Клеточно-организменный (онтогенетический) уровень

Одно из важнейших положений современной биологии состоит в том, что наименьшей, элементарной, живой системой является клетка, ей присущи все свойства жизни. Этот постулат составляет основную суть клеточной теории. У организмов разных видов, а также в зависимости от выполняемых функций, клетки существенно различаются по размерам, форме и внутренней организации. Однако все клетки имеют наружную плазматическую мембрану (плазмалемму), а их внутреннее содержимое (старый термин — протоплазма) имеет более или менее выраженную структурную дискретность (лат. discretus — прерывистый, состоящий из отдельных частей). Дискретность проявляется уже в обособлении молекулярных комплексов, таких как опорные фибриллы, ферментные комплексы, рибосомы, хромосомные структуры. У высших (эукариотных) клеток появляются ограниченные липидно-белковыми мембранами отсеки (компартменты), сложные органоиды (рис. 2.3).

Несмотря на структурные различия, все клетки способны питаться, поглощать энергию, синтезировать и расщеплять вещества, двигаться (или перемещать свои органоиды), размножаться, реагировать на раздражители, видоизменяться и приспосабливаться. Такая характеристика означает, что клетка обладает (в миниатюре) свойствами целостного организма. Наиболее наглядно это проявляется у одноклеточных организмов. Даже самые мелкие и просто устроенные прокариотные клетки — бактерии и археи, не говоря уже о сложных эукариотных простейших (эвглена, хлорелла, амеба, инфузория), обладают свойствами организма.

Индивидуальное развитие организма (особи) от его зачатия до смерти называется онтогенезом. Онтогенез всегда начинается с одной клетки. У организмов, размножающихся половым путем (это все эукариоты), такой первой клеткой является зигота, образующаяся при слиянии яйцеклетки и сперматозоида (подробнее в главе 4). Одноклеточные организмы живут от деления до деления, каждое новое поколение клеток представляет самостоятельные особи. У многоклеточных многократное деление зиготы приводит к образованию огромного числа специализированных клеток, из них слагаются ткани и органы.

Многоклеточный организм, как и отдельная клетка, представляет законченный и устойчивый уровень биологической организации. Организм, или особь, способен к самостоятельному существованию, размножению и развитию.

Как видно, необходимость объединения нескольких подуровней: клеточного, тканевого, органного и организменного — в один клеточно-организменный (онтогенетический) уровень вызвана двумя причинами.

Во-первых, в природе существуют не только многоклеточные, но и одноклеточные организмы.

Во-вторых, зигота, по сути, обычная клетка, уже представляет организм, хотя и на одноклеточной стадии онтогенетического развития. Так что понятия «клетка» и «организм» в определенных случаях совпадают.

Рис. 2.3. Сравнительная морфология прокариотных (слева) и эукариотной (справа) клеток, изображенных в одном масштабе

Мельчайшие точки, расположенные вверху слева, — вирусы.