Pasiruošimas egzaminui

01. Augalų ir gyvūnų audinių sandara ir funkcijų palyginimas.

Audinys – tai visuma ląstelių, panašių savo sandara ir atliekamomis funkcijomis.
Visi augaliniai audiniai yra skirstomi į gaminamuosius ir pastoviuosius. Gaminamieji audiniai sudaro sėklų gemalą, jų yra stiebų bei šaknų viršūnėse ir šonuose, taip pat įsiterpusių kai kurių augalų stiebuose, lapkočiuose, žieduose. Gemalą sudarantys audiniai vadinami pirminiais. Pirminių audinių gali būti stiebų bambliuose, kurie vadinami įterptiniais gaminamaisiais audiniais. Gaminamieji audiniai susidarę iš pirminių audinių arba pastoviųjų audinių, vadinami antriniais. Pastovieji audiniai sudaro visus augalo organus. Jiie skirstomi:
1) dengiamieji;
2) pagrindinis audinys;
3) apytakos;
4) sekrecijos.
Gyvulinis organizmas vystosi iš apvaisinto kiaušinio – zigotos, jai dalijantis. Pirmuoju vystymosi momentu dalijimosi būdu atsiradusios ląstelės yra panašios, tačiau vėliau jos pradeda diferencijuotis ir pasidaro skirtingos. Atsiranda 3 gemaliniai lapeliai – ektoderma, entoderma ir mezoderma. Iš jų ir vystosi įvairūs organizmo audiniai: epitelinis, jungiamasis, kremzlinis, kaulinis, raumeninis, nervinis.
Dengiamąjį audinį turi tiek augalai, tiek gyvūnai. Augalų dengiamasis audinys skirstomas į:
1) epitelinis (apriboja augalą nuo aplinkos)
2) žiauberis
3) epiblema
4) egzodermis (dengia šaknų paviršių).
Gyvūnų dengiamasis audinys yra oda. Ją sudaro epidermis, kurį sudaro epitelinis audinys. Epitelinis auudinys skiria išorinį ir vidinį organizmo paviršių nuo aplinkos. Oda apsaugo organus nuo mechaninių sužalojimų, neleidžia organizmui netekti vandens, prasiskverbti į kūną pašalinėms medžiagoms. Oda – vienas jutimo organų, joje yra įvairių receptorių. Oda atlieka šalinimo funkciją ir padeda palaikyti pastovią kūno te

emperatūrą.
Augalai ir gyvūnai turi ramstinį audinį. Ramstinis audinys sutvirtina augalų organus. Ramstinį audinį sudaro ląstelės su labai sustorėjusiomis sienelėmis. Vienos ramstinio audinio ląstelės yra stiebų karnienoje, lapkočiuose ir lapalakščių gyslose, kitos – medienoje. Stiebų ir šaknų žievės dalyje išsidėsčiusi sklerenchima vadinama karnienos plaušais, o medienoje – medienos plaušais.
Gyvūnų ramstiniams audiniams būdinga tvirta ir tanki tarpląstelinė medžiaga. Kremzliniame audinyje tarpląstelinė medžiaga yra standi, suteikia jam standumą, tvirtumą. Kremzliniame audinyje nėra kraujagyslių ir nervų ir maitinimas vyksta difuzijos būdu. Kaulinis audinys atlieka atraminę ir apsauginę funkcijas. Pasižymi kietumu, tvirtumu ir tam tikru elastingumu. Kaulinis audinys su kremzliniu audiniu sudaro skeletą. Jis taip pat sudarytas iš ląstelių ir tarpląstelinės medžiagos.
Tačiau ir augalai, ir gyvūnai turi tik jiems būdingų audinių.
*Pagrindinis audinys. Iš jo sudaryta didžioji daalis viso augalo organų. Jis skirstomas į:
a)asimiliacinį – vykdo fotosintezę,
b)sandėlinį – ląstelėse kaupiasi maisto medžiagų atsargos,
c)siurbiamąjį – jis yra šaknų siurbimo zonoje, kur vanduo su ištirpusiomis mineralinėmis druskomis patenka į siurbiamąją parenchimą,
d)orinį – būdinga augalams, augantiems vandenyje, būdingi stambūs oro pripildyti tarpuląsčiai. Oras reikalingas vandenyje esančioms augalo dalims kvėpuoti.
*Apytakos audiniai:
a)rėtiniai indai, kuriuos sudaro gyvos, siauros ląstelės, jais teka organinės medžiagos,
b)vandens indai – jais teka vanduo ir mineralinės medžiagos.
*Sekrecijos audiniai. Juose nuolat gaminasi įvairios medžiagos, kurias vienas organizmas panaudoja, o ki
itas pašalina. Sugeba išskirti kai kurias medžiagas į aplinką (pieną, sakus, eterinius aliejus, dervas).
*Raumeninis audinys susijęs su jungiamuoju ir nerviniais audiniais. Jis susideda iš raumeninių skaidulų. Jis skirstomas į lygųjį ir skersaruožį. Skersaruožiai yra griaučių ir širdies, o lygieji išsidėstę visuose organuose. Jie sugeba susitraukti.
*Nervinis audinys. Jį sudarančios ląstelės vadinamos neuronais. Neuronas sudarytas iš kūno ir citoplazminių ataugų. Neuronų kūnai išsidėstę centrinėje nervų sistemoje. Jie sudaro galvos ir stuburo smegenų vadinamąją pilkąją medžiagą. Ilgosios ataugos sudaro galvos ir stuburo smegenų baltąją medžiagą. Kitų neuronų ilgosios ataugos sudaro skaidulas – nervus. Pagrindinė savybė – jaudrumas ir laidumas. Reguliuoja organų veiklą. Neuronai priima, saugo ir apdoroja informaciją.

02. Bakterijų sandara, dauginimasis, jų reikšmė biosferos azoto apytakai

Bakterijų sandara.
Kai kurias bakterijas dengia kapsulė, sudaryta iš polisacharidų ir polipeptidų gleivių, kuriose būna daug H2O. Kapsulė tarnauja apsaugai ir kolonijų susidarymui. Visos bakterijos turi elastingą sienelę, kurios karkasą sudaro mureinas. Sienelė saugo nuo mechaninių pažeidimų. Po sienele yra plazminė membrana, sudaryta iš dviejų lipidų sluoksnių. Sluoksniuose įvairiai integruoti baltymai. Ji veikia kaip pusiau pralaidi plėvelė – reguliuoja jonų ir molekulių patekimą ir jų pašalinimą iš ląstelės. Plazminė membrana vietomis įlinksta į ląstelės vidurį ir sudaro mezosomą. Ji svarbi DNR replikacijai bei bakterijos ląstelės dalijimuisi. Mezosomoje kaupiasi įvairūs fermentai, atliekantys panašias funkcijas kaip aukštesniųjų au

ugalų mitochondrijose (kvėpuoja), chemosintezės funkcijas. Plazminės membranos dėka susidaro fotosintetinančios membranos. Fotosintetinančias membranas turi tik fotosintezę vykdančios bakterijos (purpurinės, melsvabakterės). Šiose membranose yra bakterijų chlorofilas.

Daugelis bakterijų turi iš citoplazmos pro sienelę išaugusius žiuželius – judėjimo skystyje organoidus. Kiekviena bakterijų rūšis turi skirtingą žiuželių skaičių. Jų būna nuo 1 iki 100, jie sudaryti iš baltymų. Taip pat bakterijos turi ir trumpesnių ataugų – fimbrijų, kuriomis jos prilimpa prie kitų ląstelių ar daiktų.
Bakterijos citoplazma sudaryta iš H2O, baltymų, riebalų, angliavandenių ir kitų koloidinėje būklėje esančių medžiagų, kurių kiekis priklauso nuo bakterijos rūšies, amžiaus, mitybos ir kitų sąlygų. Citoplazmoje yra nukleoidas – tai bakterijos chromosoma. Nukleoide yra visa genetinė informacija. Bakterijų nukleoidas neapgaubtas apvalkalėliu, jose nėra tikrojo branduolio, todėl bakterijos vadinamos prokariotiniais organizmais. Bakterijose randama plazmidžių, sudarytų iš DNR molekulių, kurios šimtus kartų trumpesnės nei nukleoide. Citoplazmoje yra ribosomų, sudarytų iš dviejų dalelių – didžiosios ir mažosios. Ribosomos dalyvauja baltymų sintezėje. Taip pat citoplazmoje yra atsarginių medžiagų, vadinamų intarpais, kurie vartojami, kai aplinkoje nėra maisto.

