmlərin orqanlarının funksional, molekulyar tərifinə daxil etmək üçün qloballaşan səydə ilk addım idi.

Kimyəvi əsas

Atomlar və molekullar

Bütün canlı orqanizmlər maddədən, bütün maddələr isə elementlərdən ibarətdir. [34] Oksigen, karbon, hidrogen və azot bütün canlı orqanizmlərin 96%-ni təşkil edən dörd elementdir, qalan 3,7%-ni isə kalsium, fosfor, kükürd, natrium, xlor və maqnezium təşkil edir. [34] Müxtəlif elementlər birləşərək həyat üçün əsas olan su kimi birləşmələr əmələ gətirə bilər. [34] Yerdəki həyat sudan başladı və quruya köçənə qədər təxminən üç milyard il orada qaldı. [35] Maddə bərk, maye və ya qaz şəklində müxtəlif vəziyyətlərdə mövcud ola bilər.

Elementin ən kiçik vahidi bir nüvədən və nüvəyə bağlı bir və ya bir neçə elektrondan ibarət olan atomdur. Nüvə bir və ya bir neçə protondan və bir sıra neytronlardan ibarətdir. Ayrı-ayrı atomlar molekullar və ion birləşmələri yaratmaq üçün kimyəvi bağlarla bir yerdə tutula bilər. [34] Kimyəvi bağların ümumi növlərinə ion bağları, kovalent bağlar və hidrogen bağları daxildir. İon rabitəsi əks yüklü ionlar və ya kəskin şəkildə fərqli elektromənfiliyi olan iki atom arasında elektrostatik cazibəni əhatə edir [36] və ion birləşmələrində baş verən əsas qarşılıqlı təsirdir. İonlar elektrostatik yüklü atomlar (və ya atom qrupları)dır. Elektron qazanan atomlar mənfi yüklü ionlar (anion adlanır), elektron itirənlər isə müsbət yüklü ionlar (kation adlanır) əmələ gətirir.

İon bağlarından fərqli olaraq, kovalent rabitə atomlar arasında elektron cütlərinin paylaşılmasını nəzərdə tutur. Bu elektron cütləri və atomlar arasındakı cazibə və itələyici qüvvələrin sabit tarazlığı, elektronları paylaşdıqda, kovalent bağ kimi tanınır. [37]

Hidrogen bağı ilk növbədə oksigen kimi daha elektronmənfi atoma və ya qrupa kovalent şəkildə bağlı olan hidrogen atomu arasında elektrostatik cazibə qüvvəsidir. Su molekulları arasında hidrogen bağının geniş yayılmış nümunəsi var. Diskret su molekulunda iki hidrogen atomu və bir oksigen atomu var. İki molekul su onların arasında hidrogen bağı yarada bilər. Daha çox molekul olduqda, maye suda olduğu kimi, daha çox bağ mümkündür, çünki bir su molekulunun oksigenində iki tək elektron cütü var və hər biri başqa bir su molekulunda bir hidrogen ilə hidrogen bağı yarada bilər.

Üzvi birləşmələr

Su istisna olmaqla, hər bir canlı orqanizmi təşkil edən demək olar ki, bütün molekullarda karbon var. [38] [39] Karbon güclü və sabit olan bir-birinə bağlı karbon-karbon bağlarının çox uzun zəncirlərini yarada bilər. Üzvi molekulun ən sadə forması karbon atomları zəncirinə bağlanmış hidrogen atomlarından ibarət üzvi birləşmələrin böyük ailəsi olan karbohidrogendir. Karbohidrogen onurğasını başqa atomlar əvəz edə bilər. Oksigen, hidrogen, fosfor və kükürd kimi digər elementlərlə birləşdirildikdə, karbon şəkərlər, yağlar, amin turşuları və nukleotidlər kimi mühüm bioloji birləşmələrin bir çox qruplarını meydana gətirə bilər.

Makromolekullar

Şəkər, amin turşuları və nukleotidlər kimi molekullar kondensasiya adlanan kimyəvi proses vasitəsilə polimerlər adlanan zəncirəbənzər molekullar yaratmaq üçün monomerlər adlanan tək təkrarlanan vahidlər kimi çıxış edə bilər. [40] Məsələn, amin turşuları polipeptidlər, nukleotidlər isə dezoksiribonuklein turşusu (DNT) və ya ribonuklein turşusu (RNT) zəncirlərini yarada bilər. Polimerlər bütün canlı orqanizmlərdə olan dörd makromolekuldan (polisaxaridlər, lipidlər, zülallar və nuklein turşuları) üçünü təşkil edir. Hər bir makromolekul hər hansı bir hüceyrə daxilində xüsusi rol oynayır. Bəzi polisaxaridlər, məsələn, hüceyrələri şəkərlə təmin etmək üçün hidroliz oluna bilən saxlama materialı kimi fəaliyyət göstərə bilər. Lipidlər polimerlərdən ibarət olmayan yeganə makromolekul sinfidir və ən bioloji əhəmiyyətli lipidlər yağlar, fosfolipidlər və steroidlərdir. [40] Zülallar fermentlər, nəqliyyat zülalları, böyük siqnal molekulları, antikorlar və struktur zülalları əhatə edən makromolekulların ən müxtəlifidir. Nəhayət, nuklein turşuları irsi məlumatları saxlayır, ötürür və ifadə edir. [40]

Hüceyrələr

Hüceyrə nəzəriyyəsi hüceyrələrin həyatın əsas vahidləri olduğunu, bütün canlıların bir və ya bir neçə hüceyrədən ibarət olduğunu və bütün hüceyrələrin hüceyrə bölünməsi yolu ilə əvvəlcədən mövcud olan hüceyrələrdən əmələ gəldiyini bildirir. [41] Əksər hüceyrələr çox kiçikdir, diametri 1 ilə 100 mikrometr arasında dəyişir və buna görə də yalnız işıq və ya elektron mikroskop altında görünür. [42] Ümumiyyətlə iki növ hüceyrə var: nüvəsi olan eukaryotik hüceyrələr və nüvəsi olmayan prokaryotik hüceyrələr. Prokaryotlar bakteriyalar kimi tək hüceyrəli orqanizmlərdir, eukaryotlar isə təkhüceyrəli və ya çoxhüceyrəli ola bilər. Çoxhüceyrəli orqanizmlərdə orqanizmin hər bir hüceyrəsi son nəticədə mayalanmış yumurtanın tək hüceyrəsindən əmələ gəlir.

Hüceyrə quruluşu

Hər bir hüceyrə sitoplazmasını hüceyrədənkənar boşluqdan ayıran hüceyrə membranı ilə əhatə olunmuşdur. [43] Hüceyrə membranı müxtəlif temperaturlarda axıcılığını qorumaq üçün fosfolipidlər arasında oturan xolesterinlər də daxil olmaqla iki lipid qatından ibarətdir. Hüceyrə membranları yarımkeçiricidir, oksigen, karbon dioksid və su kimi kiçik molekulların keçməsinə imkan verir, eyni zamanda daha böyük molekulların və ionlar kimi yüklü hissəciklərin hərəkətini məhdudlaşdırır. [44] Hüceyrə membranlarında həmçinin membran zülalları, o cümlədən membran daşıyıcısı kimi xidmət edən membran zülalları və hüceyrə membranının xarici tərəfinə sərbəst şəkildə bağlanan və hüceyrəni formalaşdıran fermentlər kimi fəaliyyət göstərən periferik zülallar var. [45] Hüceyrə membranları hüceyrə yapışması, elektrik enerjisinin saxlanması və hüceyrə siqnalı kimi müxtəlif hüceyrə proseslərində iştirak edir və hüceyrə divarı, qlikokaliks və sitoskeleton kimi bir neçə hüceyrədənkənar strukturlar üçün əlavə səth kimi xidmət edir.

Bir hüceyrənin sitoplazmasında zülallar və nuklein turşuları kimi çoxlu biomolekullar var. [46] Biomolekullara əlavə olaraq, eukaryotik hüceyrələr öz lipid ikiqatlı və ya məkan vahidləri olan orqanellər adlanan xüsusi strukturlara malikdirlər. Bu orqanoidlərə hüceyrənin genetik məlumatını ehtiva edən hüceyrə nüvəsi və ya hüceyrə proseslərini gücləndirmək üçün adenozin trifosfat (ATP) yaradan mitoxondriya daxildir. Zülalların sintezində və qablaşdırılmasında müvafiq olaraq endoplazmatik retikulum və Golgi aparatı kimi digər orqanoidlər rol oynayır. Zülallar kimi biomolekullar başqa bir xüsusi orqanoid olan lizosomlar tərəfindən udula bilər. Bitki hüceyrələrində onları hüceyrə divarı, xloroplastlar və vakuol kimi heyvan hüceyrələrindən fərqləndirən əlavə orqanoidlər var.

Metabolizm

Bütün hüceyrələr hüceyrə proseslərini davam etdirmək üçün enerji tələb edir. Enerji, termodinamikada Gibbsin sərbəst enerjisindən istifadə etməklə hesablana bilən iş görmək qabiliyyətidir. Termodinamikanın birinci qanununa görə, enerji qorunur, yəni yaradıla və ya məhv edilə bilməz. Beləliklə, hüceyrədəki kimyəvi reaksiyalar yeni enerji yaratmır, əksinə enerjinin çevrilməsində və ötürülməsində iştirak edir. [47] Buna baxmayaraq, bütün enerji köçürmələri istifadə edilə bilən enerjinin müəyyən qədər itkisinə gətirib çıxarır ki, bu da termodinamikanın ikinci qanununda ifadə edildiyi kimi entropiyanı (və ya nizamsızlıq vəziyyətini) artırır. Nəticədə, hüceyrələr kimi canlı orqanizmlər aşağı entropiya vəziyyətini saxlamaq üçün davamlı enerji girişini tələb edir. Hüceyrələrdə enerji redoks (reduksiya-oksidləşmə) reaksiyaları zamanı elektron kimi ötürülə, kovalent bağlarda saxlanıla və ionların (məsələn, hidrogen, natrium, kalium) membran boyunca hərəkəti ilə əmələ gələ bilər.

Metabolizm orqanizmlərdə həyatı təmin edən kimyəvi reaksiyaların məcmusudur. Maddələr mübadiləsinin üç əsas məqsədi bunlardır: hüceyrə prosesləri üçün qidanın enerjiyə çevrilməsi, qidanın/yanacağın zülallar, lipidlər, nuklein turşuları və bəzi karbohidratlar üçün tikinti bloklarına çevrilməsi və metabolik tullantıların xaric edilməsi. Bu ferment katalizli reaksiyalar orqanizmlərin böyüməsinə və çoxalmasına, strukturlarını saxlamasına və ətraf mühitə cavab verməyə imkan verir. Metabolik reaksiyalar katabolik - birləşmələrin parçalanması (məsələn, hüceyrə tənəffüsü ilə qlükozanın piruvata parçalanması) və ya anabolik - birləşmələrin (zülallar, karbohidratlar, lipidlər və nuklein kimi) qurulması (sintezi) kimi təsnif edilə bilər. turşular). Adətən katabolizm enerji buraxır, anabolizm isə enerji sərf edir.

Maddələr mübadiləsinin kimyəvi reaksiyaları metabolik yollara təşkil edilir, burada bir kimyəvi bir sıra addımlar vasitəsilə başqa bir kimyəvi maddəyə çevrilir, hər bir mərhələ xüsusi bir ferment tərəfindən asanlaşdırılır. Fermentlər maddələr mübadiləsi üçün çox vacibdir, çünki onlar orqanizmlərə enerji buraxan kortəbii reaksiyalara qoşularaq öz-özünə baş verməyəcək enerji tələb edən arzuolunan reaksiyaları həyata keçirməyə imkan verir. Fermentlər katalizator kimi fəaliyyət göstərirlər - onlar reaksiyaya girən maddələri məhsula çevirmək üçün lazım olan aktivləşdirmə enerjisinin miqdarını azaldaraq reaksiyanın istehlak edilmədən daha sürətlə getməsinə imkan verir. Fermentlər həmçinin metabolik reaksiyanın sürətini tənzimləməyə imkan verir, məsələn, hüceyrə mühitindəki dəyişikliklərə və ya digər hüceyrələrdən gələn siqnallara cavab olaraq.

Hüceyrə tənəffüsü

Hüceyrə tənəffüsü, qida maddələrindən kimyəvi enerjini adenozin trifosfata (ATP) çevirmək və sonra tullantı məhsulları buraxmaq üçün orqanizmlərin hüceyrələrində baş verən metabolik reaksiyalar və proseslərin məcmusudur. [48] ​​Nəfəs almada iştirak edən reaksiyalar katabolik reaksiyalardır ki, böyük molekulları daha kiçik molekullara parçalayır, enerjini sərbəst buraxır, çünki zəif yüksək enerjili bağlar, xüsusən də molekulyar oksigendə [49] məhsullarda daha güclü bağlarla əvəz olunur. Tənəffüs, hüceyrə fəaliyyətini artırmaq üçün bir hüceyrənin kimyəvi enerji buraxmasının əsas yollarından biridir. Ümumi reaksiya bir sıra biokimyəvi addımlarda baş verir, bəziləri redoks reaksiyalarıdır. Hüceyrə tənəffüsü texniki cəhətdən yanma reaksiyası olsa da, bir sıra reaksiyalardan enerjinin yavaş, idarə olunan sərbəst buraxılması səbəbindən canlı hüceyrədə baş verən zaman bu reaksiyaya bənzəmir.

Qlükoza şəklində olan şəkər heyvan və bitki hüceyrələrinin tənəffüsdə istifadə etdiyi əsas qidadır. Oksigenin iştirak etdiyi hüceyrə tənəffüsü dörd mərhələdən ibarət olan aerob tənəffüs adlanır: qlikoliz, limon turşusu dövrü (və ya Krebs dövrü), elektron daşıma zənciri və oksidləşdirici fosforlaşma. [50] Qlikoliz sitoplazmada baş verən metabolik prosesdir və qlükozanın iki piruvata çevrilməsi və eyni zamanda iki xalis ATP molekulu istehsal olunur. [50] Hər bir piruvat daha sonra piruvat dehidrogenaz kompleksi tərəfindən asetil-KoA-ya oksidləşir ki, bu da NADH və karbon dioksidi əmələ gətirir. Asetil-Koa, mitoxondrial matrisin içərisində yer alan limon turşusu dövrünə daxil olur. Dövrün sonunda 1 qlükozadan (və ya 2 piruvatdan) ümumi məhsul 6 NADH, 2 FADH təşkil edir.2, və 2 ATP molekulu. Nəhayət, növbəti mərhələ eukaryotlarda mitoxondrial kristallarda baş verən oksidləşdirici fosforlaşmadır. Oksidləşdirici fosforlaşma, elektronları bir kompleksdən digərinə ötürən və bununla da NADH və FADH-dən enerji buraxan dörd zülal kompleksindən ibarət elektron daşıma zəncirindən ibarətdir.2 bu, protonların (hidrogen ionlarının) daxili mitoxondrial membrandan (xemiosmoz) keçməsi ilə birləşir, bu da proton hərəkətverici qüvvə yaradır. [50] Proton hərəkətverici qüvvəsinin enerjisi ATP sintaza fermentini ADP-ləri fosforlaşdıraraq daha çox ATP sintez etmək üçün hərəkətə gətirir. Elektronların ötürülməsi molekulyar oksigenin son elektron qəbuledicisi olması ilə başa çatır.

