Transcript
Page 1: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Biologie, vznik života a taxonomie

►Co je život

► Vznik a počátky vývoje života na Zemi

► Současný život z nadhledu a taxonomie

► Hierarchie organizace biologických systémů

Johnson R.: Biology, 5th edition 1999; © The McGraw-Hill Comp., Inc.

http://biomikro.vscht.cz/vyuka/?Predmet=b1 Biologie I

Page 2: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Biologie = věda o všech aspektech života (od chemických dějů po vztahy v ekosystémech)

(od jeho vzniku po současné formy)

OBECNÁ BIOLOGIE = průřezové odvětví biologie

zkoumá obecné základy živých soustav (integruje poznatky a zákonitosti související s živými

soustavami a definuje je na všech úrovních života)

BIOLOGIE ................... z řec. βιολογία; βίος = život) a λόγος = slovo termín zaveden Jeanem-Baptistou Lamarckem (1744-1829)

„…………………...biologie“

- Molekulární biologie

- Buněčná biologie

- Vývojová biologie

- Evoluční biologie

- Populační biologie

- Ekologie

- Systémová biologie

….

„… a obory a odvětví související a z biologie „vzniklé“

systematika / biochemie/ genetika/

fyziologie / anatomie/ etologie / botanika/

zoologie / mykologie/ / bionika / lékařské

disciplíny / virologie/ mikrobiologie

Page 3: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

ŽIVOT JE KDYŽ – 8+1 základních charakteristik života

1. Uspořádanost

2. Růst a [ontogenetický] vývoj

3. Spotřeba energie a její přeměna na práci

4. Odpověď na vnější stimuly

5. Regulace a homeostáza

6. Reprodukce

7. Dědičnost

8. Evoluční adaptace

Johnson R.: Biology, 5th edition 1999; © The McGraw-Hill Comp., Inc.

Page 4: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Vznik Země a odkud se život na zemi vzal?

-4500 mil. let -3800 až 4000 mil. let

vznik měsíce → těžké bombardování → pozdní těžké → ochlazování plynů

meteority bombardování

→moře http://ircamera.as.arizona.edu/

NatSci102/lectures/lifeform.htm

1. Mýtus o stvoření světa a života

2. Vznik země před 4,65 mil. let a poté

… ještě jednou meteority…?

Page 5: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

… a odkud se život na Zemi vzal?

2. a) Mimozemský původ života na Zemi

meteorit

AHL84001

„bakterie“ magnetit uhlíkové depozity

ii) mimozemský původ organických molekul

chondrit

EET 92042

i) teorie PANSPERMIE – mikroorganismy putující vesmírem ve formě spor

např. CHONDRITY- vysoký obsah C 1-2%

- horniny stáří cca 4,5 mld. let

- obsahují až 80 aminokyselin

vyšší podíl L-aminokyselin

na nichž staví i pozemský život

(isovalin o 18% více L než D)

PNAS 2009, doi.10.1073/pnas.0811618106

Johnson R.: Biology, 5th edition 1999; © The McGraw-Hill Comp., Inc.

Zdroj NASA, www.nasa.gov

Page 6: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

… a odkud se život na Zemi vzal?

2. b) Pozemský spontánní vznik života na Zemi

… už od dob Aristotela

klasický van Helmontův experiment:

1. vlož zrní a sýr do hrnce a překryj starým hadrem

2. inkubuj v klidném temném místě

3. za čas vzniknou myši

…1860: touha po vědění nebo vidina 2 500 franků od francouzské akademie

L. Pasteur (1822-1895)

i) Ve sterilním mediu život sám nevznikne

ii) Živé (mikro)organismy se v mediu množí

až po kontaktu vnějším prostředím,

zárodky, tedy již existujícím životem

Page 7: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

… a odkud se život na Zemi vzal?