Nelytinis dauginimasis. Bakterijos dauginasi nelytiniu būdu – dalijimosi. Pirmiausia replikuojasi (dvigubėja) nukleoidas, kuriame sukaupta visa genetinė informacija. Po replikacijos ląstelėje DNR molekulių padvigubėja, jos nutolsta viena nuo kitos. Susidaro dukterinės ląstelės, kurių DNR yra tokios pat kaip ir motininių ląstelių. Toliau atsiranda petvarėlė, atskirianti lą

ąsteles vieną nuo kitos. Dauginimosi greitis priklauso nuo bakterijų rūšies ir aplinkos sąlygų (maisto, temperatūros, drėgmės, pH ir kt.).
Lytinis dauginimasis. Vykstant DNR ar jos fragmentų mainams transformacijos (genetinės informacijos patekimas į ląstelę su svetima DNR ir informacijos pasikeitimas), transdukcijos (ląstelės genomo dalies patekimas į kitą ląstelę; vienas genų rekombinacijos atvejų) ar konjugacijos pavidalu gali susidaryti bakterijų genetinių rekombinacijų. Bakterijos gali daugintis kas 20-30 min. Kai kurios bakterijos, esant nepalankioms sąlygoms, sudaro endosporas. Sporos – tai bakterijų ramybės stadija. Jos gali išlikti gyvybingos labai ilgą laiką, kol patenka į palankias sąlygas, kur spora išbrinksta, vartodama atsargines maisto medžiagas pradeda augti. Sprogus sporos sienelei, susidaro nauja ląstelė.
Bakterijos turi įtakos azoto apytakai biosferoje. Šlapiose dirvose ir vandens telkiniuose gyvena bakterijos, kurios verčia nitratus dujiniu azotu, o šis išlekia į orą. Šis procesas vadinamas denitrifikacija. Tačiau yra bakterijų, kurios sugeba oro azotą vėl paversti jonine forma. Šis procesas vadinamas azoto fiksacija, o organizmai, kurie tai daro – azoto fiksatoriais. Azoto fiksatoriai – tai gumbelinės bakterijos, gyvenančios simbiozėje su aukštesniais augalais, dirvoje laisvai egzistuojančios azotobakterės ir vandenyje gyvenančios melsvabakterės.

03. Eukariotinės ir prokariotinės ląstelių sandaros ir gyvybinių funkcijų palyginimas

Eukariotai – organizmai, kurių ląstelės turi tikrus branduolius (dviguba membrana), chroplastus (augalai), mitochondrijas ir kitus membraninius organoidus.
Prokariotai – organizmai, kurių ląstelėse nėra membranos apsupto branduolio.
1. LĄSTELĖS DYDIS. Eukariotinės ląstelės apimtis yra 1000 – 10000 kartų didesnės, o skersmuo 4 – 10 kartų didesnės negu prokariotinės.
2. LĄSTELĖS SIENELĖ. Prokariotinių ląstelių sienelės elastingos, sudarytos iš polisacharidų, pagrindinė medžiaga – mureinas. Eukariotinių ląstelių sienelės tvirtos, sudarytos iš polisacharidų (augalų ir grybų), augalų sienelėse pagrindinis komponentas celiuliozė, o grybų – chitinas.
3. LĄSTELĖS ORGANOIDAI. Prokariotinėse ląstelėse organoidų daug mažiau negu eukariotininėse ląstelėse. Nėra organų su dviguba membrana, o eukariotinėse dvigubą membraną turi mitochondrijos ir plastidės, kiti organoidai (ET, Goldžio kompleksas, vakuolės) turi viengubą membraną. Prokariotinių ląstelių ribosomos mažos, plazminė membrana sudaro mezosomą atsišakodama į ląstelės vidų.
4. GENETINĖ MEDŽIAGA. Prokariotinėse ląstelėse žiedinė DNR (nukleoidas) yra citoplazmoje, o eukariotinėse ląstelėse genetinė medžiaga yra ląstelės branduolyje. Prokariotinių ląstelių citoplazmoje yra dar mažų DNR atkarpėlių (plazmidžių). Linijinė DNR, RNR ir baltymai eukariotinėse ląstelėse sudaro chrosomas (kiekis skiriasi nuo rūšies), gali būti keli branduoliai, žiedinė DNR yra mitochondrijose ir plastidėse.
5. JUDĖJIMO ORGANOIDAI. Prokariotinės ląstelės juda žiuželių pagalba, jų skaičius priklauso nuo ląstelės rūšies. Eukariotinės ląstelės juda žiuželių, blakstienėlių ir miofibrilių pagalba.
6. BALTYMO SINTEZĖ. Prokariotinėse ląstelėse baltymo sintezė vyksta laisvose arba sujungtose į polisomas (poliribosomas) ribosomose. Eukariotinėse ląstelėse sintezė taip pat vyksta ribosomose, jos stambesnės, išsidėstę citoplazmoje, ant ET arba susijungia į polisomas (poliribosomas).
7. KVĖPAVIMAS. Prokariotinėse ląstelėse kvėpavimas vyksta mezosomose kur gausu fermentų, o eukariotinėje ląstelėje – mitochondrijų kristose.
8. MITYBA. Prokariotinės ląstelės būna autotrofai (fototrofai ir chemotrofai) ir heterotrofai (saprotrofai ir parazitai). Eukariotinės ląstelės taip pat yra autotrofai (fototrofai) ir heterotrofai (saprotrofai, simbiontai ir parazitai).
9. ATLIEKAMOS FUNKCIJOS. Prokariotinės ląstelės audinių nesudaro ir atlieka tą pačią funkciją. Eukariotinės ląstelės atlieka skirtingas funkcijas ir sudaro audinius.
10. DALIJIMASIS. Prokariotinėse ląstelėse genetinė medžiaga tolygiai pasiskirsto dukterinėse ląstelėse, dalijimosi verpstė nesusidaro, DNR tvirtinasi prie mezosomos. Eukariotinėse ląstelėse susidaro dalijimosi verpstė, chromosomos pasiskirsto dukterinėse ląstelėse, dalijimosi metu vyksta kariokinezė ir citokinezė.
11. AZOTO FIKSACIJA. Kai kurios prokariotinės ląstelės sugeba viksuoti azotą (gumbelinės bakterijos, azotobakterijos (gyvena dirvožemyje), melsvabakterės (vandenyje). Eukariotinėse ląstelėse niekas nesugeba fiksuoti azoto.
12. FOTOSINTEZĖ. Prokariotinės ląstelės chloroplastų neturi. Kurios turi fotosintetinančias membranas išsidėstęs chlorofilas. Jie vadinami fotosintetikai (purpurinės sieros, melsvabakterės). Eukariotinėje ląstelėje fotosintezė vyksta augalų ląstelėse, kur yra chloroplastų su fotosintetinančiomis membranomis (lamelėmis ir granomis).

04. Fotozintezė. Anglies ir deguonies apytaka biosferoje

Fotosinteze vadinamas organinių medžiagų susidarymo iš neorganinių junginių procesas, vykstantis šviesoje chlorofilo turinčiuose audiniuose. Organinės medžiagos sintetinamos iš CO2 ir H2O, o kaip šalutinis produktas išsiskiria deguonis. Šio proceso metu iš mažai energijos turinčių medžiagų – anglies dioksido ir vandens – sintetinamas daug energijos turintis angliavandenilis gliukozė. 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2
Fotosintezė vyksta tik tose ląstelėse, kuriose yra žalios plastidės – chloroplastai. Iš tokių ląstelių sudaryti lapai, todėl jie laikomi augalo fotosintezės organais.
Visas fotosintezės procesas susideda iš dviejų fazių: šviesos ir tamsos.
Fotosintezės šviesos fazė prasideda apšvietus chloroplastą regimąja šviesa. Šviesos kvantų veikiami chlorofilo molekulės elektronai pereina į aukštesnę orbitalę ir yra sužadinami. Dėl to elektronai lengviau atitrūksta nuo molekulių. Vienas toks sudirgintas elektronas patenka ant molekulės nešiotojų, kurie nuneša jį į kitą membranos pusę. Chlorofilo molekulė vietoj šio elektrono pasiima kitą iš vandens molekulės.
Netekusios elektronų, vandens molekulės suyra į deguonies atomus ir protonus. Iš deguonies atomų susidaro molekulinis deguonis, kuris prasiskverbia pro membraną ir išskiriamas į atmosferą. Protonai negali prasiskverbti į atmosferą. Taigi vienoje membranos pusėje susikaupia teigiamai įelektrinti protonai, o kitoje – neigiamai įelektrintos dalelės.
Granulių membranose yra įsiterpusių ATP sintetinančių fermentų molekulių. Šiose molekulėse yra kanalas, pro kurį gali praeiti protonai. Kai protonų potencialas pasiekia kritinį tašką, elektrinio lauko jėga stumia juos pro tą kanalą. Tuo metu išsiskirianti energija sunaudojama ATP sintezei. Kitoje membranos pusėje atsidūrę protonai susitinka čia su molekulių nešiotojų atgabentais elektronais ir virsta vandenilio atomais. Šie nunešami į tas chloroplasto vietas, kur sintetinami angliavandeniai. Ten pat patenka ir ATP.
Saulės šviesos energija sukelia tris procesus: vandens skaidymąsi, dėl kurio susidaro molekulinis deguonis, ATP sintezę ir atominio vandenilio susidarymą.
Kad reakcijos galėtų vykti ir tamsoje, į chloroplastus visą laiką turi būti transportuojamos pradinės medžiagos ir energija. Anglies dioksidas patenka į lapą iš atmosferos, vandenilis susidaro fotosintezės šviesos fazėje, skaidantis vandeniui. Energijos šaltinis yra ATP, kuri susintetinama fotosintezės šviesos fazėje. Kai visos medžiagos patenka į chloroplastą, čia prasideda angliavandenių sintezė.
Fotosintezės aktyvumas priklauso nuo apšvietimo intensyvumo, CO2 kiekio, oro temperatūros. Jos esmė – organinių medžiagų gaminimas, į aplinką išskiriant O2.
Atmosferoje O2 susidaro, vykstant fotosintezei ir aukštesniuose atmosferos sluoksniuose fotochemiškai skylant vandens garams. Deguonis jungiasi su visais cheminiais elementais, išskyrus inertines dujas, ir sudaro labai daug cheminių junginių. Todėl jo apytaka biosferoje labai sudėtinga. Deguonies junginių yra vandenyje, uolienose, humuse, gyvuose organizmuose. O2 apytaka biosferoje vyksta tarp atmosferos ir gyvų organizmų. Deguonis naudojamas organizmų kvėpavimui, mineralų oksidacijoje ir degimo reakcijose. Visas atmosferos deguonis atsinaujina per 1000 – 2500 metų.
Anglies apytakai svarbūs yra CO2 ir CO junginiai. Anglis labai greit cirkuliuoja tarp įvairių neorganinių junginių. Anglis ir jos gamtiniai junginiai yra svarbus energijos šaltinis ir cheminės pramonės žaliava. Augalų asimiliuota anglis virsta durpėmis, humusu ar kita organine medž. Anglies apytaka biosferoje trunka 300-400 m. Naftos, akmens anglies degimas, kvėpavimas didina CO2 kiekį. Padidėjus CO2 kiekiui atmosferoje susidaro “šiltnamio efektas”.