Əgər oksigen olmasaydı, piruvat hüceyrə tənəffüsü ilə metabolizə olunmaz, fermentasiya prosesindən keçir. Piruvat mitoxondriyə daşınmır, lakin sitoplazmada qalır və burada hüceyrədən çıxarıla bilən tullantı məhsullarına çevrilir. Bu, elektron daşıyıcılarının oksidləşməsinə xidmət edir ki, onlar yenidən qlikoliz edə bilsinlər və artıq piruvatı çıxarsınlar. Fermentasiya NADH-ni NAD+-a oksidləşdirir, beləliklə onu qlikolizdə yenidən istifadə etmək olar. Oksigen olmadıqda fermentasiya sitoplazmada NADH yığılmasının qarşısını alır və qlikoliz üçün NAD+ təmin edir. Bu tullantı məhsul orqanizmdən asılı olaraq dəyişir. Skelet əzələlərində tullantı məhsulu laktik turşudur. Bu fermentasiya növü laktik turşu fermentasiyası adlanır. Güclü məşqdə, enerji tələbləri enerji təchizatını aşdıqda, tənəffüs zənciri NADH ilə birləşən bütün hidrogen atomlarını emal edə bilməz. Anaerob qlikoliz zamanı hidrogen cütləri piruvatla birləşərək laktat əmələ gətirdikdə NAD+ bərpa olunur. Laktatın əmələ gəlməsi geri dönən reaksiyada laktat dehidrogenaz tərəfindən kataliz edilir. Laktat qaraciyər qlikogeninin dolayı xəbərçisi kimi də istifadə edilə bilər. Bərpa zamanı, oksigen mövcud olduqda, NAD + ATP yaratmaq üçün laktatdan hidrogenə bağlanır. Mayada tullantı məhsullar etanol və karbon qazıdır. Bu fermentasiya növü spirt və ya etanol fermentasiyası kimi tanınır. Bu prosesdə əmələ gələn ATP, oksigen tələb etməyən substrat səviyyəsində fosforlaşma ilə hazırlanır.

Fotosintez

Fotosintez bitkilər və digər orqanizmlər tərəfindən işıq enerjisini kimyəvi enerjiyə çevirmək üçün istifadə edilən bir prosesdir və sonra hüceyrə tənəffüsü vasitəsilə orqanizmin metabolik fəaliyyətlərini təmin etmək üçün buraxıla bilər. Bu kimyəvi enerji karbon dioksid və sudan sintez edilən şəkər kimi karbohidrat molekullarında saxlanılır. [51] [52] [53] Əksər hallarda oksigen də tullantı məhsulu kimi buraxılır. Əksər bitkilər, yosunlar və siyanobakteriyalar fotosintez həyata keçirir, bu da Yer atmosferinin oksigen tərkibinin istehsalına və saxlanmasına böyük dərəcədə cavabdehdir və Yerdəki həyat üçün lazım olan enerjinin böyük hissəsini təmin edir. [54]

Fotosintez dörd mərhələdən ibarətdir: işığın udulması, elektron nəqli, ATP sintezi və karbonun fiksasiyası. [50] İşığın udulması fotosintezin ilkin mərhələsidir ki, işıq enerjisi tilakoid membranlardakı zülallara bağlanmış xlorofil piqmentləri tərəfindən udulur. Udulmuş işıq enerjisi elektronları donordan (sudan) Q kimi təyin olunmuş quinona, ilkin elektron qəbuledicisinə çıxarmaq üçün istifadə olunur. İkinci mərhələdə elektronlar bir sıra elektron daşıyıcıları vasitəsilə xinonun ilkin elektron qəbuledicisindən keçərək, bir elektron daşıyıcısına çatana qədər hərəkət edir. son elektron qəbuledicisi, adətən NADP+-nın oksidləşmiş forması olan, NADPH-ə reduksiya olunur, bu proses fotosistem I (PSI) adlı zülal kompleksində baş verir.Elektronların daşınması protonların (və ya hidrogenin) stromadan tilakoid membrana hərəkəti ilə əlaqələndirilir ki, bu da membran boyunca pH gradientini əmələ gətirir, çünki hidrogen stroma ilə müqayisədə lümendə daha çox cəmləşir. Bu, aerob tənəffüsdə daxili mitoxondrial membranda əmələ gələn proton-hərəkətçi qüvvəyə bənzəyir. [50]

Fotosintezin üçüncü mərhələsində protonların konsentrasiya qradiyenti ilə tilakoid lümenindən stromaya ATP sintaza vasitəsilə hərəkəti eyni ATP sintazası ilə ATP sintezi ilə əlaqələndirilir. [50] Müvafiq olaraq ikinci və üçüncü mərhələlərdə işığa bağlı reaksiyalar nəticəsində yaranan NADPH və ATP-lər atmosferdəki karbon qazını ribuloza bisfosfat kimi mövcud üzvi karbon birləşmələrinə fiksasiya edərək qlükoza sintezini sürətləndirmək üçün enerji və elektronları təmin edir. RuBP) Kalvin dövrü adlanan işıqdan asılı olmayan (və ya qaranlıq) reaksiyalar ardıcıllığında. [55]

Hüceyrə siqnalı

Hüceyrə rabitəsi (və ya siqnal) hüceyrələrin ətraf mühitlə və özü ilə siqnalları qəbul etmək, emal etmək və ötürmək qabiliyyətidir. [56] [57] Siqnallar işıq, elektrik impulsları və istilik kimi qeyri-kimyəvi ola bilər və ya reseptorlarla qarşılıqlı əlaqədə olan kimyəvi siqnallar (və ya liqandlar) başqa bir hüceyrənin hüceyrə membranında gömülü şəkildə tapıla bilər və ya içəridə dərin yerləşə bilər. hüceyrə. [58] [57] Ümumilikdə dörd növ kimyəvi siqnal var: avtokrin, parakrin, juxtakrin və hormonlar. [58] Avtokrin siqnalda liqand onu buraxan eyni hüceyrəyə təsir edir. Məsələn, şiş hüceyrələri nəzarətsiz şəkildə çoxalda bilər, çünki onlar öz bölünmələrini başlatan siqnallar buraxırlar. Parakrin siqnalda liqand yaxınlıqdakı hüceyrələrə yayılır və onlara təsir göstərir. Məsələn, neyronlar adlanan beyin hüceyrələri başqa bir neyron və ya əzələ hüceyrəsi kimi qonşu hüceyrədəki reseptorla bağlanmaq üçün sinaptik yarıq boyunca yayılan neyrotransmitterlər adlanan ligandları buraxır. Juxtacrine siqnalizasiyada siqnal verən və cavab verən hüceyrələr arasında birbaşa əlaqə var. Nəhayət, hormonlar hədəf hüceyrələrinə çatmaq üçün heyvanların qan dövranı sistemlərindən və ya bitkilərin damar sistemlərindən keçən ligandlardır. Bir liqand bir reseptorla bağlandıqdan sonra, reseptorun növündən asılı olaraq başqa bir hüceyrənin davranışına təsir göstərə bilər. Məsələn, bir inotrop reseptorla bağlanan nörotransmitterlər hədəf hüceyrənin həyəcanlılığını dəyişdirə bilər. Reseptorların digər növlərinə protein kinaz reseptorları (məsələn, insulin hormonu üçün reseptor) və G zülalı ilə əlaqəli reseptorlar daxildir. G zülalı ilə əlaqəli reseptorların aktivləşdirilməsi ikinci messencer kaskadlarını başlada bilər. Kimyəvi və ya fiziki siqnalın bir sıra molekulyar hadisələr şəklində hüceyrə vasitəsilə ötürülməsi prosesinə siqnal ötürülməsi deyilir.

Hüceyrə dövrü

Hüceyrə dövrü hüceyrədə baş verən və onun iki qız hüceyrəyə bölünməsinə səbəb olan bir sıra hadisələrdir. Bu hadisələrə onun DNT-sinin və bəzi orqanellələrinin çoxalması və hüceyrə bölünməsi adlanan prosesdə onun sitoplazmasının iki qız hüceyrəyə bölünməsi daxildir. [59] Eukariotlarda (yəni, heyvan, bitki, göbələk və protist hüceyrələr) hüceyrə bölünməsinin iki fərqli növü var: mitoz və meioz. [60] Mitoz, təkrarlanan xromosomların iki yeni nüvəyə ayrıldığı hüceyrə dövrünün bir hissəsidir. Hüceyrə bölünməsi, xromosomların ümumi sayının saxlanıldığı genetik olaraq eyni hüceyrələrə səbəb olur. Ümumiyyətlə, mitozdan (nüvənin bölünməsindən) əvvəl interfazanın S mərhələsi (DNT-nin replikasiyası baş verir) və tez-tez bir hüceyrənin sitoplazmasını, orqanoidlərini və hüceyrə membranını iki yeni hüceyrəyə bölən telofaza və sitokinez izləyir. bu hüceyrə komponentlərinin təxminən bərabər paylarını ehtiva edir. Mitozun müxtəlif mərhələləri birlikdə heyvan hüceyrəsi dövrünün mitotik fazasını - ana hüceyrənin genetik cəhətdən eyni olan iki qız hüceyrəyə bölünməsini müəyyən edir. [61] Hüceyrə dövrü təkhüceyrəli mayalanmış yumurtanın yetkin orqanizmə çevrilməsi, həmçinin tüklərin, dərinin, qan hüceyrələrinin və bəzi daxili orqanların yenilənməsi prosesidir. Hüceyrə bölünməsindən sonra qız hüceyrələrinin hər biri yeni dövrün interfazasına başlayır. Mitozdan fərqli olaraq, meyoz DNT replikasiyasının bir dövrəsindən keçərək iki bölünmə ilə dörd haploid qız hüceyrəsi ilə nəticələnir. [62] Homoloji xromosomlar birinci bölünmədə (meyoz I), bacı xromatidlər isə ikinci bölünmədə (meyoz II) ayrılır. Bu hüceyrə bölünməsi dövrlərinin hər ikisi həyat dövrünün müəyyən bir nöqtəsində cinsi çoxalma prosesində istifadə olunur. Hər ikisinin son eukaryotik ortaq əcdadda olduğuna inanılır.

Prokaryotlar (yəni, arxeya və bakteriyalar) da hüceyrə bölünməsinə (və ya ikili parçalanmaya) məruz qala bilər. Eukariotlarda mitoz və meyoz proseslərindən fərqli olaraq, prokariotlarda ikili parçalanma hüceyrədə mil aparatı əmələ gəlmədən baş verir. İkili parçalanmadan əvvəl bakteriyadakı DNT sıx şəkildə bükülür. Açıldıqdan və dublikat edildikdən sonra, parçalanmağa hazırlaşmaq üçün ölçüsünü artırdığı üçün bakteriyanın ayrı dirəklərinə çəkilir. Yeni hüceyrə divarının böyüməsi bakteriyanı ayırmağa başlayır (FtsZ polimerləşməsi və "Z-halqa" əmələ gəlməsi ilə başlanır) [63] Yeni hüceyrə divarı (septum) tam inkişaf edir, nəticədə bakteriya tam parçalanır. Yeni qız hüceyrələrində möhkəm qıvrılmış DNT çubuqları, ribosomlar və plazmidlər var.

Genetika

Miras

Genetika irsiyyətin elmi tədqiqidir. [64] [65] [66] Mendel irsi, xüsusilə, genlərin və əlamətlərin valideynlərdən nəslə ötürülməsi prosesidir. [31] On doqquzuncu əsrin ortalarında noxud bitkiləri ilə işinə əsaslanaraq Gregor Mendel tərəfindən tərtib edilmişdir. Mendel irsiyyətin bir neçə prinsipini yaratdı. Birincisi odur ki, indi allellər adlanan genetik xüsusiyyətlər diskretdir və alternativ formalara malikdir (məsələn, bənövşəyi ilə ağ və ya hündür və cırtdan), hər biri iki valideyndən birindən miras qalmışdır. Bəzi allellərin dominant, digərlərinin isə resessiv olduğunu bildirən dominantlıq və vahidlik qanununa əsaslanaraq, ən azı bir dominant alleli olan orqanizm həmin dominant allelin fenotipini göstərəcəkdir. [67] Bu qaydanın istisnalarına penetranlıq və ifadəlilik daxildir. [31] Mendel qeyd etmişdir ki, gametlərin əmələ gəlməsi zamanı hər bir gen üçün allellər bir-birindən belə ayrılır ki, hər bir gamet hər gen üçün yalnız bir allel daşıyır ki, bu da onun seqreqasiya qanunu ilə ifadə edilir. Heterozigotik fərdlər eyni tezlikdə iki allel olan gametlər əmələ gətirir. Nəhayət, Mendel müstəqil assortiment qanununu tərtib etdi, bu qanuna görə, müxtəlif əlamətlərə malik genlər gametlərin formalaşması zamanı müstəqil şəkildə ayrıla bilər, yəni genlər əlaqəsizdir. Bu qaydanın istisnasına cinsi əlaqədə olan əlamətlər daxildir. Dominant fenotipi olan orqanizmin əsas genotipini eksperimental olaraq müəyyən etmək üçün test xaçları həyata keçirilə bilər. [68] Test çarpazının nəticələrini proqnozlaşdırmaq üçün Punnet kvadratından istifadə edilə bilər. Genlərin xromosomlarda olduğunu bildirən irsiyyətin xromosom nəzəriyyəsi, Tomas Morqansın meyvə milçəkləri ilə apardığı təcrübələrlə dəstəkləndi və bu böcəklərdə göz rəngi və cinsiyyət arasında cinsi əlaqə qurdu. [69] İnsanlarda və digər məməlilərdə (məsələn, itlər) test çarpaz eksperimentlər aparmaq mümkün və ya praktiki deyil. Bunun əvəzinə, nəsil ağaclarının genetik nümayəndəlikləri olan damazlıqlar [70] əvəzinə müəyyən bir xüsusiyyətin və ya xəstəliyin bir çox nəsillər vasitəsilə mirasını izləmək üçün istifadə olunur. [71]

Dezoksiribonuklein turşusu (DNT) genetik irsi məlumatı daşıyan ikiqat spiral yaratmaq üçün bir-birinin ətrafında qıvrılan iki polinükleotid zəncirindən ibarət molekuldur. İki DNT zəncirinə polinükleotidlər deyilir, çünki onlar nukleotidlər adlanan monomerlərdən ibarətdir. [72] [73] Hər bir nukleotid dörd azotlu əsasdan (sitozin [C], guanin [G], adenin [A] və ya timin [T]), deoksiriboza adlı şəkərdən və fosfat qrupundan ibarətdir. Nukleotidlər bir nükleotidin şəkəri ilə digərinin fosfatı arasında kovalent bağlarla bir zəncirdə bir-birinə bağlanır və nəticədə alternativ şəkər-fosfat onurğası yaranır. Genetik məlumatı kodlayan onurğa sütunu boyunca bu dörd əsasın ardıcıllığıdır. İki polinükleotid zəncirinin əsasları ikiqat zəncirli DNT yaratmaq üçün əsas cütləşmə qaydalarına (A ilə T və C ilə G) uyğun olaraq hidrogen bağları ilə bağlanır. Əsaslar iki qrupa bölünür: pirimidinlər və purinlər. DNT-də pirimidinlər timin və sitozin, purinlər isə adenin və guanindir. DNT-nin iki zənciri bir-birinə əks istiqamətdə hərəkət edir və buna görə də antiparaleldir. İki zəncir ayrıldıqdan sonra DNT təkrarlanır.

Gen, orqanizmin formasına və ya funksiyasına xüsusi yollarla təsir edən DNT bölgəsinə uyğun gələn irsiyyət vahididir. DNT eukariotlarda xətti xromosomlar, prokaryotlarda isə dairəvi xromosomlar şəklində olur. Xromosom DNT və histonlardan ibarət mütəşəkkil bir quruluşdur. Hüceyrədəki xromosomlar dəsti və mitoxondrilərdə, xloroplastlarda və ya digər yerlərdə tapılan hər hansı digər irsi məlumat toplu olaraq hüceyrənin genomu kimi tanınır. Eukariotlarda genomik DNT hüceyrə nüvəsində və ya az miqdarda mitoxondriya və xloroplastlarda lokallaşdırılır. [74] Prokaryotlarda DNT nukleoid adlanan sitoplazmada qeyri-düzgün formalı cismin daxilində saxlanılır. [75] Bir genomdakı genetik məlumat genlər daxilində saxlanılır və bu məlumatın orqanizmdə tam yığılmasına onun genotipi deyilir. [76] Genlər zülalların sintezi üçün hüceyrələrə lazım olan məlumatları kodlayır və bu da öz növbəsində orqanizmin son fenotipinə təsir etməkdə mərkəzi rol oynayır.