2. b) Pozemský spontánní vznik života na Zemi

i) Abiotická syntéza jednoduchých organických molekul na Zemi z

anorganických

ii) Určité struktury byly stabilnější – delší poločas existence

iii) Tyto molekuly vytvářely polymery a asociovaly do komplexnějších

struktur, které mohly zvýhodňovat [stále abiotickou] syntézu sebe

samých nebo jiných jednoduchých molekul a polymerů

iv) Některé struktury byly stabilnější a jejich asociace, přes vznik

„kapek“ – protobiont - s chemií odlišnou od okolí, kulminovaly

vznikem buňky

…ab initio, tedy od nuly

Hnací silou vedoucí ke vzniku života byla selekce

(chemická evoluce molekul)

Page 8: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

i) Abiotická syntéza organických molekul na Zemi z anorganických

Teorie: A. I. Oparin a J. B. S. Haldane (20. léta minulého století)

předpoklad: původní atmosféra na Zemi byla redukující (H2, N2, H2O, CO2, CO, CH4, NH3, H2S a neobsahovala: O2)

byly zde zdroje energie a „neobvyklé reakční

podmínky“ (elektrické výboje, bombardování meteority,

UV záření a vulkanická aktivita)

Podmínky pro vznik „komplexních“ organických molekul

kyselina octová

formaldehyd

jednoduché aminokyseliny

Page 9: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

i) Abiotická syntéza organických molekul na Zemi z anorganických

Experimet: H. Urey a S. Miller (1953)

Atmosféra: H2, CH4, NH3

Prostředí: horká voda

Zdroje energie: elektrické výboje

Chemická evoluce: 1 týden

Výsledek: kyselina mravenčí

formaldehyd

močovina

glycin

alanin

Pozdější opakování a modifikace

složení „atmosféry“ potvrdily

možnost vzniku dalších

asi 30 sloučenin

Mohl tedy život začít vznikat ve z takové „primordiální polévky“?

Johnson R.: Biology,

5th edition 1999;

© The McGraw-Hill

Comp., Inc.

Page 10: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

►Ve vodě při hladině oceánu?

proti:

-prvotní atmosféra nebyla patrně tolik redukující

-vzhledem k nepřítomnosti ozonu by organické molekuly

rychle podlehly destrukci UV zářením

-kromě biologických monomerů vznikají i sloučeniny bránící

dalšímu vývoji polymerů

…jiné možnosti? ……………………… vždy ale ve vodě

►Uvnitř zemské kůry jako vedlejší produkt vulkanické aktivity?

1. vulkanické plyny (CO, CO2, COS, NH3, N2, H2S, HCN, H2, P4O10, H2O)

2. sulfidy kovů jako katalyzátory

3. uvolnění produktů do vody…? ...přílišné naředění…

proti:

-experimentální průkaz možný jen za

nepravděpodobně vysokých

koncentrací reaktantů

Page 11: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

►V jílech obsahujících mikrokrystaly křemičitanů

1. Pravidelná struktura krystalů

2. Místa kde mohou vázat ionty kovů s různým elektrickým nábojem

3. Nábojově přitahované organické molekuly jsou organizovány

4. Kovy mohou katalyzovat organické syntézy

5. uvolnění produktů do vody…?

stále však asi zůstává koncentrační problém ...přílišné naředění…

Patrně kombinace obou posledních principů

Page 12: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

►Vulkanické plyny

CO, CO2, COS, NH3, N2,

H2S, HCN, H2, P4O10, H2O

►Magma

Fe2+, Ni2+ a další kovy

precipitují (FeS, NiS…)

mikroporézní katalytická matrice

Železosírový svět v podmořských kuřácích

„geochromatografická kolona“

…jako laboratoř chemické evoluce

s kontinuem podmínek

Page 13: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

ABIOTICKÁ „chemoautotrofní“ syntéza molekul

Hlavní zdroje e- :

FeS + H2S → FeS2 + 2H+ + 2e-

CO + H2O → CO2 + 2H+ + 2e-

2Fe(OH)2 → 2FeO(OH) + 2H+ + 2e-

pyrit

Komplexy při katalýze fixace CO:

Fe2(RS)2(CO)6

Fe2S2(CO)6 → Fe2(RS)4S2

2-

dnes ferredoxiny

podle Wachtershauser, Phil. Trans. B. Soc. B 361:1787-1808, 2006

Cody a kol., Science 289:1337-1340, 2000

Lze nalézt analogie se současným metabolismem

(i)

Page 14: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Abioticky vzniklé organické molekuly a jejich polymery…