05. Chromosomos sandara. Autosomos ir lytinės chromosomos. Lyties apsprendimas. Su X chromosoma susijusios paveldimos ligos.

Chromosomos yra branduolio struktūros, kuriose ypatingu būdu pasiskirsčius genetinė medžiaga. Interfazėje genetinė medžiaga vadinama chromatinu, ląstelės dalijimosi metu chromatinas kondensuojasi ir virsta struktūra vadinama chromosomom. Svarbiausios cheminės medžiagos, sudarančios genetinę medžiagą, yra DNR (RNR) ir baltymai.
Chromatiną sudaro DNR siūlai, besivyniojantys apie baltyminius diskus – nukleosomas. Tokioje struktūroje genetinė medžiaga gali reduplikuotis, vykdyti transliaciją.
Ląstelei dalijantis chromatinas kondensuojasi, nukleosominė struktūra sudėtingėja ir virsta trumpučiu kūneliu – chromosoma. Labiausiai chromosoma sutrumpėja metafazėje.
Skirtingų organizmų, net ir to paties organizmo chromosomos skiriasi savo išvaizda, bet jų pagrindinės dalys tos pačios. Kiekvieną chromosomą sudaro: 2 pečiai atskirti pirmine persmauga, kuri vadinama centromera. Prie jos tvirtinasi dalijimosi verpstės mikrovamzdeliai. Chromosomoje gali būti ir antrinė persmauga (branduolėlio organizatorius, čia susidaro branduolėlis). Vieną chromosomą sudaro 2 DNR siūlai, kurie susikondensavę ir vadinami chromatidėm. Jos yra visiškai identiškos, nes susidarė po DNR dvigubėjimo interfazėje. Įvairios chromosomos skiriasi savo dydžiu, centromeros padėtim, pečių ilgiais ir t.t. Nuo pirminės persmaukos priklauso chromosomos forma – ji gali būti lygiapetė (metacentrinė), nelygiapetė (submetacentrinė), lazdelės formos (akrocentrinė). Jei yra antrinių persmaukų – policentrinė.

Vieno individo ląstelės branduoly esančios visos chromosomos vadinamos chromosomų rinkiniu arba kariotipu. Skirtingų individų (priklausančių skirtingom rūšim, gentim ir t.t.) chromosomų rinkiniai skiriasi dėl skirtingo chromosomų skaičiaus. Žmogaus chromosomų rinkinį sudaro 46 chromosomos (23 poros), o vaisinės muselės drozofilos – 8 chromosomos (4 poros). Lyginant vyriškos ir moteriškos lyties individų kariotipus pastebėta, kad jie skiriasi viena chromosomų pora. Taigi chromosomos, kuriom moteriškos ir vyriškos individai nesiskiria vienas nuo kito vadinamos autosominėm, o chromosomos, kuriom jie skiriasi, vadinamos lytinėm chromosomom. Taigi žmogaus kariotipą sudaro 44 autosomos ir 2 lytinės chromosomos.
Moteriškos lyt. chromosomos savo išvaizda panašios ir žymimos XX, vyriškos lyt. chromosomas savo išvaizda skiriasi. Viena jų panaši į mot. lyties lytines chromosomas, todėl žymima X, kita skiriasi ir žymima Y.
Gametogenezės metu formuojantis spermatozoidams ir kiaušialąstėms vyksta mejozė. Jos metu diploidinė ląstelė virsta haploidinėm gametom. Taigi žmogaus ir drozofilos kiaušialąstės yra visos vienodos ir turi 1 X chromosomą. O spermatogenezėje po mejozės susidaro dviejų rūšių spermatozoidai, vieni su X, kiti su Y lytine chromosoma.
Apsivaisinimo metu galimos 2 kombinacijos. Kiaušialąstę gali apvaisinti spermatozoidas su X arba su Y chromosoma. Pirmuoju atveju iš apvaisintos kiaušialąstės išsivystis mot. lyt. individas, antruoju atveju vyr. lyt. individas. Taigi toks yra žmogaus, žinduolių, drozofilos lytį nulementis mechanizmas.
Tačiau kaikurių vabzdžių patinėlis neturi Y chromosomos – tik vieną X chromosomą t.y. viena lytine chromosoma mažiau. Patelė gi turi abi XX chromosomas. Šiuo atveju pusė patino spermatozoidų bus su X chromosoma, pusė neturės jokios lytinės chromosomos. Kai kiaušinėlį apvaisina spermatozoidas su X chromosoma, susidaro zigota su dviem X chromosomom ir iš tokio kiaušinėlio išsivysto patelė. Jeigu kiaušinėlis apvaisinamas spermatozoido, neturinčio jokios lytinės chromosomos, išsivysto organizmas, turintis tik vieną X chromosomą (gautą iš patelės) ir tai bus patinėlis.Visais šiais atvejais susidaro dviejų rūšių X ir Y arba X ir neturintys lyt. chromosomos spermatozoidai. Todėl tokia vyriška lytis vadinama heterogametine. Mot. lyt. individų kiaušialąstės vienodos su X chromosomom, todėl pavadintos homogametine lytim. Bet gamtoje būna ir kitokių atvejų. Kai kuriems vabzdžiams, pavyzdžiui drugiams, paukščiams, ropliams būdingas moteriškai lyčiai – heterogametiškumas, o vyriškai lyčiai – homogametiškumas. Šiuo atveju lytį apspręs tai, kokia kiaušialąstė (su kokia lyt. chromosoma) bus apvaisinta.

Su X chromosoma susiję paveldimos ligos
Jau prieš 1000 metų buvo žinoma, kad hemofiliją ir daltonizmą berniukai paveldi iš savo motinų, kurios yra sveikos. Moterim gi šios ligos pasireiškia rečiau. Šių požymių paveldėjimo esmę atskleidė T.Morganas, tirdamas drozofilą. Jis nustatė genus, esančius X chromosomoje, ir jų apsprendžiamus požymius pavadino “sukibusiais su lytimi”. Jau dabar žmogaus X chromosomoje žinoma daugiau kaip 100 genų. X chromosomoje yra ir kraujo krešėjimą sąlygojantis genas. Jis yra dominuojantis. O rececyvinis genas priešingai lems ligą – hemofiliją. Taip pat ir daltonizmo geno norma, esanti X chromosomoje, yra dominantinis genas. Kadangi vyriška lytis turi tik vieną X chromosomą, visi joje esantys genai, kurie nėra Y chromosomoje pasireiškia fenotipe nepriklausomai nuo to ar jie dominuojantys ar jie rececyviniai. Štai kodėl vyrai hemofilija ir daltonizmu serga dažniau nei moterys. Jei tik jų X chromosoma turės rececyvinius hemofilijos ar daltonizmo genus – jie iš karto pasireikš fenotipe. Moterims šios ligos retesnės, nes abi X chromosomos turi turėti šį rececyvinį ligą lemiantį geną, kad liga (hemofilija ar daltonizmas) pasireikštų fenotipiškai. Jei viena X chromosoma turi rececyvinį šio požymio geną, o kita dominuojntį (kraujo krešėjimą lemiantį geną), tai moteris ši liga nesirgs, tačiau bus šios ligos nešiotoja, nes dalis gametų turės X chromosomą su rececyviniu hemofilijos genu. Tokias kiaušialąstes apvaisinus spermatozoidais su Y chromos., išsvystę berniukai sirgs hemofilija. Taigi berniukai hemofilijos ir daltonizmo genus paveldi iš motinos.
Dar pasitaiko lytinių chromosomų pertekliaus arba trūkumo anomalijų. Jos pasireiškia psichikos sutrikimu, išorės skirtumu (aukšti / žemi). Individas gali turėti tik 1X arba 1Y chromosomą (turintis tik 1X chromosomą individas būna negyvybingas). Pertekliaus anomalijos gali būti susijusios su X arba Y chromosomomis. Susiję su X: X trisomija (47XXX, pasitaiko 48XXXX ar 49XXXXX). Ši anomalija pasireiškia augimo ir vystymosi sutrikimu. Susiję su Y: Kleinfelterio sindromas. Taip pat pasitaiko kelių rūšių 47XXY, 48XXXY, 48XXYY, 49XXXXY. Pasireiškia augimo, proto sutrikimais.