Gen ifadəsi

Gen ifadəsi, gen məlumatının funksional gen məhsulunun sintezində istifadə olunduğu prosesdir ki, bu da ona son məhsullar, zülal və ya kodlaşdırmayan RNT istehsal etməyə imkan verir və son nəticə olaraq fenotipə təsir edir. Proses ilk dəfə 1958-ci ildə Frensis Krik tərəfindən tərtib edilmiş molekulyar biologiyanın mərkəzi doqmasında ümumiləşdirilmişdir. [77] [78] [79] Gen ifadəsi genotipin fenotipə, yəni müşahidə edilə bilən əlamətə səbəb olduğu ən fundamental səviyyədir. DNT-də saxlanılan genetik məlumat genotipi təmsil edir, fenotip isə orqanizmin quruluşunu və inkişafına nəzarət edən və ya xüsusi metabolik yolları kataliz edən fermentlər kimi çıxış edən zülalların sintezindən yaranır. DNT-nin böyük bir hissəsi (məsələn, insanlarda >98%) kodlaşdırılmır, yəni bu bölmələr zülal ardıcıllığı üçün nümunə kimi xidmət etmir. Messenger RNT (mRNA) zəncirləri transkripsiya deyilən prosesdə şablon kimi DNT zəncirlərindən istifadə etməklə yaradılır, burada DNT əsasları RNT-nin urasili (U) əvəz etdiyi timin (T) halı istisna olmaqla, müvafiq əsaslarla mübadilə edilir. [80] Genetik kod altında bu mRNT zəncirləri ribosomlarda baş verən tərcümə adlanan prosesdə zülallardakı amin turşularının ardıcıllığını təyin edir. Bu proses bütün canlılar tərəfindən istifadə olunur - eukariotlar (çoxhüceyrəli orqanizmlər daxil olmaqla), prokaryotlar (bakteriyalar və arxeya) və viruslar tərəfindən həyat üçün makromolekulyar mexanizm yaratmaq üçün istifadə olunur. Gen məhsulları çox vaxt zülallardır, lakin transfer RNT (tRNA) və kiçik nüvə RNT (snRNA) kimi qeyri-protein kodlayan genlərdə məhsul funksional kodlaşdırıcı olmayan RNT olur. [81] [82] Gen ifadəsi prosesində bütün mərhələlər, o cümlədən zülalın transkripsiyası, RNT-nin birləşdirilməsi, tərcüməsi və translyasiyadan sonrakı modifikasiyası tənzimlənə bilər. Gen ifadəsinin tənzimlənməsi hüceyrədə mövcud olan müəyyən bir gen məhsulunun (zülal və ya ncRNA) vaxtı, yeri və miqdarı üzərində nəzarəti təmin edir və hüceyrə quruluşuna və funksiyasına böyük təsir göstərə bilər.

Genomlar

Genom orqanizmin bütün genləri də daxil olmaqla DNT-nin tam dəstidir. [83] Genomların ardıcıllığı və təhlili bütün genomların funksiyasını və strukturunu toplamaq və təhlil etmək üçün yüksək ötürücülü DNT ardıcıllığı və bioinformatikadan istifadə etməklə edilə bilər. [84] [85] [86] Bir çox genlər birdən çox zülalı kodlayır, posttranslational modifikasiyalar hüceyrə daxilində zülalların müxtəlifliyini artırır. Hüceyrənin proteomu onun genomu ilə ifadə olunan bütün zülal dəstidir. [87] Prokariotların genomları kiçik, yığcam və müxtəlifdir. Bunun əksinə olaraq, eukaryotların genomları daha böyük və mürəkkəbdir, məsələn, daha çox tənzimləyici ardıcıllığa malikdir və onun genomunun çox hissəsi funksional RNT (rRNA, tRNT və mRNA) və ya tənzimləyici ardıcıllıqlar üçün kodlaşdırılmayan DNT ardıcıllığından ibarətdir. Arabidopsis, meyvə milçəyi, siçanlar, nematodlar və maya kimi müxtəlif model orqanizmlərin genomları ardıcıllıqla tərtib edilmişdir. Bütün insan genomunun ardıcıllığı atalıq testi və məhkəmə ekspertizası üçün istifadə oluna bilən DNT barmaq izi kimi praktik tətbiqlər verdi. Tibbdə bütün insan genomunun ardıcıllığı şişlərə səbəb olan mutasiyaları, eləcə də müəyyən bir genetik pozğunluğa səbəb olan genləri müəyyən etməyə imkan verdi. [87]

Biotexnologiya

Biotexnologiya insanlar üçün məhsullar hazırlamaq üçün hüceyrələrdən və ya canlı orqanizmlərdən istifadədir. [88] Buraya rekombinant DNT kimi alətlər daxildir. Bunlar molekulyar klonlaşdırma kimi genetik rekombinasiyanın laboratoriya üsulları ilə əmələ gələn DNT molekullarıdır və bir çox mənbədən olan genetik materialı bir araya gətirir, əks halda genomda tapılmayan ardıcıllıqlar yaradır. Digər vasitələrə genomik kitabxanaların, DNT mikroarraylarının, ifadə vektorlarının, sintetik genomikanın və CRISPR gen redaktəsinin istifadəsi daxildir. [88] [89] Bu alətlərin çoxunun tibbi cəhətdən faydalı zülalların yaradılması və ya bitki becərilməsi və heyvandarlığın yaxşılaşdırılması kimi geniş tətbiqləri var. [88] Məsələn, insan insulini rekombinant DNT texnologiyasından istifadə edərək hazırlanan ilk dərman idi. Pharming kimi digər yanaşmalar, genetik cəhətdən dəyişdirilmiş orqanizmlərin istifadəsi ilə böyük miqdarda tibbi cəhətdən faydalı məhsullar istehsal edə bilər. [88]

Genlər, inkişaf və təkamül

İnkişaf çoxhüceyrəli orqanizmin (bitki və ya heyvan) bir hüceyrədən başlayaraq, onun həyat dövrü üçün xarakterik olan müxtəlif formalar alaraq bir sıra dəyişikliklərə məruz qalması prosesidir. [90] İnkişafın əsasını təşkil edən dörd əsas proses var: Determinasiya, diferensiasiya, morfogenez və böyümə. Müəyyənlik hüceyrənin inkişaf taleyini təyin edir, inkişaf zamanı daha da məhdudlaşdırıcı olur. Fərqləndirmə, kök hüceyrələr kimi daha az ixtisaslaşmış hüceyrələrdən ixtisaslaşmış hüceyrələrin meydana gəlməsi prosesidir. [91] [92] Kök hüceyrələr müxtəlif növ hüceyrələrə diferensiallaşa bilən və eyni kök hüceyrənin daha çoxunu istehsal etmək üçün qeyri-müəyyən müddətə çoxalda bilən fərqlənməmiş və ya qismən differensiallaşmış hüceyrələrdir. [93] Hüceyrə diferensiasiyası hüceyrənin ölçüsünü, formasını, membran potensialını, metabolik fəaliyyətini və siqnallara reaksiyasını kəskin şəkildə dəyişir ki, bu da əsasən gen ifadəsi və epigenetikada yüksək nəzarət edilən modifikasiyalarla bağlıdır. Bir neçə istisna olmaqla, hüceyrə diferensiasiyası demək olar ki, heç vaxt DNT ardıcıllığının özündə dəyişikliyi ehtiva etmir. [94] Beləliklə, fərqli hüceyrələr eyni genomlara malik olsalar da, çox fərqli fiziki xüsusiyyətlərə malik ola bilərlər. Morfogenez və ya bədən formasının inkişafı, gen ifadəsindəki məkan fərqlərinin nəticəsidir. [90] Xüsusilə, diferensiallaşmış toxumaların qol və ya qanad kimi spesifik strukturlara təşkili, naxış formalaşması kimi tanınan morfogenlər, bir hüceyrə qrupundan ətrafdakı hüceyrələrə hərəkət edən və təsvir olunduğu kimi morfogen qradiyenti yaradan siqnal molekulları tərəfindən idarə olunur. Fransa bayrağı modeli ilə. Apoptoz və ya proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü də morfogenez zamanı baş verir, məsələn, insan embrion inkişafında rəqəmlər arasındakı hüceyrələrin ölümü, ayrı-ayrı barmaqları və ayaq barmaqlarını azad edir. Transkripsiya faktoru genlərinin ifadəsi bir bitkidə orqan yerləşdirilməsini təyin edə bilər və transkripsiya faktorlarının şəlaləsi meyvə milçəyində bədən seqmentasiyasını təyin edə bilər. [90]

İnkişaf-genetik alətlər dəsti adlanan orqanizmin genomunda olan genlərin kiçik bir hissəsi həmin orqanizmin inkişafına nəzarət edir. Bu alət dəsti genləri filumlar arasında yüksək dərəcədə qorunur, yəni onlar qədim və geniş şəkildə ayrılmış heyvan qruplarında çox oxşardırlar. Alət dəsti genlərinin yerləşdirilməsindəki fərqlər bədən planına və bədən hissələrinin sayına, şəxsiyyətinə və modelinə təsir göstərir. Ən əhəmiyyətli alət dəsti genləri arasında Hox genlər. Hox genləri, ilanların çoxlu fəqərələri kimi təkrarlanan hissələrin inkişaf etməkdə olan embrion və ya sürfədə harada böyüyəcəyini müəyyənləşdirir. [95] Alətlər dəstindəki dəyişikliklər heyvanların morfoloji təkamülünün böyük bir hissəsini meydana gətirmiş ola bilər. Alətlər dəsti təkamülü iki yolla idarə edə bilər. Alət dəstinin geni Darvinin böyük yer ispinozunun dimdiyi genişlənən zaman kimi fərqli bir nümunə ilə ifadə edilə bilər. BMP gen, [96] və ya ilanların ayaqlarını itirdiyi zaman Distalsiz (Dlx) digər sürünənlərin əzalarını formalaşdırmağa davam etdiyi yerlərdə genlər az ifadə edilmiş və ya heç ifadə edilməmişdir. [97] Və ya alət dəsti geni eyni genin bir çox funksiyasında göründüyü kimi yeni bir funksiya əldə edə bilər. distal azdırOnurğalılarda alt çənə, [98] [99] meyvə milçəyində ayaqlar və antenalar, [100] və kəpənək qanadlarında göz ləkəsi nümunəsi kimi müxtəlif strukturları idarə edən . [101] Alət qutusu genlərindəki kiçik dəyişikliklərin bədən strukturlarında əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb ola biləcəyini nəzərə alsaq, onlar çox vaxt konvergent və ya paralel təkamülü təmin etmişlər.

Təkamül

Təkamül prosesləri

Biologiyada mərkəzi təşkil edən konsepsiya ondan ibarətdir ki, həyat təkamül yolu ilə dəyişir və inkişaf edir ki, bu da populyasiyaların irsi xüsusiyyətlərinin ardıcıl nəsillər ərzində dəyişməsidir. [102] [103] Təkamül indi Yerdəki həyatın böyük variasiyalarını izah etmək üçün istifadə olunur. Termin təkamül elmi leksikona 1809-cu ildə Jean-Baptiste de Lamark tərəfindən daxil edilmişdir [104] və əlli il sonra Çarlz Darvin və Alfred Russel Uolles təbii seçmə yolu ilə təkamül nəzəriyyəsini formalaşdırdılar. [105] [106] [107] [108] Bu nəzəriyyəyə görə fərdlər irsi xüsusiyyətlərinə görə bir-birindən fərqlənir, nəticədə sağ qalma və çoxalma dərəcələri müxtəlif olur. Nəticədə, ətraf mühitə daha yaxşı uyğunlaşan xüsusiyyətlərin sonrakı nəsillərə ötürülmə ehtimalı daha yüksəkdir. [109] [110] Darvinin Mendelin irsiyyət işindən xəbəri yox idi və buna görə də təbii seçmənin əsasını təşkil edən irsiyyətin dəqiq mexanizmi yaxşı başa düşülməmişdi [111] 20-ci əsrin əvvəllərində müasir sintez Darvinin təkamülünü klassik genetika ilə uzlaşdırana qədər, təbii seçmə yolu ilə təkamülün neo-Darvinist perspektivini qurdu. [112] Bu perspektiv təkamülün birləşən orqanizmlərin populyasiyasında allel tezliklərində dəyişikliklər olduqda baş verdiyini bildirir. Böyük bir təsadüfi cütləşən populyasiyaya təsir edən hər hansı bir təkamül prosesi olmadıqda, Hardy-Weinberg prinsipi ilə təsvir edildiyi kimi, allel tezlikləri nəsillər boyu sabit qalacaq. [113]

Təkamülü aparan başqa bir proses, bir nəsildən digərinə populyasiyada allel tezliklərinin təsadüfi dəyişməsi olan genetik sürüşmədir. [114] Seçici qüvvələr olmadıqda və ya nisbətən zəif olduqda, allel tezlikləri eyni dərəcədə sürüşmək allellər seçmə xətasına məruz qaldıqları üçün hər bir ardıcıl nəsildə yuxarı və ya aşağı. [115] Bu sürüşmə bir allel nəhayət sabitləşdikdə, ya populyasiyadan yoxa çıxdıqda və ya digər allelləri tamamilə əvəz etdikdə dayanır. Buna görə də genetik sürüşmə yalnız təsadüf nəticəsində populyasiyadan bəzi allelləri aradan qaldıra bilər.

Spesifikasiya

Spesifikasiya bir nəslin bir-birindən asılı olmayaraq inkişaf edən iki nəslə bölünməsi prosesidir. [116] Spesifikasiyanın baş verməsi üçün reproduktiv təcrid olmalıdır. [116] Reproduktiv izolyasiya Bateson-Dobzhansky-Muller modelində təsvir edildiyi kimi genlər arasında uyğunsuzluqlar nəticəsində yarana bilər. Reproduktiv izolyasiya da genetik divergensiya ilə artmağa meyllidir. Spesifikasiya bir əcdad növü ayıran fiziki maneələr olduqda baş verə bilər, bu proses allopatrik spesifikasiya olaraq bilinir. [116] Bunun əksinə olaraq, simpatik spesifikasiya fiziki maneələr olmadıqda baş verir.

Mexanik, temporal, davranış, yaşayış yeri və gametik təcridlər kimi pre-zigotik izolyasiya müxtəlif növlərin hibridləşməsinin qarşısını ala bilər. [116] Eynilə, zigotdan sonrakı təcridlər hibridlərin daha aşağı canlılığına və ya hibrid sonsuzluğa (məsələn, qatır) görə hibridləşmənin seçilməsinə səbəb ola bilər. Hibrid zonalar iki yaxından əlaqəli növ arasında natamam reproduktiv təcrid olduqda yarana bilər.

Filogeniyalar

Filogeniya müəyyən bir orqanizm qrupunun və ya onların genlərinin təkamül tarixidir. [117] Filogeniya, orqanizmlər və ya onların genləri arasında nəsil xətlərini göstərən diaqram olan filogenetik ağacdan istifadə etməklə təmsil oluna bilər. Ağacın zaman oxuna çəkilmiş hər bir xətt müəyyən bir növün və ya populyasiyanın nəsillərinin nəslini təmsil edir. Nəsil ikiyə bölündükdə, filogenetik ağacda düyün (və ya parçalanma) kimi təmsil olunur. Zamanla nə qədər çox parçalanma olarsa, ağacda bir o qədər çox budaq olar, o ağacdakı bütün orqanizmlərin ortaq əcdadı həmin ağacın kökü ilə təmsil olunur. Filogenetik ağaclar bütün həyat formalarının təkamül tarixini, əsas təkamül qrupunu (məsələn, böcəklər) və ya yaxından əlaqəli növlərin daha kiçik bir qrupunu təsvir edə bilər. Ağacın daxilində bir adla təyin edilmiş hər hansı növlər qrupu bir taksondur (məsələn, insanlar, primatlar, məməlilər və ya onurğalılar) və onun bütün təkamül nəsillərindən ibarət olan takson bir qrupdur. Yaxın qohum növlərə qardaş növlər, yaxın qohumluq növlərinə isə qardaş cinslər deyilir.