Vznik buněk jako izolovaných komparmentů komunikujících s okolím

…a vnitř mohly

probíhat specifické

chemické reakce

a výměna látek

přes barieru

(membránu)…

…které mohly

růst a dělit se

rozpadem na

menší dceřiné…

…a vše završil vývoj mechanismu dědičnosti

… a vznikl(a) LUCA (angl. Last Universal Common Ancestor)

se mohly koncentrovat v protobiontech (mikrosférách, koacervátech…)

-Polypeptidy, proteiny (polymery aminokyselin)

-Lipidy (komplexní molekuly tvořené mastnými kyselinami a glycerolem)

-Nukleové kyseliny (polymery nukleotidů)

-Polysacharidy (polymery cukrů)

Campbell, Reece: Biology 6th edition

© Pearson Education, Inc,

publishing as Benjamin Cummings

„Chemii“ těchto látek

se budeme věnovat

v 2. přednášce

Page 15: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Zakoncentrování nových molekul

Strmé gradienty teploty a pH

Hydrotermální proudy

-Děje lokalizovány na jednom místě

-Mikroporézní matrice organizuje a

tvoří určitou barieru se selektivní

propustností

Johnson R.: Biology, 5th edition 1999; © The McGraw-Hill Comp., Inc.

od

kry

jem

e p

říště

Železosírový svět v podmořských kuřácích

snažší polymerizace

zóny optimálních reakcí

kontinuální přísun zdrojů

není nutná okamžitá kompartmentace

Page 16: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Dnes rozlišujeme 2 hlavní typy buněk

Společné znaky:

►Oba jsou obklopeny biologickou membránou, která reguluje přísun

výměnu látek s okolím a obklopuje specifické reakční prostředí

►Oba obsahují DNA, dědičný materiál, který určuje chování buňky

Základní odlišnost:

►Liší se v místě uložení DNA

►Složitosti uspořádání

PROKARYOTA

EUKARYOTA

Johnson R.: Biology, 5th edition 1999; © The McGraw-Hill Comp., Inc.

Především eukaryotám

se budeme věnovat

ve 4. a 5. přednášce

Page 17: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

-3800 až 4000 mil. let

pozdní těžké → ochlazování plynů

bombardování

http://ircamera.as.arizona.edu/NatSci102/lectures/lifeform.htm

→moře

První živé organismy na Zemi

Od počátku prebiotického období k živým

buňkám v 500 mil. nebo 100 mil. let?

Page 18: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Nejstarší chemická známka života

Hadeánské horniny z Grónska -Akilia (-3.85 mld. let)

-Isua (-3.7 až -3.8 mld. let)

-Pribana (-3,25 mld. let) http://www.newsroom.ucla.edu

Grafitové depozity s 13C:12C o 30 - 37‰ nižším než pro anorganický uhlík…

… může za to primitivní buněčný metabolismus?

Data: Mojzis a kol., Nature 384:55-59, 1996; Manning a kol., Am. J. Sci. 306:303-366, 2006

Page 19: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

www-cyanosite.bio.purdue.edu

Nejstarší fosílie mikroorganismů jsou 3,5 mld. let staré! Prokaryota – buňky bez diferencovaného jádra

http://www.doir.wa.gov.au/GSWA/

Stromatolity: naleziště v severozápadní Austrálii (lokalita Pilbara, stáří 3,465 mld. let

zkameněliny vláknitých

bakterií (11 druhů)

(Schopf, Science 260:640-646, 1993)

pásková struktura řezu

Živé stromatolity

v Austrálii dnes (zátoka Shark Bay)

sinice Leptolyngbya sp.

Page 20: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

postupná akumulace O2 v atmosféře (od -2,7 až -2,0 mld. let)

(oxygenní fotosyntéza - sinice)

…následovala

Mimo uvolňování O2 do atmosféry

byla konc. O2 ve vodě snižována

reakcí s Fe – tvorba páskových usazenin

magnetitu („banded iron formations“),

teda možná…

Krize: akumulace O2 v prostředí mohla vést k extinkci řady organismů…

●cca -2 mld. let: okysličena hladina oceánu; v hlubinách dominuje H2S

●● až cca -600 mil. let: globální změna red-ox potenciálu oceánu

Poulton a kol., Nature 431:173-177, 2004

…vznik aerobního metabolismu – před 2 mld. let?