06. Individualus gyvūnų vystymasis ir gyvenamoji aplinka

Individualus organizmų vystymasis – ontogenezė. Jis prasideda po apvaisinimo ir baigiasi suaugusio organizmo susiformavimu. Ontogenezės procesas skirstomas į du periodus: gemalo vystymąsi ir poembrioninį vystymąsi.
*** Gemalo vystymasis. Apvaisintas kiaušinėlis – zigota – kelis kartus greitai dalijasi mitozės būdu. Šis dalijimasis vadinamas skilimu, kuris kartu su kitomis aktyviosiomis daugialąsčio gemalo stadijomis vadinasi embrioniniu vystymosi periodu. Galima panagrinėti iešmutį. Zigota iš pradžių dalijasi į dvi vienodo dydžio ląsteles – blastomeras. Paskui kiekviena blastomera dalijasi išilgai ir susidaro 4 ląstelės. Kitas dalijimasis vyksta skersai, tuomet susiformuoja 8 ląstelės. Toliau ląstelė dalijasi čia skersai, čia išilgai ir suisdaro 16, 32, 64, 128 ir t.t. ląstelių (blastomerų).

Nedaug trynio turintis iešmučio kiaušinėlis dalijasi visas. Kitų gyvūnų (paukščių, žuvų) kiaušinėliai turi daug trynio ir dalijasi tik citoplazmos diskas su branduoliu, o pats trynys neskyla.

Dalijantis skilimo būdu, vienas po kito sekantys dalijimaisi vyksta greitai. Blastomeros neauga, daugėjant ląstelių, jos mažėja. Skilimo dėka susidaro rutulio formos gemalas, kurio viduje tuščia ertmė – blastulė. Blastulės sienelių ląstelės yra išsidėsčiusios vienu sluoksniu. Susiformavus blastulei, baigiasi skilimo periodas. Prasideda kitas periodas – vystymosi, kurio metu ląstelės toliau dalijasi, sudaro antrąjį, vidinį ląstelių sluoksnį. Gemalas tampa dvisluoksniu. Ši dvisluoksnė vystymosi stadija vadinama gastrule. Išorinis gastrulės ląstelių sluoksnis vadinamas ektoderma, vidinis – entoderma. Įlinkusioje entodermos apgaubtoje ertmėje išsidėsto pirminis žarnynas. Ertmė atsiveria į išorę, anga – pirminė burna. Ektoderma ir entoderma vadinamos gemaliniais lapeliais.
Gastrulės vystymosi pabaigoje pradeda vystytis trečiasis gemalinis lapelis – mezoderma. Atsiranda chorda, susiformuoja žarnynas ir išsivysto centrinė nervų sistema. Priešais pirminės burnos angą esančios ektodermos ląstelės pradeda sparčiai dalytis, ir iš jų susiformuoja nervinė plokštelė, kuri driekiasi išilgai gemalo jo nugaros pusėje. Nervų plokštelės kraštuose atsiranda į viršų nukrypusios raukšlės, o centrinė jos dalis nusileidžia žemyn, sudarydama nervų latakėlį. Jis gilėja, viršutiniai jo kraštai susiglaudžia ir jis virsta po ektoderma esančiu nerviniu vamzdeliu – centrinės nervų sistemos užuomazga. Nuo pat nervinio vamzdelio vystymosi pradžios jo priekinis galas būna platesnis ir iš jo sekančiuose etapuose išsivysto galvos smegenys. Priekinėje basivystančių smegenų dalyje, jos šonuose atsiranda dvi taurių formos akių užuomazgos. Priekinėje gemalo dalyje, įlinkus ektodermai – klausos bei uoslės organų užuomazgos. Susidaro organizmo išorinė danga.
Nugaros pusėje iš prigludusios prie nervinio vamzdelio gemalinio sluoksnio dalies, apribotos pirminio žarnyno entodermos, susidaro dviejų krislelių formos mezodermos užuomazgos, kurios atsiskiria nuo pirminio žarnyno ir virsta kūno ertme. Tarp mezodermos kairiosios ir dešiniosios užuomazgų atsiranda einanti per visą gemalą chordos užuomazga, kuri glūdi tarp žarnyno ir nervinio vamzdelio. Atsiskyrus mezodermai ir chordai, iš likusios entodermos susidaro žarnynas ir su juo susiję organai.
Vykstant šiems procesams, pakinta gemalo išvaizda: jis pailgėja, išryškėja galvos ir liemens dalys, atsiranda burnos ir užpakalinė angos, išsivysto skrandis iš žarnyno vamzdelio sienelių išaugų, plaučiai, kepenys ir kt. virškinimo sistemos organai. Priekinės kūno dalies šonuose, kur susiduria entoderma su ektoderma, susidaro žiaunų plyšiai (iešmučio ir žuvų jie išlieka visą gyvenimą, o sausumos stuburinių užauga audiniai). Plaučių vystymasis susijęs su priekine žarna: jie išauga iš žarnyno išaugų.
Mezoderma sudaro didelę besivystančio gemalo masės dalį. Iš jos formuojasi raumenys, griaučių kremzliniai ir kauliniai elementai, kraujotakos ir šalinimo sistema, lyties organai.

Gyvūnų gemalas vystosi kaip vieningas organizmas, kurio visos ląstelės, audiniai ir organai glaudžiai sąveikauja.
*** Poembrioninis vystymasis. Jis prasideda, kai organizmas išeina iš kiaušinėlio apvalkalėlių, o žinduolių – gemalo, kuris vystosi motinos orgnizme, gimimo momento. Šis vystymosi periodas gali būti tiesioginis, kai organizmas gimsta panašus į suaugusį, ir netiesioginis, kai gemalas tampa lerva, kuri kuri nuo suaugusio organizmo skiriasi daugeliu išorės ir vidaus sandaros požymių, maitinimosi būdu, judėjimu ir t.t. Tiesioginis vystymasis vyksta daugelio bestuburių ir stuburinių gyvūnų organizmuose (organizmai iškart po gimimo ima augti ir bręsti). Netiesioginis būdingas duobagyviams, plokščiosioms kirmėlės, vėžiagyviams, vabzdžiams ir daugeliui kitų. Pavyzdžiui, iš varlės ikrelio išsirita lerva – buožgalvis. Jo sandara paprastesnė nei suaugusio organizmo. Jis panašus į žuvytę su uodega, kvėpuoja išorinėmis žiaunomis. Kiek vėliau išsivysto vidinės žiaunos. Buožgalvis turi vieną kraujo apytakos ratą, dviejų skyrių širdį, matyti šoninė linija. Vėliau išsivysto užpakalinės, priekinės kojos, vystosi plaučiai, trumpėja uodega ir buožgalvis tampa varlyte.
Visas bet kurios ontogenezės stadijas veikia aplinka, t.y. daugelis natūraliųjų veiksnių – temperatūra, šviesa, druskų, dujų kiekis aplinkoje, maisto medžiagos. Žmogaus vaisiaus vystymuisi ypač lemtingi 3 pirmieji mėnesiai. Gyvybė būna itin trapi, labiausiai jautri neigiamam poveikiui. Motina nėštumo metu turi vengti vaistų, narkotikų, alkoholio, rūkymo. Žalingi rentgeno spinduliai. Pavojingi virusai, ypač raudoniukės. Šis virusas 90% atvejų sukelia įvairius apsigimimus. Ypač žalingas alkoholis ir rūkymas. Jis kenkia visoms organizmo sistemoms. Nepageidautini įvairūs teršalai, trąšos, toksinės medžiagos – tai skatina įvairius organizmų išsigimimus, mutacijas.
*** Organizmų gyvenamoji aplinka – tai gamtos dalis, kurioje organizmai gyvena jos veikiami ir veikdami ją. Gyvūnai yra paplitę tiek atmosferoje, tiek litosferoje, tiek hidrosferoje. Jų nėra aukščiau 18 km (virš ozono sluoksnio), užterštuose telkiniuose (Juodojoje jūroje nėra gyvybės žemiau 200 m, nes ten daug sieros vandenilio).

Aplinkos veiksniai – sąlygos, veikiančios organizmą. Jie netiesiogiai ir tiesiogiai veikia organizmą, populiaciją, gamtinę bendriją, jų būsenas ir savybes. Šie veiksniai dažnai yra vadinami ekologiniais veiksniais. Jie skirstomi į 3 grupes:

1) Abiotiniai veiksniai – visi negyvosios gamtos komponentai, taip pat aplinkos, vandens, oro ir dirvožemio sudėtis. Svarbi šių veiksnių ypatybė ta, kad jie dėsningai kinta ne tik per metus ar per parą, bet ir priklausomai nuo geografinės zonos. Todėl ir prisitaikymai prie jų yra zoninio ir sezoninio pobūdžio.

2) Biotiniai veiksniai – populiacijos individų, taip pat gamtinių bendrijų populiacijų sąveika. Tarp įvairių organizmų susikolstė įvairūs ryšiai ir santykiai. Svarbiausi iš jų – mitybos ryšiai. Santykiai gali būti grobuoniški, parazitiniai (kai parazitas išnaudoja šeimininką). Taip pat būna ir naudingų santykių, kai vienų organizmų veikla padeda išlikti kitiems.
3) Antropogeninis veiksnys – įvairiapusė žmogaus veikla, kuri keičia gamtą – visų organizmų gyvenamąją aplinką, arba turi tiesioginę įtaką jų gyvenimui.
Organizmai natūraliosios atrankos būdu prisitaiko prie visų šių veiksnių. Optimali kurio nors veiksnio reikšmė kiekvienai rūšiai yra nevienoda. Pagal veiksnio palankumą rūšis galima suskirstyti į mėgstančias šilumą ir šaltį, drėgmę ir sausrą, prisitaikiusias prie didelio bei mažo vandens druskingumo ir kt. Taip pat apribojantys veiksniai – tai veiksniai, peržengę minimumo ir maksimumo ribas.