Filogenetik ağaclar müxtəlif növlərin müqayisəsi və qruplaşdırılması üçün əsasdır. [117] Ortaq əcdaddan miras qalan xüsusiyyəti paylaşan müxtəlif növlər homoloji xüsusiyyətlərə malik olaraq təsvir edilir. Homoloji xüsusiyyətlər DNT ardıcıllığı, zülal strukturları, anatomik xüsusiyyətlər və davranış nümunələri kimi hər hansı irsi əlamətlər ola bilər. Onurğa sütunu bütün onurğalı heyvanlar tərəfindən paylaşılan homoloji xüsusiyyətin nümunəsidir. Bənzər bir forma və ya funksiyaya malik olan, lakin ortaq əcdaddan törəməmiş əlamətlər analoji xüsusiyyətlər kimi təsvir olunur. Filogeniyalar inqrup adlanan əsas maraqları olan bir qrup orqanizm üçün yenidən qurula bilər. Inqrupla yaxından əlaqəli olan, lakin filogenetik olaraq ondan kənarda olan növ və ya qrupa ağacda istinad nöqtəsi kimi xidmət edən xarici qrup deyilir. Ağacın kökü daxili və xarici qrup arasında yerləşir. [117] Filogenetik ağaclar yenidən qurulduqda, müxtəlif təkamül tarixçələri olan çoxsaylı ağaclar yarana bilər. Parsimony (və ya Occam ülgücü) prinsipinə əsaslanaraq, üstünlük verilən ağac bütün qruplarda bütün əlamətlər üzərində qəbul edilməli olan ən az təkamül dəyişikliyinə malik olan ağacdır. Hesablama alqoritmləri dəlillərə əsasən ağacın necə təkamül edə biləcəyini müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. [117]

Filogeniya 18-ci əsrdə Karl Linney tərəfindən hazırlanmış Linnaean taksonomiyasına əsaslanan bioloji təsnifatın əsasını təmin edir. [117] Bu təsnifat sistemi rütbə əsaslıdır, ən yüksək dərəcə padşahlıq, filum, sinif, nizam, ailə, cins və növdən sonra domendir. [117] Bütün canlı orqanizmləri üç sahədən birinə aid etmək olar: Arxeya (əslində Arxebakteriyalar) bakteriyaları (əslində eubakteriyalar) və ya eukarya (protistlər, göbələklər, bitki və heyvanlar aləmləri daxildir). [118] Müxtəlif növlərin təsnifatı üçün binomial nomenklaturadan istifadə edilir. Bu sistemə əsaslanaraq, hər bir növə biri öz cinsinə, digəri isə növünə görə iki ad verilir. [117] Məsələn, insanlar Homo sapiens, ilə Homo cins olması və sapiens növ olması. Konvensiyaya görə, orqanizmlərin elmi adları kursiv yazılır, cinsin yalnız ilk hərfi böyük hərflə yazılır. [119] [120]

Həyat tarixi

Yerdəki həyatın tarixi orqanizmlərin həyatın ilk yarandığı vaxtdan bu günə qədər təkamül keçirmə proseslərini izləyir. Yer təxminən 4,5 milyard il əvvəl yaranıb və Yerdəki bütün canlılar, həm canlı, həm də sönmüş, təxminən 3,5 milyard il əvvəl yaşamış sonuncu universal ümumi əcdaddan törəmişdir. [121] [122] Bütün məlum müasir növlər arasında oxşarlıqlar göstərir ki, onlar təkamül prosesi ilə ümumi əcdadlarından ayrılıblar. [123] Bioloqlar genetik kodun hər yerdə olmasını bütün bakteriyalar, arxeyalar və eukariotlar üçün universal ümumi nəslin sübutu hesab edirlər. [124] [10] [125] [126]

Bir yerdə mövcud olan bakteriya və arxeyanın mikrobal həsirləri Erkən Arxey Epoxasında dominant həyat forması idi və erkən təkamüldə bir çox əsas addımların bu mühitdə baş verdiyi düşünülür. [127] Eukariotların ən erkən dəlilləri 1,85 milyard il əvvələ aiddir [128] [129] və onlar daha əvvəl mövcud olsalar da, maddələr mübadiləsində oksigendən istifadə etməyə başlayanda onların diversifikasiyası sürətləndi. Daha sonra, təxminən 1,7 milyard il əvvəl, çoxhüceyrəli orqanizmlər meydana çıxmağa başladı, diferensiallaşmış hüceyrələr xüsusi funksiyaları yerinə yetirir. [130]

Yosunlara bənzər çoxhüceyrəli quru bitkilərinin tarixi hətta təxminən 1 milyard il əvvələ aiddir, [131], baxmayaraq ki, sübutlar mikroorqanizmlərin ən erkən yer ekosistemlərini, ən azı 2,7 milyard il əvvəl formalaşdığını göstərir. [132] Mikroorqanizmlərin Ordovik dövründə quru bitkilərinin yaranmasına yol açdığı düşünülür. Torpaq bitkiləri o qədər müvəffəqiyyətli idi ki, onların Gec Devonun yox olması hadisəsinə töhfə verdikləri güman edilir. [133]

Ediakara biotası Ediakar dövründə [134] meydana çıxır, onurğalılar isə digər müasir filalarla birlikdə təxminən 525 milyon il əvvəl Kembri partlayışı zamanı yaranmışdır. [135] Perm dövründə məməlilərin əcdadları da daxil olmaqla sinapsidlər quruda üstünlük təşkil edirdi, [136] lakin bu qrupun əksəriyyəti 252 milyon il əvvəl Perm-Trias dövründə yoxa çıxma hadisəsində məhv oldu. [137] Bu fəlakətdən sağalma zamanı arxozavrlar ən çox yayılmış quru onurğalıları oldu [138] Yura və Təbaşir dövrlərində bir arxozavr qrupu, dinozavrlar üstünlük təşkil edirdi. [139] 66 milyon il əvvəl Təbaşir-Paleogen dövrünün yox olması hadisəsindən sonra quş olmayan dinozavrlar məhv edildi, [140] məməlilər ölçü və müxtəliflik baxımından sürətlə artdı. [141] Bu cür kütləvi yox olmalar yeni orqanizm qruplarının şaxələndirilməsi üçün imkanlar yaratmaqla təkamülü sürətləndirmiş ola bilər. [142]

Müxtəliflik

Bakteriyalar və Arxeya

Bakteriyalar prokaryotik mikroorqanizmlərin böyük bir sahəsini təşkil edən bir hüceyrə növüdür. Tipik olaraq bir neçə mikrometr uzunluğunda olan bakteriyalar kürələrdən çubuqlara və spirallara qədər bir sıra formalara malikdir. Bakteriyalar Yer üzündə görünən ilk həyat formaları arasında idi və onun yaşayış yerlərinin çoxunda mövcuddur. Bakteriyalar torpaqda, suda, turşulu isti bulaqlarda, radioaktiv tullantılarda [143] və yer qabığının dərin biosferində yaşayır. Bakteriyalar həmçinin bitki və heyvanlarla simbiotik və parazit əlaqədə yaşayırlar. Bakteriyaların çoxu müəyyən edilməmişdir və bakteriya filasının yalnız 27 faizində laboratoriyada yetişdirilə bilən növlər var. [144]

Arxeya prokaryotik hüceyrələrin digər sahəsini təşkil edir və ilkin olaraq bakteriya kimi təsnif edilir, istifadədən çıxmış bir termin olan archaebacteria (Archaebacteria krallığında) adını alır. [145] Arxeal hüceyrələr onları digər iki sahədən, Bakteriya və Eukaryotadan ayıran unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Arxeylər daha çox tanınmış filalara bölünür. Arxeya və bakteriyalar ümumiyyətlə ölçü və forma baxımından oxşardır, baxmayaraq ki, bir neçə arxeyanın düz və kvadrat hüceyrələri kimi çox fərqli formaları var. Haloquadratum Walsbyi. [146] Bakteriyalarla bu morfoloji oxşarlığa baxmayaraq, arxeyalar eukariotların, xüsusən də transkripsiya və tərcümədə iştirak edən fermentlərlə daha yaxından əlaqəli olan genlərə və bir neçə metabolik yollara malikdirlər. Arxeal biokimyanın digər aspektləri unikaldır, məsələn, arxeollar da daxil olmaqla, hüceyrə membranlarında [147] efir lipidlərindən asılılığı. Arxeya eukariotlardan daha çox enerji mənbələrindən istifadə edir: bunlar şəkər kimi üzvi birləşmələrdən ammonyak, metal ionları və ya hətta hidrogen qazına qədər dəyişir. Duza dözümlü archaea (Haloarchaea) enerji mənbəyi kimi günəş işığından istifadə edir və digər arxe növləri karbonu fiksasiya edir, lakin bitkilərdən və siyanobakteriyalardan fərqli olaraq heç bir məlum arxe növü hər ikisini də etmir. Arxeya bakteriyalardan fərqli olaraq ikili parçalanma, parçalanma və ya qönçələnmə yolu ilə qeyri-cinslə çoxalır, Arxeyanın heç bir məlum növü endosporlar əmələ gətirmir.

İlk müşahidə edilən arxelər ekstremofillər olub, başqa orqanizmlərin olmadığı isti bulaqlar və duzlu göllər kimi ekstremal mühitlərdə yaşayırlar. Təkmilləşdirilmiş molekulyar aşkarlama vasitələri torpaq, okeanlar və bataqlıqlar da daxil olmaqla, demək olar ki, hər bir yaşayış mühitində arxeylərin aşkar edilməsinə səbəb oldu. Arxeya okeanlarda xüsusilə çoxdur və planktondakı arxeya planetdəki ən bol orqanizm qruplarından biri ola bilər.

Arxeya Yer kürəsinin həyatının əsas hissəsini təşkil edir. Onlar bütün orqanizmlərin mikrobiotasının bir hissəsidir. İnsan mikrobiomunda onlar bağırsaqda, ağızda və dəridə vacibdir. [148] Onların morfoloji, metabolik və coğrafi müxtəlifliyi onlara çoxsaylı ekoloji rollar oynamağa imkan verir: məsələn, karbon fiksasiyası azotun dövriyyəsi üzvi birləşmələrin dövriyyəsi və mikrob simbiotik və sintrofik icmaların saxlanması. [149]

Protistlər

Protistlər heyvan, bitki və ya göbələk olmayan eukaryotik orqanizmlərdir. Protistlərin ortaq əcdadı (sonuncu eukaryotik ortaq əcdad) paylaşması ehtimalı olsa da, [150] digər eukariotların xaric edilməsi o deməkdir ki, protistlər təbii qrup və ya klad yaratmırlar. [a] Beləliklə, bəzi protistlər digər protistlərə nisbətən heyvanlar, bitkilər və ya göbələklərlə daha yaxından əlaqəli ola bilər, lakin yosunlar, onurğasızlar və ya protozoanlar kimi qruplaşma rahatlıq üçün istifadə olunur. [151]

Protistlərin taksonomiyası hələ də dəyişir. Daha yeni təsnifatlar morfoloji (xüsusilə ultrastruktur), [152] [153] [154] biokimyəvi (kemotaksonomiya) [155] [156] və DNT ardıcıllığı (molekulyar tədqiqat) məlumatlarına əsaslanan monofiletik qrupları təqdim etməyə çalışır. [157] [158] Protistlər bütövlükdə parafiletik olduğundan, yeni sistemlər tez-tez parçalanır və ya krallığı tərk edir, bunun əvəzinə protist qruplarına eukariotların ayrı-ayrı cərgələri kimi yanaşırlar.

Bitki müxtəlifliyi

Bitkilər əsasən çoxhüceyrəli orqanizmlərdir, əsasən Plantae krallığının fotosintetik eukaryotlarıdır. Botanika göbələkləri və bəzi yosunları istisna edən bitki həyatının öyrənilməsidir. Botaniklər təqribən 410 000 quru bitki növünü tədqiq etmişlər ki, onlardan 391 000-ə yaxını damarlı bitkilər (o cümlədən təxminən 369 000 növ çiçəkli bitkilər), [159] və təxminən 20 000-i briyofitlərdir. [160]

Yosunlar fotosintetik eukaryotik orqanizmlərin böyük və müxtəlif qrupudur. Daxil olan orqanizmlər birhüceyrəli mikroyosunlardan, məsələn xlorella, Prototeka və diatomlardan çoxhüceyrəli formalara, məsələn, nəhəng yosun, böyük qəhvəyi yosun. Əksəriyyəti su və avtotrofdur və quru bitkilərində rast gəlinən stomata, ksilema və floem kimi fərqli hüceyrə və toxuma növlərinin çoxu yoxdur. Ən böyük və ən mürəkkəb dəniz yosunları dəniz yosunları, ən mürəkkəb şirin su formaları isə Charophyta adlanır.

Damarsız bitkilər ksilem və floemdən ibarət damar sistemi olmayan bitkilərdir. Bunun əvəzinə, suyun daxili daşınması üçün xüsusi funksiyaları olan daha sadə toxumalara sahib ola bilərlər. Damarlı bitkilər isə bütün bitki boyu su və mineralları ötürmək üçün lignləşmiş toxumalara (ksilema) malik quru bitkiləri kimi müəyyən edilən böyük bir bitki qrupudur (təxminən 300.000 qəbul edilmiş məlum növ) [161]. [162] Onlar həmçinin fotosintez məhsullarını həyata keçirmək üçün xüsusi lignified toxumaya (floem) malikdirlər. Damar bitkilərinə çəmənliklər, qatırquyruğular, qıjılar, gimnospermlər (iynəyarpaqlar daxil olmaqla) və angiospermlər (çiçəkli bitkilər) daxildir.

Toxum bitkiləri (və ya spermatofit) beş bölmədən ibarətdir, onlardan dördü gimnospermlər, biri isə angiospermlər kimi qruplaşdırılır. Gimnospermlərə iynəyarpaqlılar, sikadlar, Ginkgo, və gnetofitlər. Gimnosperm toxumları ya pulcuqların və ya yarpaqların səthində inkişaf edir, onlar tez-tez konuslar meydana gətirmək üçün dəyişdirilir, ya da yew kimi tək, Torreya, Ginkgo. [163] Angiospermlər 64 sıra, 416 ailə, təxminən 13.000 məlum cins və 300.000 məlum növdən ibarət quru bitkilərinin ən müxtəlif qrupudur. [161] Gimnospermlər kimi angiospermlər də toxum istehsal edən bitkilərdir. Çiçəklər, toxumlarında endosperm və toxumları olan meyvə istehsalı kimi xüsusiyyətlərə malik olmaqla gimnospermlərdən fərqlənirlər.

Göbələklər

Göbələklər, maya və kif kimi mikroorqanizmləri, həmçinin daha çox tanış olan göbələkləri ehtiva edən eukaryotik orqanizmlərdir. Göbələkləri bitkilərdən, bakteriyalardan və bəzi protistlərdən fərqli bir səltənətdə yerləşdirən bir xüsusiyyət onların hüceyrə divarlarında xitindir. Göbələklər, heyvanlar kimi, heterotroflardır, qidalarını həll olunmuş molekulları udmaqla, adətən, ətraf mühitə həzm fermentləri ifraz etməklə əldə edirlər. Göbələklər fotosintez etmir. Hava və ya su ilə hərəkət edə bilən sporlar (bir neçəsi bayraqlı) istisna olmaqla, böyümə onların hərəkət vasitəsidir. Göbələklər ekoloji sistemlərdə əsas parçalayıcılardır. Bu və digər fərqlər göbələkləri qohum orqanizmlərin vahid qrupuna yerləşdirir Eumycota (əsl göbələklər və ya Eumycetes), ortaq əcdadı olan (a monofiletik qrup). Bu göbələk qrupu strukturca oxşar olan miksomisetlərdən (lil qəliblər) və oomisetlərdən (su qəliblərindən) fərqlənir.

