Система организмов

СИСТЕМА ОРГАНИЗМОВ. Мир живых существ насчитывает не менее 2 миллионов видов. Всё это многообразие организмов изучает систематика. Современная систематика стремится к созданию эволюционной, или филогенетической, системы организмов, разрабатываемой на всех таксономических уровнях — от видового и подвидового до высших таксонов: классов, отделов (типов) и царств.

До середины XX века органический мир обычно делили только на два царства — растений и животных. Хотя ещё в XIX веке все одноклеточные или даже все низшие организмы (простейшие, водоросли и низшие грибы) считали возможным выделить в самостоятельное царство, а некоторые микологи предлагали выделить в отдельное царство грибы, только с развитием электронной микроскопии и молекулярной биологии в середине XX века началась фундаментальная перестройка всей системы высших таксонов.

Принципиально важным было установление факта резкого отличия бактерий, цианобактерий (синезелёных водорослей) и недавно открытых архебактерий от всех остальных живых существ. У них нет истинного ядра, а генетический материал в виде кольцевой цепи ДНК лежит свободно в так называемой нуклеоплазме и не образует настоящих хромосом. Они отличаются также отсутствием митотического веретена (деление немитотическое), микротрубочек и других существенных особенностей, в том числе в строении жгутиков. Эти организмы называются прокариотами, или доядерными.

Все остальные организмы (одно- и многоклеточные) имеют настоящее ядро, окружённое мембраной, генетический материал ядра заключён в хромосомах, содержащих ДНК, РНК и белки, обычно имеются различные формы митоза, а также упорядоченно расположенные микротрубочки, митохондрии и пластиды. Такие организмы называются эукариотами, или ядерными.

Прокариоты и эукариоты образуют два разных надцарства органического мира. Надцарство прокариот состоит из двух царств — бактерий (включая цианобактерий) и архебактерий.

Сложнее обстоит дело с гораздо более разнообразным надцарством эукариот. Оно состоит из трёх царств — животных, грибов и растений.

Царство животных включает в себя подцарства простейших и многоклеточных животных. Объём подцарства простейших вызывает большие разногласия, и многие зоологи включают в него также часть ядросодержащих водорослей и низшие грибы.
Следующее царство эукариот — грибы. Большинство микологов включает низшие грибы в царство грибов, но в некоторых современных системах организмов они отнесены к отдельному царству протистов.
Наконец, к эукариотам относят царство растений. В это царство включают все высшие растения, а также ядросодержащие водоросли. Однако водоросли представляют очень гетерогенную группу. Некоторые современные авторы относят все ядросодержащие водоросли к протистам и в царство растений включают только моховидные (мхи и печёночники) и сосудистые растения.

Некоторые современные авторы принимают ещё и четвёртое царство, называемое протистами (Protista) или протоктистами (Protoctista). В царство протистов, согласно Р. Уиттекеру (1969), входят простейшие, эвгленовые, золотистые водоросли, пирофитовые водоросли, а также гифохитридиомицеты (Hyphochytridiomycetes) и плазмодиофоровые (Plasmodiophorea), относимые обычно к грибам. Л. Маргелис (1981) включает в это царство (называемое ею протоктистами) простейших, все ядросодержащие водоросли (в том числе зелёные, харовые, бурые и красные) и все низшие грибы (хитридиомицеты и оомицеты), характеризующиеся жгутиками (ундулоподиями), состоящими из микротрубочек, расположенных по схеме 9 + 2.

Согласно классификации простейших, предложенной в 1980 году Международным комитетом по систематике и эволюции простейших, к этому очень широко понимаемому протозоологами подцарству отнесено и большинство низших грибов. Однако протисты (или протоктисты) представляют собой чрезвычайно разнородную группу, и не вполне ясно, какие именно группы низших организмов следует включить в это царство. Некоторые авторы пытаются найти выход из этого положения путём увеличения числа царств (до 13), но это очень усложняет и затрудняет классификацию, а также недостаточно обосновано.

Таким образом, границы между тремя царствами эукариот служат предметом разногласий, и лишь будущие исследования могут внести ясность в этот дискуссионный вопрос.

Общепринятая система организмов пока не создана, поэтому число выделяемых царств, подцарств и типов (отделов) у разных авторов неодинаково. Примерами современной системы организмов могут служить системы А. Л. Тахтаджяна (1973), Л. Маргелис и других авторов. На основе данных, приведённых в этих работах, система организмов представляется в следующем виде:

А. Надцарство Доядерные организмы, или Прокариоты (Procaryota)

I. Царство Бактерии (Bacteriobiota, Bacteria)

Подцарство Бактерии (Bacteriobionta)

II. Царство Архебактерии (Archaebacteria, Archaebacteriobiota)

Б. Надцарство Ядерные организмы, или Эукариоты (Eucaryota)

I. Царство Животные (Animalia, Zoobiota)

Подцарство Простейшие (Protozoa, Protozoobionta)

Подцарство Многоклеточные (Metazoa, Metazoobionta)

II. Царство Грибы (Fungi, Mycobiota, Mycetalia, или Mycota)

III. Царство Растения (Vegetabilia, Phytobiota, или Plantae)

Подцарство Багрянки (Rhodobionta)

Подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta)

Подцарство Высшие растения (Embryobionta)

Современный контекст

С момента написания исходного текста представления о древе жизни кардинально изменились благодаря данным геномики. Ключевым стало открытие, что археи (Archaea) — это не просто особая группа бактерий, а отдельный домен жизни, эволюционно более близкий к эукариотам, чем к бактериям. Это привело к широкому принятию трёхдоменной системы (Карл Вёзе, 1977–1990), включающей Bacteria, Archaea и Eukarya.

Прокариоты больше не считаются единой, монофилетической группой, так как бактерии и археи имеют независимое происхождение.
Царство протистов (Protista) в современной таксономии признано искусственным (парафилетическим), так как включает группы, являющиеся предками растений, животных и грибов. Эти организмы теперь чаще распределяют по множеству самостоятельных таксонов в рамках домена Eukarya.
Классификация эукариот продолжает активно пересматриваться. Согласно современным филогенетическим данным (например, система 2019 года, опубликованная в журнале Nature Microbiology), эукариоты делятся на несколько крупных супергрупп, таких как Opisthokonta (включает животных и грибы), Archaeplastida (растения, зелёные и красные водоросли), SAR (страменопилы, альвеоляты, ризарии) и другие. Это делает традиционное деление на «три царства» слишком упрощённым для описания всего разнообразия ядерных организмов.