07. Kvėpavimas ląstelėje ir energijos virsmai organizme

Kvėpavimas
Ląstelės yra atvrios termodinaminės sistemos, joms nuolat reikia papildyti prarastos vidinės energijos išteklius. Visos ląstelės joms būtiną energiją gauna skaidydamos organinius junginius. Autotrofinės ląstelės jų pasigamina pačios chemo ar foto sintezės būdu, heterotrofinės – gauna iš autotrofų ar kitų heterotrofų. Tačiaunei vienos, nei kitos tiesiogiai organiniuose junginiuose akumuliuotos energijos panaudoti negali, ji atsilaisvina tik organiniams junginiams skylant. Ši energija visada panaudojama pagrindinės ląstelės energetinės medžiagos ATP sintezei. Naudojami organiniai junginiai skaidomi iki CO2 ir H2O arba tarpinių produktų (pvz., etilo alkoholio). O gauta ATP panaudojama įvairiems ląstelės poreikiams.
Organinius junginius ląstelės skaido tiek aerobinėm, tiek anaerobinėm sąlygom. Procesas, kai organiniai junginiai skaidomi iki CO2 ir H2O aerobinėmis sąlygomis, o atsipalaidavusi energija naudojama ATP sintezei, vadinamas kvėpavimu. Kvėpuojant dažniausiai skaidomi angliavandeniai, o iš jų – heksozės (C6H12O6 – gliukozė).
Pirmoji stadija yra anaerobinė: C6H12O6  C3H6O3 + Q, kur 60% Q išsiskiria šilumos pavidalu, o 40% Q panaudojama 2ADP+P2+Q2ATP reakcijai.
Antroji stadija užrašoma lygtimi (kur Pi – neorganinis fosfatas):
2C3H6O3 + 6O2 + 36ADP + 36Pi  6CO2 + 36ATP + 42H2O
Taip kad iš viso aerobinio kvėpavimo metu iš ADP susintetinamos 2+36=38 ATP molekulės.

Energija iš ląstelės į ląstelę neperduodama, todėl kvėpavimas vyksta kiekvienoje gyvoje ląstelėje, jose esančių organoidų – mitochondrijų dėka. Mitochondrijos vadinamos ląstelės energetinėmis jėgainėmis. Mitochondrijos – tai viduląstelinės oksidacijos centrai, jose egzistuoja kvėpavimo ir ATP sintezės sistemos.

Kiekvieną mitochondriją gaubia apvalkalėlis, sudarytas iš dviejų membranų. Vidinė sritis vadinama matriksu, o vidinės membranos raukšlės – kristomis. Kristose ir matrikse, veikiant įvairiems fermentams, vyksta kvėpavimo procesai. Įvairiems poreikiams ląstelės sunaudoja apie 30% išsiskyrusios energijos, kita energijos dalis virsta šiluma, kuri savo ruožtu greitina chemines reakcijas. Kartais dalis energijos gali virsti šviesa (jonvabaliai).

Anaerobinis organinių medžiagų skaidymas vadinamas rūgimu. Tai procesas, kai organinė medžiaga skaidoma ne iki CO2 ir H2O, bet iki tarpinių produktų. Rūgimo produktų cheminė prigimtis priklauso nuo organizmo ypatumų. Anaerobinis organinių junginių skaidymas nenaudingas dėl mažos energijos išeigos (18 kartų mažiau efektyvus nei aerobinis).

Daugumai mikroorganizmų rūgimas yra pagrindinis ar net vienintelis energijos gavimo būdas. Rūgimo produktai jų gyvybinių funkcijų neveikia, tačiau labai didelė rūgimo produktų koncentracija pražūtinga net patiems mikroorganizmams (pvz., mielės žūva, kai jos pagamina 16 – 17% alkoholio).

Energijos virsmai organizme

Medžiagų ir energijos apykaita yra svarbiausia gyvybės egzistavimo sąlyga, viena svarbiausių gyva ir negyva skiriančių savybių.
Medžiagų (energijos) apykaita susideda iš dviejų viens kitam priešingų procesų – asimiliavimo (anabolizmo) ir disimiliavimo (katabolizmo).
Asimiliavimas. Sintezė sudėtingų junginių iš paprastesnių, organinių iš neorganinių, vienų organizmų pagamintų medžiagų pavertimas kitų organizmų specifinėmis medžiagomis. Asimiliavimas būne dvejopas – autotrofinis ir heterotrofinis. Svarbesnis yra autotrofinis, nes šiuo būdu iš neorganinių medžiagų, naudojant saulės ar kitą energiją, gaunama pirminė organinė medžiaga – pirminė produkcija. Heterotrofinis asimiliavimas daug paprastesnis. Iš esmės tai vienų organinių medžiagų vertimas kitomis.
Disimiliavimas. Sudėtingų organinių medžiagų (junginių) skaidymas į paprastesnius junginius, arba galutinius skilimo produktus CO2 ir H2O, bei atpalaidavimas jų molekulėse akumuliuotos energijos, būtinos ląstelių gyvybei palaikyti. Dėl to asimiliavimas vyksta vienodai ir autotrofinėse, ir heterotrofinėse ląstelėse.
Asimiliavimas ir disimiliavimas yra glaudžiai susiję ir vienas nuo kito priklausantys procesai. Disimiliavimui naudojami asimiliavimo produktai.
Jei asimiliuojama daugiau nei disimiliuojama, tai šis asimiliacijos produktų perteklius organizme kaupiasi atsarginių medžiagų pavidalu (pvz., augalai kaupia krakmolą. Svarbiausios atsarginės medžiagos: baltymai, riebalai ir angliavandeniai). Toks kūno masės (biomasės) prieaugis vadinamas produkcija. Tai kūno masės arba jame esančios energijos augimo greitis. Mūsų kūno masė didėja, kai augame arba tunkame.
Kai organizmas asimiliuoja tiek, kiek disimiliuoja, biomasė nekinta.
Organinę medžiagą gali produkuoti iš tikrųjų tik producentai (gamintojai), kurių dauguma – žalieji augalai. Visi kiti organizmai – tik vartotojai. Kai didėja augalo masė, tai masės prieaugis – pirminė, arba tikroji produkcija, tuo tarpu žmogaus arba kitų vartotojų masės didėjimas – antrinė, tretinė ir t.t produkcija. Vartotojai tik perdirba maiste esančias organines medžiagas į savo kūno medžiagas, o patys jų neprodukuoja. Ta energija, kuri yra sukaupta vartotojų kūnuose, buvo augalinėje biomasėje, jie ją tik pasisavino, o ne patys pagamino. Todėl ji nėra pirminė.