Əksər göbələklər strukturlarının kiçik ölçüləri və torpaqda və ya ölü maddədə gizli həyat tərzinə görə gözə dəymir. Göbələklərə bitkilərin, heyvanların və ya digər göbələklərin simbionları, həmçinin parazitlər daxildir. Onlar göbələk və ya kif kimi meyvə verən zaman nəzərə çarpa bilər. Göbələklər üzvi maddələrin parçalanmasında mühüm rol oynayır və ətraf mühitdə qida dövriyyəsi və mübadiləsində əsas rollara malikdir.

Göbələk səltənəti müxtəlif ekologiyalara, həyat dövrü strategiyalarına və birhüceyrəli su xitridlərindən tutmuş böyük göbələklərə qədər dəyişən morfologiyalara malik olan çoxlu takson müxtəlifliyini əhatə edir. Bununla belə, 2,2 milyondan 3,8 milyon növə qədər təxmin edilən Krallıq Göbələklərinin əsl biomüxtəlifliyi haqqında çox az şey məlumdur. [164] Bunlardan yalnız təqribən 148.000-i təsvir edilmişdir, [165] 8000-dən çox bitkilər üçün zərərli və ən azı 300-ü insanlar üçün patogen ola bilən növlərdir. [166]

Heyvan müxtəlifliyi

Heyvanlar Animalia krallığını təşkil edən çoxhüceyrəli eukaryotik orqanizmlərdir. Bir neçə istisna olmaqla, heyvanlar embrion inkişafı zamanı üzvi material istehlak edir, oksigenlə nəfəs alır, hərəkət edə bilir, cinsi yolla çoxalda bilir və hüceyrələrin içi boş sferasından, blastuladan böyüyür. 1,5 milyondan çox canlı heyvan növü təsvir edilmişdir (bunlardan təxminən 1 milyonu böcəklərdir), lakin ümumilikdə 7 milyondan çox heyvan növünün olduğu təxmin edilmişdir. Onların bir-biri ilə və ətraf mühitlə mürəkkəb qarşılıqlı əlaqəsi var, mürəkkəb qida şəbəkələri əmələ gətirir.

Porifera filumunun üzvləri olan süngərlər Diploblastların bacısı kimi bazal Metazoa (heyvan) cinsidir. [167] [168] [169] [170] [171] Onlar çoxhüceyrəli orqanizmlərdir ki, məsamələrlə dolu bədənləri və onların içərisindən suyun keçməsini təmin edən kanallar var, iki nazik hüceyrə təbəqəsi arasında sıxışdırılmış jele kimi mezoildən ibarətdir.

Heyvan növlərinin 97%-i onurğasızlardır, [172] onlar nə onurğa sütununa malik, nə də inkişaf etdirən heyvanlardır (ümumiyyətlə onurğa sütunu kimi tanınır). onurğa sütunu və ya onurğa), notokorddan əldə edilmişdir. Buraya Vertebrata subfilindən başqa bütün heyvanlar daxildir. Onurğasızların tanış nümunələrinə buğumayaqlılar (böcəklər, araknidlər, xərçəngkimilər və saysız ayaqlılar), mollyuskalar (xitonlar, ilbizlər, ikiqapaqlılar, kalamarlar və ahtapotlar), annelidlər (torpaq qurdları və zəlilər) və cnidarians (hidralar, dəniz və zoğalılar) daxildir. ). Bir çox onurğasız takson onurğalıların bütün alt filumundan daha çox sayda və növ müxtəlifliyinə malikdir. [173]

Bunun əksinə olaraq, onurğalılar onurğalılar alt filumuna daxil olan bütün heyvan növlərini (onurğalı kordalar) təşkil edir. Onurğalılar Chordata filumunun böyük əksəriyyətini təmsil edir və hazırda 69,963 növ təsvir edilmişdir. [174] Onurğalılara çənəsiz balıqlar, qığırdaqlı balıqlar (köpək balığı, şüa və siçovul balıqları) kimi çənəli onurğalılar, sümüklü balıqlar, amfibiyalar, sürünənlər, quşlar və məməlilər kimi dördayaqlılar daxildir.

Viruslar

Viruslar, orqanizmlərin canlı hüceyrələrinin içərisində təkrarlanan submikroskopik yoluxucu agentlərdir. [175] Viruslar heyvan və bitkilərdən tutmuş mikroorqanizmlərə, o cümlədən bakteriya və arxeyaya qədər bütün növ həyat formalarını yoluxdurur. [176] [177] 6000-dən çox virus növü ətraflı təsvir edilmişdir. [178] Viruslar Yer üzündə demək olar ki, hər bir ekosistemdə rast gəlinir və ən çox sayda bioloji varlıq növüdür. [179] [180]

İnfeksiyaya yoluxduqda ev sahibi hüceyrə orijinal virusun minlərlə eyni nüsxəsini sürətlə istehsal etməyə məcbur olur. Viruslar yoluxmuş hüceyrənin içərisində olmadıqda və ya hüceyrəyə yoluxma prosesində olduqda, viruslar müstəqil hissəciklər şəklində mövcuddur və ya virionlar, genetik materialdan (DNT və ya RNT) ibarət olan zülal örtüyü adlanır kapsid, və bəzi hallarda lipidlərin xarici zərfi. Bu virus hissəciklərinin formaları sadə spiral və ikosahedral formalardan daha mürəkkəb strukturlara qədər dəyişir. Əksər virus növlərinin virionları optik mikroskopla görünməyəcək qədər kiçikdir, çünki onların ölçüsü əksər bakteriyaların yüzdə biri qədərdir.

Həyatın təkamül tarixindəki virusların mənşəyi bəlli deyil: bəziləri plazmidlərdən - hüceyrələr arasında hərəkət edə bilən DNT parçalarından, digərləri isə bakteriyalardan təkamül etmiş ola bilər. Təkamüldə viruslar cinsi çoxalmaya bənzər şəkildə genetik müxtəlifliyi artıran üfüqi gen transferinin mühüm vasitəsidir.[181] Viruslar həyatın bütün xüsusiyyətlərinə malik deyil, bəzilərinə malik olduqları üçün onlar "həyatın kənarında olan orqanizmlər" [182] və özünü təkrarlayanlar kimi təsvir edilmişdir. [183]

Viruslar müxtəlif yollarla yayıla bilər. Bir ötürmə yolu vektor kimi tanınan xəstəlik daşıyan orqanizmlərdən keçir: məsələn, viruslar tez-tez bitki şirəsi ilə qidalanan həşəratlar tərəfindən bitkidən bitkiyə ötürülür, məsələn, aphidlər və heyvanlardakı viruslar qansoran həşəratlar tərəfindən daşına bilər. Qrip virusları öskürək və asqırma yolu ilə yayılır. Viral qastroenteritlərin ümumi səbəbləri olan norovirus və rotavirus nəcis-oral yolla, əl-ağıza təmasda və ya qida və ya su ilə ötürülür. Heyvanlarda viral infeksiyalar, adətən yoluxmuş virusu aradan qaldıran bir immunitet reaksiyasına səbəb olur. İmmun reaksiyalar həmçinin spesifik virus infeksiyasına qarşı süni şəkildə əldə edilmiş immunitet verən peyvəndlər vasitəsilə də yarana bilər.

Bitki forması və funksiyası

Bitki bədəni

Bitki bədəni iki əsas orqan sisteminə bölünə bilən orqanlardan ibarətdir: kök sistemi və tumurcuq sistemi. [184] Kök sistemi bitkiləri yerində lövbər edir. Köklər özləri su və mineralları udur və fotosintetik məhsulları saxlayır. Sürgün sistemi gövdə, yarpaq və çiçəklərdən ibarətdir. Saplar yarpaqları günəşə doğru tutur və istiqamətləndirir, bu da yarpaqların fotosintez aparmasına imkan verir. Çiçəklər çoxalmaq üçün dəyişdirilmiş tumurcuqlardır. Tumurcuqlar bir və ya bir neçə yarpaq, internod və bir və ya bir neçə tumurcuq daşıyan düyündən ibarət olan funksional vahidlər olan fitomerlərdən ibarətdir.

Bitki gövdəsinin embriogenez zamanı qurulmuş iki əsas nümunəsi var (apikal-bazal və radial oxlar). [184] Hüceyrələr və toxumalar kökdən tumurcuğa qədər apikal-bazal ox boyunca düzülür, halbuki bitkinin bədənini təşkil edən üç toxuma sistemi (dəri, torpaq və damar) onun radial oxu ətrafında konsentrik şəkildə düzülür. [184] Dəri toxuma sistemi bitkinin epidermisini (və ya xarici örtüyünü) təşkil edir ki, bu da adətən üç xüsusi struktura differensiallaşmış hüceyrələrdən ibarət tək hüceyrə təbəqəsidir: yarpaqlarda qaz mübadiləsi üçün stomata, trixomalarda (və ya yarpaq tüklərində). ) həşəratlardan və günəş radiasiyasından qorunmaq üçün və səth sahələrini artırmaq və su və qida maddələrini udmaq üçün kök tüklərini. Torpaq toxuması tumurcuqlarda və köklərdə dəri və damar toxumaları arasında yerləşən faktiki olaraq bütün toxumaları təşkil edir. Üç növ hüceyrədən ibarətdir: parenxima, kollenxima və sklerenxima hüceyrələri. Nəhayət, damar toxumaları iki tərkib toxumadan ibarətdir: ksilem və floem. Ksilem traxeidlər və damar elementləri adlanan iki keçirici hüceyrədən ibarətdir, floem isə ələk borusu elementlərinin və yoldaş hüceyrələrin olması ilə xarakterizə olunur. [184]

Bitki qidalanması və nəqli

Bütün digər orqanizmlər kimi, bitkilər də ilk növbədə sudan və həyat üçün vacib olan elementləri ehtiva edən digər molekullardan ibarətdir. [185] Bir çoxu hidroponik təcrübələrdə müəyyən edilmiş xüsusi qida maddələrinin (və ya əsas elementlərin) olmaması bitki böyüməsini və çoxalmasını poza bilər. Bitkilərin əksəriyyəti bu qidaları torpaqda köklərini əhatə edən məhlullardan əldə edə bilir. [185] Məhsulların davamlı yuyulması və yığılması torpağın qida maddələrinin tükənməsinə səbəb ola bilər ki, bu da gübrələrin istifadəsi ilə bərpa oluna bilər. Venera milçək tələləri kimi ətyeyən bitkilər digər artropodları həzm etməklə qida əldə edə bilirlər, ökseotu kimi parazit bitkilər isə su və qida maddələri üçün digər bitkiləri parazitləşdirə bilər.

Bitkilər fotosintez aparmaq, orqanlar arasında məhlulları daşımaq, buxarlanaraq yarpaqlarını soyutmaq və bədənlərini dəstəkləyən daxili təzyiqləri saxlamaq üçün suya ehtiyac duyurlar. [185] Su osmos yolu ilə bitki hüceyrələrinin içərisinə və xaricə yayıla bilir. Yarımkeçirici membranda suyun hərəkət istiqaməti həmin membrandakı su potensialı ilə müəyyən edilir. [185] Su aquaporinlər vasitəsilə kök hüceyrə membranı vasitəsilə yayıla bilir, həll olunan maddələr isə ion kanalları və nasoslar vasitəsilə membran vasitəsilə nəql olunur. Damar bitkilərində su və məhlullar apoplast və simplast vasitəsilə damar toxuması olan ksilemə daxil ola bilirlər. Ksilemdə olduqdan sonra su və minerallar torpaqdan bitkinin hava hissələrinə transpirasiya yolu ilə yuxarıya doğru paylanır. [162] [185] Bunun əksinə olaraq, floem, başqa bir damar toxuması, karbohidratları (məsələn, saxaroza) və hormonlar kimi digər həlledici maddələri, onların istehsal olunduğu mənbədən (məsələn, yetkin yarpaq və ya kök) lavaboya köçürməklə paylayır. (məsələn, kök, çiçək və ya inkişaf edən meyvə) onların istifadə olunacağı və saxlanacağı. [185] Digər orqanların qidalanması üçün yığılan və ya səfərbər olunan karbohidratların miqdarından asılı olaraq mənbələr və lavabolar rolları dəyişə bilər.

Bitki inkişafı

Bitki inkişafı ətraf mühitin əlamətləri və bitkinin öz reseptorları, hormonları və genomu ilə tənzimlənir. [186] Bundan əlavə, onların meristemlər, post-embrion orqan formalaşması və diferensial böyümə kimi böyümə və çoxalma üçün resurslar əldə etməyə imkan verən bir neçə xüsusiyyəti var.

İnkişaf, qoruyucu bir xarici örtüklə əhatə olunmuş bir embrion bitki olan toxumdan başlayır. Əksər bitki toxumları adətən yuxuda olur, toxumun normal fəaliyyəti dayandırılır. [186] Toxumların yuxusuzluğu həftələr, aylar, illər və hətta əsrlərlə davam edə bilər. Böyümə üçün əlverişli şərait yarandıqdan sonra yuxu pozulur və toxum cücərməyə başlayacaq, bu proses cücərmə adlanır. Suyun toxum tərəfindən udulduğu cücərmənin ilk addımı imbibisiyadır. Su udulduqdan sonra toxum fermentlərin aktivləşdiyi, RNT və zülalların sintez olunduğu metabolik dəyişikliklərə məruz qalır. Toxum cücərdikdən sonra onun inkişafı üçün tikinti materialı kimi xidmət edən karbohidratlar, amin turşuları və kiçik lipidlər əldə edir. Bu monomerlər kotiledonlarda və ya endospermdə saxlanılan nişasta, zülal və lipidlərin hidrolizindən əldə edilir. Toxum qabığından radikul adlanan embrion kökləri çıxdıqdan sonra cücərmə tamamlanır. Bu zaman inkişaf edən bitki fidan adlanır və onun böyüməsi öz fotoreseptor zülalları və hormonları ilə tənzimlənir. [186]

Böyümənin müəyyən olduğu, yəni yetkin vəziyyətə çatdıqda dayandığı heyvanlardan fərqli olaraq, bitki böyüməsi qeyri-müəyyəndir, çünki bu, potensial olaraq ömürlük ola biləcək açıq bir prosesdir. [184] Bitkilər iki şəkildə böyüyür: ilkin və ikincili. İlkin böyümədə tumurcuqlar və köklər əmələ gəlir və uzanır. Apikal meristem bütün toxum bitkilərində tapıla bilən əsas bitki gövdəsini əmələ gətirir. İkinci dərəcəli böyümə zamanı, yan meristem ağac və kol kimi odunlu evdikotlarda tapıla bilən ikincil bitki gövdəsini əmələ gətirdiyi üçün bitkinin qalınlığı artır. Monokotlar ikincil böyümədən keçmir. [184] Bitki bədəni meristemlərin iyerarxiyası ilə əmələ gəlir. Kök və tumurcuq sistemlərindəki apikal meristemlər ilkin meristemləri (protoderma, torpaq meristemi və prokambiy) yaradır, bu da öz növbəsində üç toxuma sistemini (dəri, torpaq və damar) yaradır.