Campbell, Reece: Biology 6th edition

© Pearson Education, Inc,

publishing as Benjamin Cummings

Page 21: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

První eukaryota vznikala před 2,7 až 2,1 mld. let Eukaryota – buňky s buněčným jádrem jako organelou

Jednobuněčná řasa

nebo houba

2,7 mld. let staré chemické známky - především steroidy

2,1 mld. let staré fosílie jednobuněčných eukaryot

1,2 mld. let staré fosílie mnohobuněčných eukaryot (řasy)

Mnohobuněčbá řasa

(stáři 1 mld. let)

Jedno- nebo mnohobuněčná

Grypania spiralis

(stáří 1.5 mld. let)

Teorie okolo vzniku eukaryotní buňky si nastíníme ve 4. přednášce

Page 22: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Rozvoj mnohobuněčných eukaryot a vznik živočichů

Rozvoj diverzity patrně brzdila ledová doba před 750 až 570 mil. let

(celá pevnina pokryta ledovcem, zamrzlé moře – „Snowball Earth“)

Stáří 600 mil. let:

mnohobuněční bezobratlí - žahavec (Cnidaria)

Fosilní záznamy živočichů:

Stáří 570 mil. let:

živočišné embryo

stadium dvou blastomer pokročilejší embryo

Campbell, Reece: Biology

6th edition, © Pearson Education,

Inc, publishing as Benjamin

Cummings

Podrobná embryogeneze v 11. přednášce

Page 23: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Kambrium, první perioda paleozoika (před 543 až 488 mil. let)

během prvních 20 mil. let vznikla většina živočišných kmenů

Od kambrické doby pak nevznikl žádný nový živočišný kmen

Kambrická exploze

Page 24: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Taxonomie

Carl von Linné

(1707-1778)

binominální jména organismů:

= rodové jméno a přívlastek

Genus species / rod druh

Mus musculus / myš domácí

-zakladatel systematické

nomenklatury

-zavedl pojem druh jako

základ přirozené

soustavy organismů

Taxonomie se zabývá rozdělením organismů, taxonů,

do hierarchicky uspořádaných kategorií podle určitých pravidel

Systema Naturae (1735)

Page 25: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Taxonomie a dělení organismů do 5 říší

Monera: morfologicky jednoduché mikroorganismy

bez diferencovaného jádra - prokaryota

evo

luce

Page 26: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Říše: Animalia – živočichové

Kmen: Chordata – strunatci

Podkmen (odd.): Vertebrata – obratlovci

Třída: Mammalia – savci

Podtřída: Placentialia – placentálové

Řád: Primates – primáti

Čeleď: Hominidae – hominidi

Rod: Homo – člověk

Druh: Homo sapiens – člověk moudrý

Poddruh: Homo sapiens sapiens – člověk moudrý vyspělý

Příklad

Mnohobuněční, zvláště ti vyšší, vykazují celou řadu snadno rozpoznatelných

znaků (morfologie, vývojový tělní plán, životní cyklus), které usnadňují jejich

taxonomickou klasifikaci.

Současně umožňují analyzovat a popsat jejich fylogenetickou (evoluční)

příbuznost (umožňují přirozenou taxonomii).

Problém, který posunul biologii o [velký] krok dále:

Snaha analyzovat příbuznosti v říši MONERA (morfologicky jednoduché mikroorganismy)

Page 27: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

„Globální“ přirozená taxonomie

založená na analýze bodových mutací v určitých genech

„Informační geny“

vs

„Operační geny“

Nukleové kyseliny akumulují v čase mutace (znaky)

Díky za nové znaky!

Hledá se buněčná komponenta společná prokaryotním i eukaryotním (mikro)organismům

Dědit se mohou ● mutace vedoucí k nové (lepší) funkci nebo

● mutace neutrální

Page 28: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

„Globální“ přirozená taxonomie

založená na fylogenetické (evoluční) příbuznosti

●16/18S rRNA

Page 29: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Proč používat 16S/18S rRNA?

kromě dříve uvedeného,

►statisticky významná sekvenční variabilita

●úseky s vysokou variabilitou

●úseky s nízkou variabilitou

►sekvenčně vysoce konzervativní úseky ●úseky konzervované u fylogeneticky

příbuzných (mikro)organismů

●úseky konzervované u (takřka) všech

(mikro)organismů

►vysoký obsah v buňce (až 80 % buněčné RNA)

Karl Woese 1977 (PNAS, 74:5088-5090)

2D elektroforeogram

po dělení fragmentů

16S rRNA štěpené

T1 nukleasou.