Vykstant medžiagų apykaitai organizme susidaro galutiniai bei tarpiniai produktai bei jų liekanos. Jei jų susikaupia daugiau – organizmui žalinga. Jų išskyrimas iš organizmo palaiko organizmo vidinį terpės pastovumą. Įvairūs gyvi organizmai tai daro skirtingai. Šalinimo organai, šalinantys iš organizmo skystus apytakos produktus, išsivysto iš mezodermos.
*Augaluose galutiniai apykaitos produktai, įvairūs toksiški junginiai kaupiami ir izoliuojami centrinėje ląstelės vakuolėje. Kai kurie augalai tiek sukaupia daug toksiškų medžiagų, tad jų lapai tampa nuodingi. Pavyzdžiui kai kurių akacijų rūšių lapų dėl to neėda jokie gyvūnai.
Medžiai taip susikaupusias toksiškas medžiagas lapų ląstelėse pašalina rudenį, numesdami šiuos lapus. Taip nuo kenksmingų medžiagų apsivalo visas organizmas. Taip pat yra medžių, kurie medžiagų apykaitos produktus kaupia žievėje ir ją palaipsniui keičia. Medžiagų apykaitos produktai taip pat yra kaupiami medienoje. Vandens perteklius pašalinamas per lapus išgarinant.
Augaluose fotosintezės metu į aplinką išskiriamas deguonis. Kvėpavimo metu išskiriamas CO2. Šis procesas vyksta pro lapų žioteles ir stiebo lenticeles, ląstelių poras. Augaluose šį procesą reguliuoja atsidarydamos ir užsidarydamos žiotelės. Augalas pastoviai į aplinką garina vandenį. Garindami vandens perteklių, lapai atvėsta ir augalas neperkaista. Garinimas padeda vandeniui tekėti augalu. Kartu su juo sruvena mineralinės medžiagos.
Visas medžiagas augalai šalina difuzijos būdu. Dalį medžiagų augalas nusiunčia į žievę, joje kaupia bei sulaiko medienoje.
*Gyvūnuose
Gyvūnai taip pat iš savo kūno turi pašalinti vandens perteklių, galutinius medžiagų apykaitos produktus, druskas, nuodingas medžiagas, įvairias organizmui svetimas medžiagas. Tam yra įvairūs šalinimo būdai. Šio proceso dėka organizmas gali išlaikyti pastovią savo vidinės terpės cheminę ir fizinę sudėtį (Homeostazę).
*Pirmuonyse (vienaląsčiuose) medžiagų apykaitos produktų šalinimas vyksta difuzijos būdu (visu kūno paviršiumi) arba pulsuojančių vakuolių dėka. Ameba – viena pulsuojanti vakuolė; Euglena – viena pulsuojanti vakuolė; Klumpelė – dvi pakaitomis susitraukinėjančios vakuolės.
*Daugialąsčiuose medžiagų apykaitos produktai šalinami specialiais šalinimo organais.
*Bestuburiuose gyvūnuose:
Duobagyvių tipas: Hidra – šalina visu kūno paviršiumi.
Plokščiųjų kirmėlių tipas: šalinamaisiais vamzdeliais protonefridijomis. Planarija – šalinimo organus sudaro kūno šonuose išsišakojusių kanalėlių sistema. Kanalėlių atšakos prasideda stambiomis ląstelėmis, kurių viduje yra pluoštas virpamųjų blakstienėlių. Galutiniai produktai difuziškai patenka į minėtų ląstelių citoplazmą, o iš jų – į šalinimo kanalėlius, kurie jungiasi į stambesnius. Stambių kanalų angos – šalinamosios poros – išeina į kūno paviršių.
Apvaliųjų kirmėlių tipas: būdinga plokščiųjų kirmėlių šalinimo sistema. Askaridė – šalina per šalinamąją angą. Nuodija žmogų.
Žieduotųjų kirmėlių tipas: šalinamaisiais vamzdeliais metanefridijomis. Sliekas – šalinimo organai panašūs į susivienijusius vamzdelius. Kiekviename narelyje yra du vamzdeliai. Vienas jų galas susisiekia su kūno ertme, o kitas atsiveria į išorę. Pro šiuos vamzdelius kenksmingos skystos medžiagos pašalinamos iš slieko organizmo.
Minkštakūnių tipas: Didžioji kūdrinukė – šalinimo organas inkstas. Tekėdamas pro jį kraujas apsivalo nuo kenksmingų apykaitos produktų. Iš inksto šios medžiagos pašalinamos pro angą, esančią greta šalinamosios angos.
Nariuotakojų tipas:
Vėžiagyvių klasė: Upinis vėžys – šalinimo organai – pora apvaliųjų žaliųjų liaukų. Iš kiekvienos išeina šalinamasis latakas, atsiveriantis laukan prie antenulių pagrindo.
Voragyvių klasė: Voras – šalinimo organai – keturi vamzdeliai. Vienas jų galas aklinas, kitas jungiasi su žarna. Kraujyje esantys medžiagų apykaitos produktai prasisunkia į vamzdelius pro jų sieneles. Vamzdeliais šios medžiagos patenka į žarną ir pašalinamos lauk.
Vabzdžių klasė: Grambuolys – kuokštelis plonų Malpigijaus vamzdelių, esančių kūno ertmėje. Jų viršūnės uždaros, o apačios atsiveria į žarnyną. Apykaitos produktai perkošiami visu Malpigijaus vamzdelių paviršiumi, o paskui vamzdelių viduje virsta kristalais. Vėliau jie patenka į žarnyno ertmę ir kartu su nesuvirškintomis maisto liekanomis pašalinami iš organizmo. Be vamzdelių šalinimo funkcija atlieka riebalinis sluoksnis. Jo ląstelėse kaupiasi ne tik riebalai, bet ir organizmui tuo metu nereikalingos medžiagos bei nuodai.
*Stuburiniuose gyvūnuose
Žuvų klasė: Ešerys – šalinimo organai inkstai. Ten susidarantis šlapimas šlapimtakiais patenka į šlapimo pūslę, kuri šalinamąją anga atsiveria laukan.
Varliagyvių klasė ir roplių klasė: Varlė, vikrusis driežas – šalinimo organai inkstai. Išsiskiriačios iš kraujo kenksmingos medžiagos šlapimtakiais patenka į inkstus.
Paukščių klasė: Karvelis – šalinimo organai pora inkstų. Iš jų išeina šlapimtakiai, kuriais šlapimas patenka į kloaką. Šlapimo pūslės paukščiai neturi.
Žinduolių klasė: Šuo – šalinimo organai – inkstai ir oda. Šlapimas šlapimtakiais nuteka į šlapimo pūslę ir periodiškai iš ten pašalinamas lauk. Kartu su prakaito liaukų išskirtu prakaitu iš organizmo pašalinama šiek tiek druskų. Kenksmingi medžiagų apykaitos produktai pašalinami per inkstus, plaučius, žiaunas, kepenis, storąją žarną, odą, riebalinį audinį.
• Plaučiai – šalina CO2 ir šiek tiek vandens pertekliaus (vandens garų pavidalu). Taip elgiasi sausumos stuburiniai (varliagyviai, ropliai, paukščiai, žinduoliai) gyvūnai.
• Žiaunos – šalina CO2 perteklių. Taip vyksta vandens gyvūnų (žuvų) kūne.
• Kepenys – a) su išskiriama tulžimi pašalina tam tikras pigmentines medžiagas, susidarančias hemoglobino suirimo metu. (Kepenyse suardomi seni eritrocitai.); b) čia atiteka visas kraujas einantis iš žarnyno. Ir kepenys nukenksmina 95% medžiagų susidariusių virškinant.
• Storoji žarna – kartu su nesuvirškintomis medžiagomis pašalina Ca druskas ir sunkiųjų metalų druskas.
• Oda – prakaituojant pašalina vandens perteklių, šlapalą ir natrio druskas. Šiek tiek kenksmingų medžiagų apykaitos produktų kaupiasi poodiniam riebaliniam ląstelyne.
• Bet svarbiausias šalinimo būdas – per šlapimo sistemą (inkstai, šlapimtakiai, šlapimo pūslė, šlaplė). Pro ją pašalinamas didelis vandens perteklius, druskos, šlapalas, šlapimo rūgštis, kuri susidaro iš azotinių atliekų skylant baltymams. Žmogaus inkstas sudarytas iš inksto žievės ir inksto šerdies. Inkstas susideda iš panašių struktūrinių vienetų – nefronų. Kiekvienas nefronas susideda iš nedidelės taurelės formos kamuolėlio kapsulės, kuri apgaubia kapiliarų kamuolį. Nuo kamuolėlio kapsulės tęsiasi vingiuotas kanalėlis. Į kiekvieną inksto kamuolėlio kapsulę ateina įtekančioji arterija, kuri suskyla į kapiliarų tinklą ir sudaro kapiliarų kamuolį. Iš jo kraujas išteka pro ištekančiąją arteriją, ištekančiosios arterijos yra siauresnės už įtekančiąsias. Ištekančioji arterija vėl šakojasi į kapiliarus ir apraizgo inksto kanalėlius. Kapsulės kanalėliuose susidaro pirminis šlapimas. Jis yra kraujo plazmos filtratas, kuriame gausu įvairių ištirpusių organizme medžiagų: gliukozės, galaktozės, plazmos baltymų, vitaminų, mineralinių medžiagų. Per parą susidaro iki 150 – 180 l pirminio šlapimo. Šis šlapimas iš inksto kapsulės patenka į inksto kanalėlius, kuriuose vyksta organizmui reiklaingų medžiagų grąžinimas atgal į kraują. Inkstų kanalėlių ilgis apie 70 – 100 m. o jų rezorbcinis plotas 40 – 50 m2. Kanalėliai išskiria per parą galutinio šlapimo tik 1 – 1,5 l, kuris šlapimtakiais patenka į šlapimo pūslę ir laikas nuo laiko pašalinamas iš organizmo.