Bitki çoxalması

Əksər angiospermlər (və ya çiçəkli bitkilər) cinsi çoxalma ilə məşğul olurlar. [187] Onların çiçəkləri çoxalmanı asanlaşdıran orqanlardır, adətən spermanın yumurta ilə birləşmə mexanizmini təmin edir. Çiçəklər iki növ tozlanmanı asanlaşdıra bilər: öz-özünə tozlanma və çarpaz tozlanma. Öz-özünə tozlanma anterdən gələn tozcuq eyni çiçəyin və ya eyni bitkidəki başqa bir çiçəyin damğası üzərinə çökdüyü zaman baş verir. Çarpaz tozlanma bir çiçəyin anterindən başqa bir çiçəyin damğasına eyni növdən fərqli bir fərddə tozcuqların köçürülməsidir. Öz-özünə tozlanma, erkək və karpelin eyni vaxtda yetişdiyi çiçəklərdə baş verdi və tozcuqların çiçəyin damğasına düşə bilməsi üçün yerləşdirildi. Bu tozlandırma, tozlayıcılar üçün qida kimi nektar və polen təmin etmək üçün bitkidən investisiya tələb etmir. [188]

Bitki reaksiyaları

Heyvanlar kimi, bitkilər də bədənin bir hissəsində hormonlar istehsal edərək, digər hissədəki hüceyrələrə reaksiya vermək üçün siqnal verirlər. Qışda meyvələrin yetişməsi və yarpaqların tökülməsi qismən zavodun qaz etilen istehsalı ilə idarə olunur. Su itkisi, hava kimyasındakı dəyişikliklər və ya digər bitkilər tərəfindən sıxışdırılma nəticəsində yaranan stress bitkinin fəaliyyətində dəyişikliklərə səbəb ola bilər. Bu dəyişikliklər genetik, kimyəvi və fiziki amillərdən təsirlənə bilər.

Fəaliyyət göstərmək və yaşamaq üçün bitkilər digər orqanizmlərdə olmayan çoxlu kimyəvi birləşmələr istehsal edirlər. Hərəkət edə bilmədiklərinə görə, bitkilər də kimyəvi cəhətdən özlərini ot yeyənlərdən, patogenlərdən və digər bitkilərlə rəqabətdən qorumalıdırlar. Onlar bunu toksinlər və pis dad və ya qoxu verən kimyəvi maddələr istehsal etməklə edirlər. Digər birləşmələr bitkiləri xəstəliklərdən qoruyur, quraqlıq zamanı sağ qalmağa imkan verir və bitkiləri yuxuya hazırlayır, digər birləşmələr isə yetişmiş toxumları yaymaq üçün tozlayıcıları və ya ot yeyənləri cəlb etmək üçün istifadə olunur.

Bir çox bitki orqanlarında müxtəlif növ fotoreseptor zülalları var, onların hər biri işığın müəyyən dalğa uzunluqlarına çox xüsusi reaksiya verir. [189] Fotoreseptor zülalları gecə və ya gündüz olması, günün müddəti, mövcud işığın intensivliyi və işığın mənbəyi kimi məlumatları ötürür. Tumurcuqlar ümumiyyətlə işığa doğru böyüyür, köklər ondan uzaqlaşır, cavablar müvafiq olaraq fototropizm və skototropizm kimi tanınır. Onlar fototropinlər və fitoxromlar və bitki hormonu auksin kimi işığa həssas piqmentlər tərəfindən əmələ gəlir. [190] Bir çox çiçəkli bitkilər gecənin uzunluğuna cavab verən işığa həssas birləşmələr səbəbindən uyğun vaxtda çiçək açır, bu fenomen fotoperiodizm adlanır.

İşığa əlavə olaraq, bitkilər digər növ stimullara cavab verə bilər. Məsələn, bitkilər özlərini düzgün istiqamətləndirmək üçün cazibənin istiqamətini hiss edə bilirlər. Onlar mexaniki stimullaşdırmaya cavab verə bilirlər. [191]

Heyvan forması və funksiyası

Prinsiplər

Hər bir heyvan orqanizmindəki hüceyrələr hüceyrənin mühitini təşkil edən interstisial maye ilə yuyulur. Bu maye və onun bütün xüsusiyyətləri (məsələn, temperatur, ion tərkibi) heyvanın xarici dünyasını əhatə edən xarici mühitdən fərqli olaraq heyvanın daxili mühiti kimi təsvir edilə bilər. [192] Heyvanlar ya tənzimləyicilər, həm də uyğunlaşanlar kimi təsnif edilə bilər. Məməlilər və quşlar kimi heyvanlar, mühitlərinin dəyişməsinə baxmayaraq bədən istiliyi kimi sabit daxili mühiti saxlaya bildikləri üçün tənzimləyicidirlər. Bu heyvanlar həm də homeotermlər kimi təsvir edilir, çünki onlar daxili bədən istiliyini sabit saxlayaraq termoregulyasiya nümayiş etdirirlər. Bunun əksinə olaraq, balıqlar və qurbağalar kimi heyvanlar daxili mühitlərini (məsələn, bədən istiliyini) xarici mühitlərinə uyğunlaşdırdıqları üçün uyğundurlar. Bu heyvanlar həm də poikilotermlər və ya ektotermlər kimi təsvir edilir, çünki onlar bədən temperaturlarının xarici mühitlərinə uyğun olmasına imkan verirlər. Enerji baxımından, tənzimləmə uyğunluqdan daha baha başa gəlir, çünki bir heyvan sabit daxili mühiti qorumaq üçün daha çox enerji genişləndirir, məsələn, enerji istehlakı dərəcəsi olan bazal metabolizm sürətini artırmaq. [192] Eynilə, homeotermiya poikilotermiyadan daha bahalıdır. Homeostaz, mənfi rəy döngələri ilə qorunan heyvanın daxili mühitinin sabitliyidir. [192] [193]

Quru heyvanlarının bədən ölçüləri müxtəlif növlər arasında dəyişir, lakin onların enerji istifadəsi ölçülərinə uyğun olaraq xətti miqyasda deyil. [192] Məsələn, siçanlar çəkilərinə nisbətdə dovşanlardan üç dəfə çox qida istehlak edə bilirlər, çünki siçanlarda vahid çəkiyə düşən bazal metabolizm sürəti dovşanlardan daha yüksəkdir. [192] Fiziki fəaliyyət heyvanın maddələr mübadiləsi sürətini də artıra bilər. Bir heyvan qaçdıqda, onun metabolik sürəti sürətlə xətti olaraq artır. [192] Bununla belə, üzən və ya uçan heyvanlarda əlaqə qeyri-xəttidir. Balıq daha sürətli üzdükdə, daha çox suya qarşı müqavimətlə qarşılaşır və buna görə də onun metabolik sürəti eksponensial artır. [192] Alternativ olaraq, uçuş sürəti ilə maddələr mübadiləsi sürəti arasındakı əlaqə quşlarda U şəklindədir. [192] Aşağı uçuş sürətində quş havada qalmaq üçün yüksək metabolizm sürətini saxlamalıdır. Uçuşunu sürətləndirdikcə qanadları üzərindən sürətlə keçən havanın köməyi ilə maddələr mübadiləsi sürəti azalır. Ancaq sürəti daha da artdıqca, sürətli uçuş sürətləri ilə əlaqəli artan səy səbəbiylə yüksək metabolik dərəcələri yenidən yüksəlir. Bazal metabolizm dərəcələri heyvanın istilik istehsal sürətinə əsasən ölçülə bilər.

Su və duz balansı

Heyvanların bədən mayeləri üç xüsusiyyətə malikdir: osmotik təzyiq, ion tərkibi və həcm. [194] Osmotik təzyiqlər osmotik təzyiqin (ümumi məhlulun konsentrasiyası) aşağı olduğu bölgədən osmotik təzyiqin (ümumi məhlulun konsentrasiyası) yüksək olduğu bölgəyə doğru hərəkət edən suyun (və ya osmos) diffuziya istiqamətini müəyyən edir. Su heyvanları bədən mayelərinin tərkibinə və mühitlərinə görə müxtəlifdir. Məsələn, okeandakı onurğasız heyvanların əksəriyyətində dəniz suyu ilə izosmotik olan bədən mayeləri var. Bunun əksinə olaraq, okean sümüklü balıqlarda dəniz suyuna hiposmotik olan bədən mayeləri var. Nəhayət, şirin su heyvanlarında şirin suya hiperosmotik olan bədən mayeləri var. Bir heyvanın bədən mayelərində tapıla bilən tipik ionlar natrium, kalium, kalsium və xloriddir. Bədən mayelərinin həcmi ifrazatla tənzimlənə bilər. Onurğalı heyvanlarda qan plazmasından sidik əmələ gətirən nefron adlanan kiçik boru strukturlarından ibarət ifrazat orqanları olan böyrəklər var. Böyrəklərin əsas funksiyası qan plazmasının özündən materialı seçici şəkildə çıxararaq qan plazmasının tərkibini və həcmini tənzimləməkdir. Kenquru siçovulları kimi xerik heyvanların qan plazmasından 10-20 dəfə konsentrasiyalı sidik çıxararaq su itkisini minimuma endirmək qabiliyyəti onlara çox az yağış alan səhra mühitlərinə uyğunlaşmağa imkan verir. [194]

Qidalanma və həzm

Heyvanlar heterotrofdurlar, çünki onlar enerji və üzvi birləşmələr əldə etmək üçün digər canlı orqanizmlərlə qidalanırlar. [195] Görünən qida obyektlərini hədəfə almaq, kiçik qida hissəciklərini toplamaq və ya kritik qida ehtiyacları üçün mikroblardan asılı olaraq üç əsas yolla qida əldə edə bilirlər. Qidada saxlanılan enerjinin miqdarı qidanın oksigenin iştirakı ilə yandırılması zamanı buraxılan istilik miqdarına (kalori və ya kilojoulla ölçülür) əsasən ölçülə bilər. Heyvan həddindən artıq miqdarda kimyəvi enerji ehtiva edən qidaları istehlak etsəydi, o, enerjinin böyük hissəsini gələcək istifadə üçün lipidlər şəklində və bu enerjinin bir hissəsini daha dərhal istifadə etmək üçün (məsələn, beynin enerji ehtiyaclarını ödəmək üçün) glikogen kimi saxlayacaqdır. ). [195] Qidada olan molekullar böyümə və inkişaf üçün lazım olan kimyəvi tikinti bloklarıdır. Bu molekullara karbohidratlar, yağlar və zülallar kimi qidalar daxildir. Vitaminlər və minerallar (məsələn, kalsium, maqnezium, natrium və fosfor) da vacibdir. Adətən ağızdan anusa qədər uzanan boruvari traktdan ibarət olan həzm sistemi qida qəbul edildikdən qısa müddət sonra bağırsaq lümenindən peristaltik şəkildə aşağı enərkən kiçik molekullara parçalanmasında (və ya həzmində) iştirak edir. Bu kiçik qida molekulları daha sonra lümendən qana sorulur, burada onlar tikinti blokları (məsələn, amin turşuları) və ya enerji mənbələri (məsələn, qlükoza) kimi bədənin qalan hissəsinə paylanır. [195]

Onurğalı heyvanların həzm sistemlərinə əlavə olaraq, həzm sistemlərinin bir hissəsi olaraq qaraciyər və mədəaltı vəzi kimi köməkçi bezlər var. [195] Bu heyvanlarda qidanın işlənməsi ağız, yemək borusu və mədədən ibarət olan ön bağırsağından başlayır. Qidanın mexaniki həzmi ağızda qida borusunun qidanın mədəyə çatması üçün keçid yolu kimi xidmət etməsi ilə başlayır, burada saxlanılır və sonrakı emal üçün (mədə turşusu ilə) parçalanır. Mədədən çıxdıqdan sonra qida bağırsağın birinci hissəsi olan (və ya məməlilərdə nazik bağırsağa) olan orta bağırsağa daxil olur və əsas həzm və sorulma yeridir. Həzm olunmayan qidalar bağırsağın ikinci hissəsi olan arxa bağırsaqda (və ya məməlilərdə qalın bağırsaq) həzm olunmayan tullantı (və ya nəcis) kimi saxlanılır. Arxa bağırsaq daha sonra nəcisin düz bağırsaqdan çıxarılmasından əvvəl lazım olan suyun və duzun reabsorbsiyasını tamamlayır. [195]

Nəfəs alma

Tənəffüs sistemi heyvanlarda və bitkilərdə qaz mübadiləsi üçün istifadə olunan xüsusi orqan və strukturlardan ibarətdir. Buna səbəb olan anatomiya və fiziologiya orqanizmin ölçüsündən, yaşadığı mühitdən və təkamül tarixindən asılı olaraq çox dəyişir. Quru heyvanlarında tənəffüs səthi ağciyərlərin astarları kimi daxililəşir. [196] Ağciyərlərdə qaz mübadiləsi məməlilərdə və sürünənlərdə milyonlarla kiçik hava kisələrində baş verir, bunlara alveollar, quşlarda isə qulaqcıqlar deyilir. Bu mikroskopik hava kisələri çox zəngin bir qan tədarükünə malikdir və beləliklə, havanı qanla sıx təmasda saxlayır. [197] Bu hava kisələri tənəffüs yolları sistemi və ya içi boş borular vasitəsilə xarici mühitlə əlaqə qurur ki, bunlardan ən böyüyü nəfəs borusudur və döş qəfəsinin ortasında iki əsas bronxda budaqlanır. Bunlar ağciyərlərə daxil olur, burada onlar getdikcə daha daralmış ikincili və üçüncü dərəcəli bronxlara, daha çox sayda kiçik borulara, bronxiollara şaxələnirlər. Quşlarda bronxiollara parabronxlar deyilir. Məməlilərdə mikroskopik alveolalara, quşlarda isə atriyaya ümumiyyətlə açılan bronxiollar və ya parabronxlardır. Tənəffüs əzələlərini əhatə edən tənəffüs prosesi ilə hava ətraf mühitdən alveollara və ya atriyaya vurulmalıdır.

Dövriyyə

Qan dövranı sistemi adətən ürək, maye (qan) və onu çatdıran qan damarları sistemi kimi əzələ nasosundan ibarətdir. [198] [199] Onun əsas funksiyası qan və digər maddələri hüceyrəyə (biologiyaya) və toxumalara daşımaqdır. Qan dövranı sistemi iki növdür: açıq və qapalı. Açıq qan dövranı sistemlərində qan bütün bədəndə dolaşarkən qan damarlarından çıxır, qapalı qan dövranı sistemində isə qan dövran edərkən qan damarlarının içərisində olur. Açıq qan dövranı sistemi onurğasız heyvanlarda (məsələn, həşəratlar, hörümçəklər və omarlar) müşahidə oluna bilər, qapalı qan dövranı sistemi isə balıqlar, amfibiyalar və məməlilər kimi onurğalı heyvanlarda tapıla bilər. Heyvanlarda qan dövranı iki növ toxuma arasında baş verir: sistem toxumaları və tənəffüs (və ya ağciyər) orqanları. [198] Sistemli toxumalar heyvanın tənəffüs orqanlarından başqa bədənini təşkil edən bütün toxuma və orqanlardır. Sistem toxumaları oksigeni qəbul edir, lakin qana karbon qazı əlavə edir, tənəffüs orqanları isə karbon qazını alır, lakin qana oksigen əlavə edir. [200] Quşlarda və məməlilərdə sistem və ağciyər sistemləri ardıcıl olaraq bağlıdır.

Qan dövranı sistemində qan vacibdir, çünki oksigen, karbon qazı, qida maddələri, hormonlar, immun sisteminin agentləri, istilik, tullantılar və digər malların daşınması vasitəsidir. [198] Yer qurdları və zəlilər kimi annelidlərdə qan damarları təşkil edən ürək əzələlərinin peristaltik daralma dalğaları ilə hərəkətə gətirilir. Xərçəngkimilər (məsələn, xərçəngkimilər və xərçənglər) kimi digər heyvanların bütün bədənlərində qanı ötürmək üçün birdən çox ürəyi var. Onurğalıların ürəkləri çoxkameralıdır və mədəcikləri hər ürək dövründə büzüldükdə qanı vura bilir, bu da qanı qan damarlarından keçir. [198] Onurğalıların ürəkləri miyogen olsa da, onların daralma sürəti (və ya ürək dərəcəsi) bədənin avtonom sinir sistemindən gələn sinir girişi ilə modulyasiya edilə bilər.