Page 30: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Ockamova břítva:

Entity se nemají

zmnožovat

více, než je nutné.

Díky za nové znaky!

Nukleové kyseliny akumulují v čase mutace (znaky)

Dědit se mohou ● mutace vedoucí k nové (lepší) funkci nebo

● mutace neutrální

Page 31: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

„Velký strom života“ (16/18S rRNA) univerzální zakořeněný kladogram

(„rooted Big Tree“)

►Kořen leží mezi doménou Bacteria

a doménami Eukarya / Archaea

►Eukarya a Archaea tvoří

monofyletickou skupinu

Podle: Brock Biology of Microorganisms, Prentice Hall, 2006

Rozsypal a kol., Nový přehled biologie, Scientia, 2003

Campbell a Reece, Biologie, Computer Press, 2006

Organismy lze rozdělit

do 3 základních domén:

Bacteria

Archaea

Eukarya

Page 32: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Co lze dále vyčíst z „Big Tree“

►Byly první mikroorganismy termofilní?

Data:

Schwartzman a Lineweaver,

Bioch. Soc. Trans., 32:168-171, 2004

Page 33: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Biologie = věda, zkoumající organismy od úrovně stavebních a provozních

komponent (molekul), přes jednotlivé buněčných organely,

úroveň buněk, tkání nebo pletiv, orgánů, a jedinců až po úroveň

populací, společenstev, ekosystémů a biomů.

Biologie = věda o všech aspektech života

(od chemických dějů po vztahy v ekosystémech)

(od jeho vzniku po současné formy)

jinak taky

postihuje tedy celou hierarchii organizace

živých organismů a systémů

Page 34: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Hierarchie organizace biologických systémů v rámci

Dilema biologa ►Nemůže vysvětlit vyšší

úrovně jejich jednoduchým

rozkladem na menší části

►Snaha o analýzu i jedno-

duché buňky je neschůdná,

pokud ji nerozloží na její

jednotlivé součásti

► Přeměna složitých systémů

na jednodušší komponenty

přístupnější zkoumání

ALE MUSÍ SOUČASNĚ PLATIT

► Popis na nižší úrovni

NESMÍ být v rozporu

s popisem na úrovni

vyšší – zpětná vazba

Princip redukcionismu

Johnson R.: Biology, 5th edition 1999; © The McGraw-Hill Comp., Inc.

mnohobuněčného

buňky organismu mezi organismy

organela

makromolekula

molekula tkáň

orgán

ústrojí/soustava

populace

druhy

komunita

ekosystém organismus buňka

…opak: Systémová biologie

Page 35: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky
Page 36: Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a ...old-biomikro.vscht.cz/vyuka/b1/1_Zivot_a_biologie2014.pdf · Biologie, vznik života a taxonomie Co je život Vznik a počátky

Redukujme a syntetizujme 2014/2015

2. Chemické základy života

3. Viry; Biologická membrána

4. Buňka a evoluce buňky;

Nemembránové struktury buňky

5. Buněčné organely

6. Reprodukce a ontogeneze buněk

7. Genetika – chromosomální a

molekulární základy dědičnosti

8. Evoluční mechanismy

9. Rozmanitost organismů (mimo Animalia)

10. Stavba a funkce rostlin

11. Rozmnožování a vývoj rostlin

12. Řiše Animalia a Histologie živočichů

13. Rozmnožování a vývoj živočichů

14. Ekologie a ekosystémy Johnson R.: Biology, 5th edition 1999; © The McGraw-Hill Comp., Inc.

Literatura předepsaná:

Benda V., Babůrek I., Kotrba P.: Základy biologie. VŠCHT Praha, 2005 (ISBN 80-7080-587-0) Literatura doporučená:

Campbell N.A., Reece J.B.: Biologie. Computer Press, a.s., 2006 (ISBN 080-251-1178-4)


Top Related