09. Medžiagų pernešimas vienaląsčiuose ir daugialąsčiuose organizmuose

Vienaląsčių organizmų medžiagų pernešime ypač svarbu yra ląstelės citoplazmos judėjimas. Citoplazma nuolat juda. Jos srovės perneša ląstelėje maisto medžiagas ir joje ištirpusį CO2.
*Du judėjimai: srovelinis (cirkuliacinis) pastebimas ląstelėse, kurios turi ne tik citoplazmos sluoksnį, esantį arti sienelių, bet taip pat daug jos siūlų, besidriekiančių į branduolį. Tokiuose siūluose ir pastebimas šis judėjimas. Apskritiminis (rotacinis) pastebimas tiktai ląstelėse, kurios turi tiktai pasieninį citoplazmos sluoksnį.
*Vienaląsčiai gyvūnai, gyvenantys gėlame vandenyje (ameba, žalioji euglena, infuzorinė klumpelė) turi tam tikrus organus – pulsuojančias vakuoles – kurie pašalina iš ląstelių vandens perteklių. Vienaląsčiai organizmai, neturintys pulsuojančių vakuolių (dumbliai), vandens perteklių šalina pro ląstelės membraną.
*Aukštesniųjų augalų medžiagų transportavimo funkciją atlieka apytakiniai audinai. Vandens indai – sudaryti iš kelių negyvų ląstelių išdėstytų viena ant kitos. Visa gyva suyra ir lieka tik ląstelės. Skersinės pertvaros tarp šių ląstelių suyra, o sienelės sumedėja. Vandens indais keliauja vanduo ir jame ištirpusios neorganinės maisto medžiagos. Rėtiniai indai- sudaryti iš ilgų gyvų ląstelių su akytomis skersinėmis pertvaromis. Jais keliauja organinės maisto medžiagos. Augalų šaknys – difuzijos būdu siurbia vandenį su jame ištirpusiomis mineralinėmis medžiagomis. Jis šakninio slėgio veikiamas (osmosas) vandens indais šaknies praleidžiamąja zona, stiebu (mediena), lapų gyslomis patenka į lapus. Tai kylančioji srovė. Lapuose – fotosintezės deka gaminasi organinės medžiagos. Jų tirpalai rėtiniais indais per lapų gyslas teka į vaisius, sėklas, stiebą (karniena), šaknis. Tai nusileidžianšioji srovė.
*Daugialąsčiai gyvūnai – daugeliui kraujas, tarpląstelkinis skystis ir limfa sudaro vidinę skystą terpę, kurios pagrindinė funkcija – maisto medžiagų ir apykaitos produktų transportavimas.
Kraujas – jo tekėjimas vadinamas kraujotaka. Kraujo apytakos dėka visi organai ir audiniai aprūpinami deguonimi, maisto medžiagomis, vandeniu, druskomis. Taip pat iš organizmo pašalinami irimo produktai. Atvira – kai stambios kraujagyslės šakojasi į smulkias iš kurių kraujas patenka į ertmes tarp organų. Kraujas skalauja visus organus, atiduodamas jiems maisto medžiagas ir deguonį. (Pas moliuskus bei nariuotakojus). Uždara – kraujas organizme teka tiktai kraujagyslėmis. (Pas sliekus ir stuburinius).
Dauguma kūno ląstelių neturi ryšio su išorine aplinka. Jų gyvybinei veiklai sudaro sąlygas vidinė terpė, kuri be kraujo susideda susideda iš dviejų skysčių: tarpląstelinio (su kuriuo ląstelės liešiasi) ir limfos.
Limfa – per ją iš organizmo pašalinami skilimo produktai. Ji padeda nutekėti iš audinių skysčio pertekliui. Visuose audiniuose yra smulkiausių limfos kapiliarų, kuriuose koncentruojasi tapląstelinis skystis ir sudaro limfą. Kapiliarai susijungia į stambesnes limfagysles, kurios išraizgo visus organus ir audinius. Vidinėse limfagyslių sienelėse išsidėstę limfmazgiai, – mikroorganizmus sulaikantys filtrai. Susijungdamos limfagyslės sudaro krūtinės latakus, kurie atsiveria į stambias venas. Dėl to į kraujotakos ratą vėl grįžta audiniuose pabuvojęs skystis.
Daugialąsčiuose organizmuose vyksta citoplazmos judėjimas (pagal laikrodžio rodyklę) – citoplazma juda ne tik vienoje ląstelėje, bet ji taip pat prateka ir į kitą, su savimi nešdamasi įvairias medžiagas.

Medžiagų mainai tarp ląstelės ir aplinkos
Molekulės patenka į ląsteles įvairiais būdais. Tai priklauso nuo vidaus ir išorės sąlygų. Yra keturi medžiagų patekimo į ląstelę būdai.
1. Endocitozė ir egzocitozė. Endocitozės ir egzocitozės metu aktyviai transportuojamos dalelės arba skyščio lašeliai į ląstelę arba iš jos. Yra du endocitozės tipai: pinocitozė ir fagocitozė. Fagocitozė – tai stambių organinių medžiagų molekulių patekimas į ląstelę. Kai ląstelė susiliečia su dalele, tai ląstelės plazminė membrana toje vietoje įdumba. Dalelė apsupama ir nugrimsta į citoplazmą, kur susiformuoja virškinamoji vakuolė, arba dalelė, būdama pūslelėje, susiduria su lizosomomis, kuriose yra virškinimo fermentai. Pinocitozė – tai procesas, kai į ląstelę patenka skysčio lašeliai su ištirpusiomis medžiagomis. Fagocitozė būdinga gyvūnams (amebos, leukocitai). Pinocitozė paplitusi gamtoje ir vyksta gyvūnų, augalų, grybų, bakterijų ląstelėse.
Egzocitozės metu medžiagos pašalinamos iš ląstelių. Goldžio pūslelės priartėja prie plazmolemos, susilieja su ja ir išlieja savo turinį į išorę.
2. Difuzija. Jos metu molekulės į ląstelės vidų patenka tada, kai jų koncentracija išorinėje ląstelės membranos pusėje būna didesnė negu vidinėje. Šis procesas vyksta tol, kol koncentracija abiejose membranos pusėje išsilygina. Ištirpusios dujos, reikalingos ląstelei, greitai difunduoja į ląstelės vidų. Jonai, aminorūgštys, gliukozė ir riebiosios rūgštys difunduoja lėčiau. Difuzija pro membraną vyksta lėčiau, nes membranos lipidai riboja difuzijos greitį.
3. Osmosas – tai vandens difuzija pro pusiau pralaidžią membraną. Tokios membranos gerai praleidžia vandenį, bet blogai – jame ištirpusias medžiagas. Vandens molekulių koncentracija išorėje yra didesnė, nei viduje (difuzija) dėl to vanduo gerai patenka į vidų. Ląstelės tūris didėja dėl osmosinės vandens absorbcijos ir susidaro turgoninis slėgis. Subrendusiose ląstelėse svarbiausia yra centrinė vakuolė su labai koncentruotomis ląstelės sultimis.
4. Aktyvusis transportas – kai ląstelė paima molekules iš tos terpės, kurioje jų yra mažiau negu ląstelėje, tam reikalinga energija iš šalies. Veikiant jonų ir protonų siurbliams ląstelės membranoje, susidaro nepusiausvyros būsena ir elektrinio lauko potencialų skirtumas. Dėl šio skirtumo medžiagos pernešamos prieš jų koncentracijos kryptį (pvz., transportuoti viena kryptimi Na+ ir angliavandenius gyvūnų ląstelėse, H+ ir angliavandenius – augalų ląstelėse).

10. Mitozės ir mejozės panašumai ir skirtumai, procesų ryšys su organizmų augimu ir dauginimusi

Panašumai:
1. Prieš redukcinį dalijimąsi replikuojasi DNR, sintetinami struktūriniai ir funkciniai baltymai. Replikuojasi ląstelės organoidai. Sintetinama ATP.
2. Praeinamos tos pačios fazės
3. Panašus citokinezės mechanizmas
4. Profazėje ir I profazėje išnyksta branduolėliai, branduolio apvalkalėlis, formuojasi verpstė.
5. Naudojama ATP energija

Skirtumai:
Fazės Mitozė Mejozė
Profazė Chromomerų nesimato. Homologinės chromosomos nesikonjuguoja. Susikryžiavimai nesusidaro. Nevyksta krosingoveris. I profazėje matosi chromomeros. Homologinės chromosomos konjuguojasi. Susidaro susikryžiavimai. I profazėje gali vykti krosingoveris.
Metafazė Chromatidžių poros išsidėsto ekvatoriaus plokštumoje. Centromeros būna vienoje plokštumoje. I metafazėje homologinės chromosomos išsidėsto ekvatoriaus plokštumoje pora prieš porą. Dalijimosi verpstės siūlai prisitvirtina prie šalia pusiaujo plokštumos susirinkusių bivalentinių centromerų.
Anafazė Dalijasi centromeros. Identiškos chromatidės Išsiskiria. I anafazėje centromeros nesidalija. Į ląstelės polius nueina chromosomos, sudarytos iš dviejų chromatidžių. Išsiskyrusios chromatidės II anafazėje dėl konjugacijos gali būti nevienodos.
Telofazė Susidaro dvi dukterinės ląstelės, kurios turi homologines chromosomas. Chromosomų skaičius jose toks pat kaip ir motininėje ląstelėje (2n). Dukterinės ląstelės genetiškai tokios pat kaip ir motininė ląstelė. II telofazėje chromosomų dvigubai mažiau negu motininėje ląstelėje: dukterinės ląstelės turi tik vieną chromosomą iš homologinės chromosomų poros. Dėl įvykusio krosingoverio genetinė informacija ląstelėse yra pasikeitusi. Mejozės metu susiformuoja viena kiaušialąstė ir trys poliniai kūneliai arba keturi spermatidai. Susiformavusios ląstelės turi (n) chromosomų rinkinį.
Vieta Gali vykti diploiduose, haploiduose ir poliploiduose. Vyksta formuojantis somatinėms ląstelėms, kai kurioms sporoms. Diploiduose, haploiduose ir poliploiduose. Vykstant gametogenezei ir sporogenezei.

*Mitozė (interfazė, profazė, metafazė, anafazė, telofazė) – vyksta visose augalinėse, gyvūninėse ir grybų somatinėse ląstelėse. Jos metu susidaro dvi dukterinės ląstelės. Abi turi diploidinį chromosomų rinkinį. Genetiškai vienodos – kiekvienam dukteriniam branduoliui perduodama visa paveldimoji informacija. Sutrikus mitozės eigai, ląstelė žūva arba pakinta jos gyvybinė veikla – atsiranda mutacijos. Mitozės būdu dalijantis ląstelėms pagrįstas visas augalų, gyvūnų ar grybų augimas.
*Mejozė (redukcinis ir ekvatorinis dalijimasis).
Redukcinis dalijimasis (interfazė, I profazė, I metafazė, I anafazė, I telofazė).
• Gyvūnų pasaulyje, vykstant spermatogenezei, susidaro du haploidiniai antros eilės spermatocitai, o vykstant ovogenezei, susidaro antros eilės ovocitas ir polinis kūnelis. Ir ovocitas, ir polinis kūnelis yra haploidiniai. Gyvūnų pasaulyje mejozė vyksta lytinėse liaukose ir pradinių ląstelių – spermatogonijų ir ovogonijų.
• Augalų pasaulyje mikrosporogenezės ir megasporogenezės metu susidaro po dvi haploidines sporas. Augalų pasaulyje pradinės ląstelės, iš kurių vystosi sporos, yra archesporio audinys, o iš jų susiformavusios sporos vadinamos mikrosporomis. Mikrosporos vystosi žiedinių augalų, kuokelio dulkinėje, samanų ir sporinių induočių anteridžiuose.
Ekvatorinis dalijimasis (interfazė, II profazė, II metafazė, II anafazė, II telofazė).
• Gyvūnų pasaulyje ovogenezės pabaigoje susidaro viena haploidinė kiaušialąstė ir trys poliniai kūneliai. Spermatogenezės pabaigoje susidaro keturi spermatidai, kurių chromosomų rinkinys taip pat haploidinis.
• Augalų pasaulyje po mikrosporogenezės susidaro keturios haploidinės mikrosporos. Po megasporogenezės susidaro viena haploidinė megaspora. Žiedinių augalų megasporos vystosi sėklapradžio audinyje, kuris yra piestelės mezginėje, o samanų ir sporinių induočių – archegonėse.