Əzələ və hərəkət

Onurğalılarda əzələ sistemi skelet, hamar və ürək əzələlərindən ibarətdir. Bədənin hərəkətini təmin edir, duruşu qoruyur və bütün bədəndə qan dövranını təmin edir. [201] Skelet sistemi ilə birlikdə onurğalı heyvanların hərəkətinə cavabdeh olan dayaq-hərəkət sistemini əmələ gətirir. [202] Skelet əzələlərinin daralması neyrojenikdir, çünki onlar motor neyronlardan sinaptik giriş tələb edir. Tək bir motor neyron çoxlu əzələ liflərini innervasiya edə bilir və bununla da liflərin eyni zamanda büzülməsinə səbəb olur. İnnervasiya edildikdən sonra, hər bir skelet əzələsi lifi içərisindəki protein filamentləri bir-birinin yanından sürüşərək büzülmə əmələ gətirir və bu, sürüşən filament nəzəriyyəsi ilə izah olunur. Yaranan daralma, fəaliyyət potensialının tezliyindən asılı olaraq seğirmə, toplama və ya tetanoz kimi təsvir edilə bilər. Skelet əzələlərindən fərqli olaraq, hamar və ürək əzələlərinin daralması miogen xarakter daşıyır, çünki onlar motor neyron əvəzinə hamar və ya ürək əzələ hüceyrələrinin özləri tərəfindən başlanır. Buna baxmayaraq, onların sancmalarının gücü avtonom sinir sistemindən gələn girişlə modullaşdırıla bilər. Hər üç əzələ toxumasında daralma mexanizmləri oxşardır.

Torpaq qurdları və zəlilər kimi onurğasızlarda dairəvi və uzununa əzələ hüceyrələri bu heyvanların bədən divarını təşkil edir və onların hərəkətindən məsuldur. [203] Torpaqda hərəkət edən soxulcanda, məsələn, dairəvi və uzununa əzələlərin daralması qarşılıqlı olaraq baş verir, selomik maye isə yer qurdunun turgidliyini saxlayaraq hidroskelet rolunu oynayır. [204] Mollyuskalar və nematodlar kimi digər heyvanlar, onurğalıların skelet və ya ürək əzələlərində olduğu kimi eninə deyil, spiral şəklində düzülmüş qalın və nazik saplardan ibarət zolaqları ehtiva edən əyri zolaqlı əzələlərə malikdirlər. [205] Arı, milçək, arı və böcək kimi inkişaf etmiş həşəratlar bu heyvanlarda uçuş əzələlərini təşkil edən asinxron əzələlərə malikdirlər. [205] Bu uçuş əzələləri tez-tez adlanır fibrilyar əzələlər çünki onların tərkibində qalın və gözə çarpan miofibrillər var. [206]

Sinir sistemi

Sinir sistemi duyğu məlumatlarını emal edən və davranışlar yaradan hüceyrələr şəbəkəsidir. Hüceyrə səviyyəsində sinir sistemi məlumatı idarə etmək üçün ixtisaslaşmış hüceyrələr olan neyronların olması ilə müəyyən edilir. [208] Onlar sinaps adlanan əlaqə yerlərində məlumat ötürə və ya qəbul edə bilərlər. [208] Daha dəqiq desək, neyronlar akson adlanan nazik lifləri boyunca hərəkət edən sinir impulslarını (və ya fəaliyyət potensialını) keçirə bilər, sonra elektrik sinapsları vasitəsilə birbaşa qonşu hüceyrəyə ötürülə bilər və ya kimyəvi sinapslarda neyrotransmitter adlanan kimyəvi maddələrin buraxılmasına səbəb ola bilər. Natrium nəzəriyyəsinə görə, bu fəaliyyət potensialları neyron hüceyrə membranının natrium ionlarına artan keçiriciliyi ilə yarana bilər. [209] Neyronlar və ya əzələ hüceyrələri kimi hüceyrələr başqa neyrondan siqnal aldıqda həyəcanlana və ya inhibə edilə bilər. Neyronlar arasındakı əlaqələr orqanizmin dünyanı qavrayışını yaradan və onun davranışını təyin edən neyron yollar, neyron sxemlər və daha böyük şəbəkələr yarada bilər. Sinir sistemində neyronlarla yanaşı, struktur və metabolik dəstək verən glia və ya glial hüceyrələr adlanan digər ixtisaslaşmış hüceyrələr var.

Sinir sistemləri çoxhüceyrəli heyvanların əksəriyyətində olur, lakin mürəkkəbliyi baxımından çox dəyişir. [210] Onurğalılarda sinir sistemi beyin və onurğa beynini əhatə edən mərkəzi sinir sistemindən (MSS) və mərkəzi sinir sistemini bütün digər hissələri ilə birləşdirən sinirlərdən ibarət periferik sinir sistemindən (PNS) ibarətdir. bədən. MSS-dən siqnal ötürən sinirlərə motor sinirləri və ya efferent sinirlər, bədəndən MSS-ə məlumat ötürən sinirlərə isə hissiyyat sinirləri və ya afferent sinirlər deyilir. Onurğa sinirləri hər iki funksiyanı yerinə yetirən qarışıq sinirlərdir. PNS üç ayrı alt sistemə, somatik, avtonom və bağırsaq sinir sistemlərinə bölünür. Somatik sinirlər könüllü hərəkətə vasitəçilik edir. Avtonom sinir sistemi daha çox simpatik və parasimpatik sinir sistemlərinə bölünür. Simpatik sinir sistemi fövqəladə hallarda enerjini səfərbər etmək üçün, parasimpatik sinir sistemi isə orqanizmlər rahat vəziyyətdə olduqda işə düşür. Bağırsaq sinir sistemi mədə-bağırsaq sistemini idarə etmək üçün fəaliyyət göstərir. Həm avtonom, həm də bağırsaq sinir sistemi qeyri-ixtiyari fəaliyyət göstərir. Birbaşa beyindən çıxan sinirlərə kranial sinirlər, onurğa beynindən çıxanlara isə onurğa sinirləri deyilir.

Bir çox heyvanların ətraf mühiti aşkar edə bilən hiss orqanları var. Bu hiss orqanlarında qıcıqlandırıcıları elektrik siqnallarına çevirən duyğu neyronları olan hiss reseptorları var. [211] Məsələn, dəri, əzələ və eşitmə orqanlarında tapıla bilən mexanoreseptorlar təzyiqlərin dəyişməsinə cavab olaraq fəaliyyət potensialı yaradır. [211] [212] Onurğalıların tor qişasının bir hissəsi olan çubuqlar və konuslar kimi fotoreseptor hüceyrələr işığın xüsusi dalğa uzunluqlarına cavab verə bilər. [211] [212] Xemoreseptorlar ağızda (dadda) və ya havada (qoxuda) kimyəvi maddələri aşkarlayır. [212]

Hormonal nəzarət

Hormonlar, funksiyalarını tənzimləmək üçün qanda uzaq orqanlara daşınan siqnal molekullarıdır. [213] [214] Hormonlar heyvanın endokrin sisteminin bir hissəsi olan daxili vəzilər tərəfindən ifraz olunur. Onurğalılarda hipotalamus bütün endokrin sistemlər üçün sinir nəzarət mərkəzidir. Xüsusilə insanlarda əsas endokrin bezlər qalxanabənzər vəzi və böyrəküstü vəzilərdir. Digər bədən sistemlərinin bir hissəsi olan bir çox digər orqanlar sümük, böyrəklər, qaraciyər, ürək və cinsi vəzilər də daxil olmaqla ikincil endokrin funksiyalara malikdir. Məsələn, böyrəklər endokrin hormon eritropoetin ifraz edir. Hormonlar amin turşusu kompleksləri, steroidlər, eikosanoidlər, leykotrienlər və ya prostaqlandinlər ola bilər. [215] Endokrin sistemi həm orqanizmin xaricinə hormonlar ifraz edən ekzokrin bezlər, həm də nisbətən qısa məsafədə hüceyrələr arasında parakrin siqnal ötürülməsi ilə ziddiyyət təşkil edə bilər. Endokrin bezlərin kanalları yoxdur, damarlıdır və adətən hormonlarını saxlayan hüceyrədaxili vakuollar və ya qranullar olur. Bunun əksinə olaraq, tüpürcək vəziləri, tər vəziləri və mədə-bağırsaq traktındakı bezlər kimi ekzokrin bezlər daha az damarlı olur və kanalları və ya içi boş lümenə malikdir.

Heyvanların çoxalması

Heyvanlar iki yolla çoxala bilər: aseksual və cinsi. Demək olar ki, bütün heyvanlar cinsi çoxalmanın bir növü ilə məşğul olurlar. [216] Meyoz yolu ilə haploid gametlər əmələ gətirirlər. Daha kiçik, hərəkətli gametlər spermatozoidlər, daha böyük, hərəkətsiz gametlər isə yumurtalıqlardır. [217] Bunlar birləşərək ziqotlar əmələ gətirir, [218] mitoz yolu ilə blastula adlanan içi boş sferaya çevrilir. Süngərlərdə blastula sürfələri yeni yerə üzür, dənizin dibinə yapışır və yeni süngərə çevrilir. [219] Əksər digər qruplarda blastula daha mürəkkəb yenidən quruluşa məruz qalır. [220] O, əvvəlcə həzm kamerası və iki ayrı mikrob təbəqəsi, xarici ektoderma və daxili endoderma olan qastrula əmələ gətirmək üçün invaginasiya edir. [221] Əksər hallarda onların arasında üçüncü mikrob təbəqəsi - mezoderma da inkişaf edir. [222] Bu mikrob təbəqələri daha sonra toxuma və orqanlar əmələ gətirmək üçün fərqlənir. [223] Bəzi heyvanlar aseksual çoxalma qabiliyyətinə malikdirlər ki, bu da çox vaxt valideynin genetik klonu ilə nəticələnir. Bu, məsələn, parçalanma qönçələnmə yolu ilə baş verə bilər Hidra və digər cnidarians və ya partenogenez, burada münbit yumurtalar cütləşmədən istehsal olunur, məsələn, aphidlərdə. [224] [225]

Heyvan inkişafı

Heyvanların inkişafı mayalanma zamanı sperma və yumurtanın birləşməsindən yaranan ziqotun əmələ gəlməsi ilə başlayır. [226] Zigota blastula adlanan oxşar hüceyrələrdən ibarət bir top meydana gətirən bölünmə adlanan hüceyrə bölünməsinin sürətli çoxlu mitotik hüceyrə dövrünü keçir. Qastrulyasiya baş verir, bunun nəticəsində morfogenetik hərəkətlər hüceyrə kütləsini ektoderma, mezoderma və endodermanı təşkil edən üç mikrob təbəqəsinə çevirir.

Qastrulyasiyanın sonu orqanogenezin başlanğıcını bildirir, bununla da üç mikrob təbəqəsi orqanizmin daxili orqanlarını əmələ gətirir. [227] Üç mikrob təbəqəsinin hər birinin hüceyrələri differensiasiyadan keçir, bu prosesdə daha az ixtisaslaşmış hüceyrələrin xüsusi genlər dəstinin ifadəsi ilə daha çox ixtisaslaşması baş verir. Hüceyrə diferensiasiyası hüceyrədənkənar siqnallardan təsirlənir, məsələn, jukstrarin siqnalizasiya adlanan qonşu hüceyrələrə və ya parakrin siqnalizasiya adlanan qısa məsafələrdə qonşu hüceyrələrə mübadilə edilən böyümə faktorları. [228] [229] Hüceyrədaxili siqnallar hüceyrənin özündən (otokrin siqnalından) ibarətdir və orqan əmələ gəlməsində də rol oynayır. Bu siqnal yolları hüceyrələrin yenidən qurulmasına imkan verir və orqanların orqanizmin müəyyən yerlərində əmələ gəlməsini təmin edir. [227] [230]

İmmun sistemi

İmmunitet sistemi müxtəlif patogenləri aşkar edən və onlara cavab verən bioloji proseslər şəbəkəsidir. Bir çox növlərin immun sisteminin iki əsas alt sistemi var. Anadangəlmə immunitet sistemi geniş vəziyyət qruplarına və stimullara əvvəlcədən konfiqurasiya edilmiş cavab verir. Adaptiv immun sistemi əvvəllər rastlaşdığı molekulları tanımağı öyrənərək hər bir stimula uyğunlaşdırılmış cavab verir. Hər ikisi funksiyalarını yerinə yetirmək üçün molekullardan və hüceyrələrdən istifadə edir.

Demək olar ki, bütün orqanizmlərin bir növ immun sistemi var. Bakteriyalar virus infeksiyalarından qoruyan fermentlər şəklində rudimentar immun sisteminə malikdirlər. Digər əsas immun mexanizmlər qədim bitki və heyvanlarda təkamül keçirmiş və onların müasir nəsillərində qalmışdır. Bu mexanizmlərə faqositoz, defensinlər adlanan antimikrob peptidlər və komplement sistemi daxildir. Çənəli onurğalılar, o cümlədən insanlar, patogenləri daha effektiv tanımaq üçün uyğunlaşma qabiliyyəti də daxil olmaqla, daha mürəkkəb müdafiə mexanizmlərinə malikdirlər. Adaptiv (və ya qazanılmış) toxunulmazlıq immunoloji yaddaş yaradır ki, bu da həmin patogenlə sonrakı qarşılaşmalarda gücləndirilmiş reaksiyaya səbəb olur. Qazanılmış toxunulmazlığın bu prosesi peyvəndin əsasını təşkil edir.

Heyvan davranışı

Davranışlar heyvanların bir-biri ilə və ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsində mərkəzi rol oynayır. [231] Bir-birinə yaxınlaşmaq, səs salmaq, sığınacaq axtarmaq və köç etmək üçün əzələlərini istifadə edə bilirlər. Heyvanın sinir sistemi onun davranışlarını aktivləşdirir və koordinasiya edir. Sabit fəaliyyət nümunələri, məsələn, öyrənmədən baş verən genetik olaraq müəyyən edilmiş və stereotipli davranışlardır. [231] [232] Bu davranışlar sinir sisteminin nəzarəti altındadır və olduqca mürəkkəb ola bilər. [231] Nümunələrə analarının dimdiyi üzərindəki qırmızı nöqtədə kələm qağayısının cücələrinin dimilməsi daxildir. Təbii seçmə nəticəsində ortaya çıxan digər davranışlara yem axtarma, cütləşmə və altruizm daxildir. [233] İnkişaf etmiş davranışa əlavə olaraq, heyvanlar ilkin fərdi təcrübələr nəticəsində davranışlarını dəyişdirərək öyrənmə qabiliyyətini inkişaf etdirmişlər. [231]

Ekologiya

Ekosistemlər

Ekologiya canlı orqanizmlərin yayılması və bolluğunu, onların ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsini öyrənir. [234] Canlı (biotik) orqanizmlərin yaşadıqları mühitin cansız (abiotik) komponentləri (məsələn, su, işıq, radiasiya, temperatur, rütubət, atmosfer, turşuluq və torpaq) ilə birlikdə birləşməsi ekosistem adlanır. [235] [236] [237] Bu biotik və abiotik komponentlər qida dövrləri və enerji axınları vasitəsilə bir-birinə bağlıdır. [238] Günəşdən gələn enerji fotosintez yolu ilə sistemə daxil olur və bitki toxumasına daxil olur. Heyvanlar bitkilərlə və bir-birləri ilə qidalanaraq sistemdə maddə və enerjinin hərəkətində mühüm rol oynayırlar. Onlar həmçinin mövcud bitki və mikrob biokütləsinin miqdarına təsir göstərir. Ölü üzvi maddələri parçalayaraq, parçalayıcılar karbonu yenidən atmosferə buraxır və ölü biokütlədə saxlanılan qida maddələrini bitkilər və digər mikroblar tərəfindən asanlıqla istifadə edilə bilən formaya çevirərək qida maddələrinin dövranını asanlaşdırır. [239]

Yerin fiziki mühiti günəş enerjisi və topoqrafiya ilə formalaşır. [237] Günəş enerjisinin daxilolma miqdarı Yerin sferik forması və onun eksenel əyilməsi səbəbindən məkan və zamanda dəyişir. Günəş enerjisi daxilolmalarının dəyişməsi hava və iqlim nümunələrini idarə edir. Hava gündəlik temperatur və yağıntı fəaliyyətidir, iqlim isə havanın uzunmüddətli orta göstəricisidir və adətən 30 il ərzində orta hesabla müəyyən edilir. [240] [241] Topoqrafiyanın dəyişməsi də ətraf mühitin heterojenliyini yaradır. Məsələn, dağın külək tərəfində hava qalxır və soyuyur, su qaz halından maye və ya bərk halına keçir, nəticədə yağış və ya qar kimi yağıntılar olur. [237] Nəticə olaraq, nəm mühitlər sulu bitki örtüyünün böyüməsinə imkan verir. Bunun əksinə olaraq, hava enərkən və isindikcə yağıntıların olmaması səbəbindən dağın rütubətli tərəfində şərait quru olur və rütubət atmosferdə su buxarı kimi qalır. Temperatur və yağıntılar yer biomlarını formalaşdıran əsas amillərdir.

Əhali

Populyasiya bir ərazini tutan və nəsildən-nəslə çoxalan eyni növdən olan orqanizmlərin sayıdır. [242] [243] [244] [245] [246] Onun bolluğu vahid əraziyə (məsələn, quruya və ya ağaca) və ya həcmə (məsələn, dəniz və ya hava) düşən fərdlərin sayı olan əhali sıxlığından istifadə etməklə ölçülə bilər. [242] Nəzərə alsaq ki, böyük bir populyasiyada olan hər bir fərdi onun ölçüsünü müəyyən etmək üçün hesablamaq adətən qeyri-mümkündür, populyasiyanın ölçüsünü əhalinin sıxlığını əraziyə və ya həcmə vurmaqla təxmin etmək olar. Qısamüddətli fasilələrlə əhalinin artımı doğum, ölüm və immiqrasiya nisbətlərini nəzərə alan əhalinin artım sürəti tənliyi ilə müəyyən edilə bilər. Uzunmüddətli perspektivdə əhalinin eksponensial artımı daşıma qabiliyyətinə çatdıqda yavaşlamağa meyllidir və bu, logistik tənlikdən istifadə etməklə modelləşdirilə bilər. [243] Mühitin daşıma qabiliyyəti qida, yaşayış mühiti, su və mövcud olan digər resurslar nəzərə alınmaqla, həmin xüsusi mühit tərəfindən təmin edilə bilən növün maksimum populyasiya ölçüsüdür. [247] Əhalinin daşıma qabiliyyətinə dəyişən ətraf mühit şəraiti təsir edə bilər, məsələn, mövcud resursların dəyişməsi və onların saxlanması xərcləri. İnsan populyasiyalarında, Yaşıl inqilab kimi yeni texnologiyalar, zamanla Yerin insanlar üçün daşıma qabiliyyətini artırmağa kömək etdi, bu da yaxınlaşan əhalinin azalması ilə bağlı proqnozlara mane oldu, məşhuru 18-ci əsrdə Tomas Maltus idi. [242]

İcmalar

İcma eyni coğrafi ərazini eyni vaxtda tutan iki və ya daha çox müxtəlif növdən ibarət populyasiyalar qrupudur. Bioloji qarşılıqlı təsir, bir cəmiyyətdə birlikdə yaşayan bir cüt orqanizmin bir-birinə təsiridir. Onlar ya eyni növdən (intraspesifik qarşılıqlı təsirlər), ya da müxtəlif növlərdən (növlərarası qarşılıqlı təsirlər) ola bilər. Bu təsirlər tozlanma və yırtıcılıq kimi qısamüddətli ola bilər və ya uzunmüddətli ola bilər, hər ikisi çox vaxt cəlb olunan növlərin təkamülünə güclü təsir göstərir. Uzunmüddətli qarşılıqlı əlaqə simbioz adlanır. Simbiozlar qarşılıqlılıqdan tutmuş, hər iki tərəfdaşa faydalı, rəqabətə, hər iki tərəfdaş üçün zərərli ola bilər. [249]

Hər bir növ istehlakçı, resurs və ya hər ikisi kimi qida zəncirlərinin və ya qida şəbəkələrinin əsasını təşkil edən istehlakçı-resurs qarşılıqlı əlaqəsində iştirak edir. [250] İstənilən qida şəbəkəsində müxtəlif trofik səviyyələr vardır, ən aşağı səviyyə enerjini və qeyri-üzvi materialı üzvi birləşmələrə çevirən bitkilər və yosunlar kimi əsas istehsalçılar (yaxud avtotroflar)dır və daha sonra digərləri tərəfindən istifadə edilə bilər. icma. [54] [251] [252] Növbəti səviyyədə digər orqanizmlərdən üzvi birləşmələri parçalayaraq enerji əldə edən növlər olan heterotroflar dayanır. [250] Bitkiləri istehlak edən heterotroflar ilkin istehlakçılardır (yaxud ot yeyənlər), otyeyənləri istehlak edən heterotroflar isə ikincil istehlakçılardır (yaxud ətyeyənlər). İkinci dərəcəli istehlakçıları yeyənlər isə üçüncü istehlakçılardır və s. Omnivor heterotroflar müxtəlif səviyyələrdə istehlak edə bilirlər. Nəhayət, orqanizmlərin tullantı məhsulları və ya ölü cəsədləri ilə qidalanan parçalayıcılar var. [250]

Orta hesabla, vaxt vahidi üçün trofik səviyyənin biokütləsinə daxil edilən enerjinin ümumi miqdarı onun istehlak etdiyi trofik səviyyənin enerjisinin təxminən onda birini təşkil edir. Parçalayıcılar tərəfindən istifadə edilən tullantılar və ölü material, eləcə də maddələr mübadiləsi nəticəsində itirilən istilik növbəti trofik səviyyə tərəfindən istehlak edilməyən enerjinin digər doxsan faizini təşkil edir. [253]

Biosfer

Qlobal ekosistemdə (və ya biosferdə) maddə forma və yerlərindən asılı olaraq biotik və ya abiotik, eləcə də əlçatan və ya əlçatmaz ola bilən müxtəlif qarşılıqlı əlaqədə olan bölmələr kimi mövcuddur. [255] Məsələn, yerüstü avtotroflardan olan maddə həm biotikdir, həm də digər canlı orqanizmlər üçün əlçatandır, süxurlar və minerallardakı maddə isə abiotikdir və canlı orqanizmlər üçün əlçatmazdır. Biogeokimyəvi dövr, maddənin xüsusi elementlərinin Yerin biotik (biosfer) və abiotik (litosfer, atmosfer və hidrosfer) bölmələri vasitəsilə çevrildiyi və ya köçürüldüyü bir yoldur. Azot, karbon və su üçün biogeokimyəvi dövrələr var. Bəzi dövrlərdə var su anbarları maddənin uzun müddət qaldığı və ya sekvestr edildiyi.

İqlim dəyişikliyinə həm insanların yaratdığı istixana qazlarının emissiyaları ilə bağlı qlobal istiləşmə, həm də hava şəraitinin genişmiqyaslı dəyişiklikləri daxildir. Əvvəlki iqlim dəyişikliyi dövrləri olsa da, 20-ci əsrin ortalarından bəri insanlar Yerin iqlim sisteminə görünməmiş təsir göstərmiş və qlobal miqyasda dəyişikliklərə səbəb olmuşdur. [256] İstiləşmənin ən böyük amili 90%-dən çoxunu karbon qazı və metan təşkil edən istixana qazlarının emissiyasıdır. [257] Enerji istehlakı üçün qalıq yanacağın yandırılması (kömür, neft və təbii qaz) kənd təsərrüfatı, meşələrin qırılması və istehsalatdan əlavə töhfələrlə bu emissiyaların əsas mənbəyidir.[258] Temperaturun yüksəlməsi günəş işığını əks etdirən qar və buz örtüyünün itirilməsi, artan su buxarının (istixana qazının özü) və quruda və okeanda karbon batmalarında dəyişikliklər kimi iqlim reaksiyaları ilə sürətlənir və ya zəifləyir.

Qoruma

Qoruma biologiyası növlərin, onların yaşayış yerlərinin və ekosistemlərin həddindən artıq nəsli kəsilmə sürətindən və biotik qarşılıqlı təsirlərin aşınmasından qorumaq məqsədi ilə Yerin biomüxtəlifliyinin qorunmasının öyrənilməsidir. [259] [260] [261] O, biomüxtəlifliyin saxlanmasına, itirilməsinə və bərpasına təsir edən amillərlə və genetik, populyasiya, növ və ekosistem müxtəlifliyini yaradan təkamül proseslərini davam etdirmək elmi ilə əlaqədardır. [262] [263] [264] [265] Narahatlıq planetdəki bütün növlərin 50%-ə qədərinin yaxın 50 il ərzində yoxa çıxacağını irəli sürən təxminlərdən irəli gəlir, [266] bu, yoxsulluğa, aclığa və ölümə səbəb olub. bu planetdə təkamül kursunu yenidən qurun. [267] [268] Biomüxtəliflik insanların asılı olduğu müxtəlif xidmətlər təqdim edən ekosistemlərin fəaliyyətinə təsir göstərir.

Mühafizə bioloqları biomüxtəlifliyin itirilməsi tendensiyaları, növlərin yox olması və bunların insan cəmiyyətinin rifahını təmin etmək imkanlarımıza mənfi təsirləri haqqında araşdırma aparır və maarifləndirir. Təşkilatlar və vətəndaşlar mövcud biomüxtəliflik böhranına qlobal miqyasda yerli narahatlıqları cəlb edən tədqiqat, monitorinq və təhsil proqramlarını yönləndirən mühafizə fəaliyyət planları vasitəsilə cavab verirlər. [269] [262] [263] [264]


Tina M. Henkin 1995-ci ildən dərs dediyi Ohayo Dövlət Universitetində mikrobiologiya professoru, Robert V. və Estelle S. Binqham Biologiya Elmləri üzrə professordur. Dr. Henkin Viskonsin Universitetində genetika üzrə fəlsəfə doktoru dərəcəsi alıb.

Cozef E. Peters o, 2002-ci ildən dərs dediyi Kornell Universitetində Mikrobiologiya professoru və Mikrobiologiya üzrə Məzun Proqramının Direktorudur. Dr. Peters Merilend Universitetində mikrobiologiya üzrə fəlsəfə doktoru dərəcəsi alıb.


Bakteriyalar və Xəstəliklər

Bakteriyalar çoxalaraq qan dövranında infeksiyaya səbəb ola bilər. Müəyyən növ bakteriyaların qan dövranına daxil olması bakteriemiya adlanır. Əgər işğalçı bakteriyalar qana toksinlər də buraxırsa, bu xəstəliyə qan zəhərlənməsi və ya septisemi də demək olar. StafilokokkStreptokokk adətən septisemiya ilə əlaqələndirilir.

Qan axını bədənin qoruyucu dəri örtüyündəki yara və ya aşınma yolu ilə və ya bədənin başqa bir yerində başqa bir infeksiya nəticəsində və ya cərrahi əməliyyat zamanı və ya bakteriyaların daxil olması ilə daxil olan bakteriyaların işğalına həssasdır. bir dərmanın yeridilməsi zamanı iynə.

Yoluxduran bakteriyanın şəxsiyyətindən və insan sahibinin fiziki vəziyyətindən (ilk növbədə immunitet sisteminin effektivliyinə görə) asılı olaraq, bakteriemik infeksiyalar heç bir simptom yaratmaya bilər. Bununla belə, bəzi infeksiyalar, immunitet sisteminin infeksiyanın öhdəsindən gəldiyi üçün yüksək temperaturdan infeksiyanın ürəyə yayılmasına (endokardit və ya perikardit) və ya sinir hüceyrələrinin örtülməsinə (meningit) qədər simptomlar yaradır. Daha nadir hallarda, bakteriemik infeksiya septik şok kimi tanınan bir vəziyyət yarada bilər. Sonuncu, infeksiya bədənin müdafiə mexanizmlərinin öhdəsindən gəlmək qabiliyyətini aşdıqda baş verir. Septik şok ölümcül ola bilər.

Septisemik infeksiyalar adətən müəyyən edilmiş infeksiyanın yayılması nəticəsində yaranır. Bakteremik (və septisemik) infeksiyalar tez-tez dərinin səthində və ya daxili səthlərdə, məsələn, bağırsaq traktının epitel hüceyrələrində normal yaşayan bakteriyalardan yaranır. Normal mühitlərində bakteriyalar zərərsizdir və hətta faydalı ola bilər. Ancaq bədənin digər hissələrinə daxil olarsa, bu komensal bakteriyalar sağlamlıq üçün təhlükə yarada bilər. Bu kommensal bakteriyaların qan dövranına daxil olması əksər insanlar üçün normal bir hadisədir. İnsanların əksəriyyətində isə immunitet sistemi işğalçılarla mübarizə aparmaqdan daha çox qadirdir. İmmunitet sistemi səmərəli fəaliyyət göstərmirsə, işğalçı bakteriyalar çoxalda və infeksiya yarada bilər. İmmunitet sistemini zəiflədən vəziyyətlərə misal olaraq başqa xəstəlik (məsələn, qazanılmış immun çatışmazlığı sindromu və bəzi xərçəng növləri), şüalanma kimi müəyyən tibbi müalicələr və narkotik və ya spirtdən sui-istifadə ola bilər.

Bakteremik infeksiyalarla ən çox əlaqəli olan bakteriya nümunələri bunlardır Stafilokokk , Streptokokk , Pseudomonas , hemofil , və Escherichia coli .

Bakteremiyanın ümumiləşdirilmiş yeri ümumiləşdirilmiş simptomlar yaradır. Bu simptomlara atəş, titrəmə, qarın ağrısı, qusma ilə ürək bulanması və ümumi sağlamlıq hissi daxil ola bilər. Bütün bu simptomlar eyni anda mövcud deyil. Semptomların qeyri-spesifik təbiəti infeksiya daha möhkəm qurulana qədər həkimin bakteriemiyadan şübhələnməsinə mane ola bilər. Septik şok daha kəskin simptomlar yaradır, o cümlədən tənəffüs və ürək döyüntülərinin artması, şüurun itirilməsi və bütün bədən orqanlarının çatışmazlığı. Septik şokun başlanğıcı sürətli ola bilər, buna görə də təcili tibbi yardım vacibdir.

Bir çox digər infeksiyalarda olduğu kimi, bakteriemik infeksiyaların da qarşısı əllərin yuyulması, yaraların təmizlənməsi və canlı bakteriyaların səthini müvəqqəti azad etmək üçün inyeksiya yerlərinin təmizlənməsi daxil olmaqla, müvafiq gigiyenik prosedurlara riayət etməklə alına bilər. Steril cərrahi prosedurların meydana gəlməsi ilə əlaqədar olaraq əməliyyat nəticəsində yaranan bakteriemik infeksiyaların nisbəti indi keçmişə nisbətən çox azdır, lakin hələ də ciddi narahatlıq doğurur.

Bakterial infeksiya heç də həmişə xəstəliklə nəticələnmir, hətta patogen virulent olsa belə (xəstəliyə səbəb ola bilir). Patogenezin mərhələləri (həqiqi xəstəliyə səbəb olma prosesi) bir sıra genetik və ətraf mühit amillərindən asılı ola bilər. Bəzi hallarda, patogen bakteriyalar bədənin digər hissələrində hüceyrələrə zərər vermək üçün faktiki infeksiya yerindən miqrasiya edən hüceyrədənkənar olaraq ayrılan toksinlər (ekzotoksinlər) istehsal edir.


Videoya baxın: Biologiya 6-cı sinif 6. Laboratoriya avadanlıqları (Oktyabr 2022).