11. Mutacijos, jų tipai. Aplinkoje esantys mutagenai

Įvairių žmonių fizinių, fiziologinių ir kitokių požymių paveldimieji skirtumai priklauso nuo jų genotipų. Žmonės gali skirtis ne tik normaliais požymiais, bet ir įvairiais nukrypimais nuo normos, t.y. anomalijomis, Dėl ko atsiranda anomalijos?

Viena anomalijų priežasčių yra chromosomų skaičiaus pakitimai genotipe. Gali pasikeisti ne tik lytinių chromosomų, bet ir autosomų skaičius, chromosomų struktūra ir pavieniai genai. Visi šie pakitimai yra paveldimi, juos vadiname mutacijomis. Kitaip tariant, mutacijos – tai pakitimai, vykstantys chromosomose veikiant išoriniams arba vidiniams aplinkos veiksniams.
Pirmasis mutacijų sąvoką pradėjo naudoti olandų botanikas De Frysas. Jis teigė: 1. Paveldimi pakitimai atsiranda šuoliškai. Tėvų genotipams tokie pakitimai buvo nebūdingi. 2. Mutacijos gali būti ir naudingos ir žalingos. 3. Mutacijos yra nenuoseklūs pakitimai. 4. Atsiranda naujos pastovios formos. 5. Organizme (mutante) mutacijos gali vykti pakartotinai ir grąžinti jį į pradinį fenotipą.
Atsiradę naujos mutacijos teikia medžiagą biologinei evoliucijai. Genų mutacijos yra pakankamai retos. Tačiau genų organizme yra pakankamai daug, todėl organizmo ar rūšies lygyje mutacijos yra įprastas reiškinys.
Mutacijų klasifikavimas. Pagal tai, kokiose ląstelėse (generatyvinėse ar somatinėse) atsiranda, mutacijos skirstomos į generatyvines ir somatines. Kai pakitusi lytinė ląstelė dalyvauja apvaisinimo procese, mutaciją paveldi palikuonys. Somatinių ląstelių kitos kartos nepaveldi.
Pagal genotipo pakitimus išskiriamos branduolinės ir nebranduolinės mutacijos.

Branduolinių mutacijų klasifikacija:
1. Genų mutacijos. Genai yra DNR molekulių atkarpos. Joms būdingas specifinis jose esančių nukleotidų nuoseklumas. Nukleotidų sekos pakitimai chromosomos DNR, vienų nukleotidų išnykimas arba pakeitimas kitais keičia RNR molekulės, susidarančios ant DNR, sudėtį, o tai, savo ruožtu, nulemia naują aminorūgščių išsidėstymo seką sintetinamoje baltymo molekulėje.

2. Chromosomų mutacijos – genetinės medžiagos persitvarkymas, galintis įvykti vienoje chromosomoje arba tarp nehomologinių chromosomų (jei savo genais keičiasi homologinės chromosomos – toks reiškinys vad. krosingoveriu, jei nehomologinės chromosomos – mutacija). Chromosomų mutacijų atvejai:
a) delecija- dalies chromosomos segmento netekimas.
b) duplikacija – to pačio chromosomos segmento kartojimas daug kartų.
c) inversija – genų bloko pasisukimas chromosomoje 180 kampu (mirtina mutacija)
d) kai segmentas iš vienos chromosomos įsiterpia į kitą nehomologinę chromosomą.
3. Genomo mutacijos – tai mutacijos susijusios su chromosomų skaičiaus pakitimais.
a) Poliploidija – kai chromosomų skaičius kinta ištisais kartotiniais chromosomų rinkiniais. Dirbtinai ši mutacija sukeliama kai mutagenu kolchicinu dirbtinai suardoma dalijimosi verpstė. Ko pasekoje susidariusi lytinė ląstelė turi diploidinį (2n) chromosomų rinkinį ir palikuonys tada gali būti triploidiniai ar tetraploidiniai (4n). Tokios mutacijos būdingos augalams. Dauguma kultūrinių augalų yra poliploidiniai ir paprastai esti stambesni. Tai kviečiai, avižos, bulvės, braškės, kai kurios obelų veislės.
b) Heteroploidija – kai pakinta pavienių chromosomų skaičius. Todėl mutantai vadinami heteroploidais. Žmogaus heteroploidines mutacijas sukelia įvairios paveldimos ligos. Dauno sindromas tai – 21 chromosomos trisomija, t.y. 21 chromosoma sudaro ne chromosomų porą, o yra net 3 chromosomos.

Nebranduolinės mutacijos
Susiję su DNR esančia plastidėse ir mitochondrijose mutacijomis. Kadangi šie organoidai yra citoplazmoje toks paveldimumas vadinamas citoplazminiu. Tokios mutacijos pavyzdys – lapo margalapiškumas. Dalies lapo ląstelių chloroplastai dėl mutavusios jų DNR yra praradę sugebėjimą sintetinti chlorofilą. Tokios ląstelės lieka bespalvės.

Mutacijų klasifikavimas pagal fenotipo pakitimus.
Pagal fenotipo pakitimus mutacijos būna morfologinės, fiziologinės ir biocheminės.

Morfologinės mutacijos pavyzdys yra polidaktilija (daugiapirštiškumas), paveldimi augalų žiedo formos ir kiti morfologiniai pakitimai.

Fiziologinės mutacijos sukelia paveldimus augalų vegetacijos arba žydėjimo trukmės, medžiagų pernešimo bei kitokius pakitimus. Žinoma kukurūzų mutacija “tinginė” – sutrikus šio augalo audiniuose augimo hormono pasiskirstymui, lapai šliaužia žemės paviršiumi.

Biocheminės mutacijos – tai mutacijos, sąlygojančios paveldimus metabolizmo kitimus, dėl kurių atsiranda ir paveldimos žmogaus ligos (fenilketonurija, albinizmas, ir kt.)

Fenilketonurija ir albinizmas – vieno metabolinio (medžiagų apykaitos) kelio mutacijos. Fenilketonurija – recesyvinė mutacija, stabdanti fermento, dalyvaujančio aminorūgšties tirozino biosintezėje iš fenilalanino, sintezę. Fenilketonurija suserga homozigotiniai pagal šią recesyvinę mutaciją kūdikiai. Fenilalaninas neperdirbamas į tiroziną, todėl kraujyje susikaupia didelis kiekis fenilpirovynuogių rūgšties, galinčios pažeisti smegenis ir sukelti silpnaprotystę. Fenilpirovynuogių rūgštis kaupiasi taip pat ir šlapime, todėl šitą ligą nesunku nustatyti.

Organizmai, homozigotiniai pagal kitą recesyvinę mutaciją, trukdančią tiroziną perdirbti į melanino pigmentą (nuo kurio priklauso akių, plaukų, odos spalva), yra albinosai.
***
Dėl ko atsiranda mutacijos? Kokie faktoriai jas sukelia? Mutacijų atsiradimo procesas vadinamas mutageneze. Yra dvi mutagenezės rūšys:
1) Spontaninė – vyksta esant natūraliom gamtinėm sąlygom (dar vadinama gamtine mutageneze). Ją gali sukelti natūrali gamtinė radiacija, temperatūra ir kt. natūralūs veiksniai.
2) Indukuota – kai mutacijas dirbtinai sukelia pats žmogus, jo veikla. Veiksniai sukeliantys mutacijas vadinami mutagenais. Žinomos trys mutagenų rūšys: fiziniai, cheminiai, biologiniai.

Fiziniai mutagenai – radioaktyvus spinduliavimas, elektro magnetinės bangos, UV spinduliai. Mutageninis jų poveikis yra tiesiog proporcingas jų dozei. Fizinė mutagenezė taikoma siekiant gauti produktyvesnes bakterijų rases.
Didžiausiu mutageniniu poveikiu pasižymi cheminė mutagenezė. Aplinkos mutagenų šaltinis – žemės ir miškų ūkio cheminizavimas. Reikšmingiausi – pesticidai t.p. nitro junginiai, kurių daug į dirvą patenka su trąšom, o po to į vandenį ir į žmogaus organizmą.
Kitas šaltinis – cheminės pramonės atliekos. Plačiai plinta alkilinančių mutagenų grupė (tai tarpinis įvairių technologijų produktas). Dėl didelio aktyvumo šie mutagenai vadinami super mutagenais.
Silpnesnio mutageniškumo yra kofeinas, vaistai, tačiau tai irgi yra mutagenai. Mutageniškumu pasižymi įvairūs konservantai esantys mūsų maiste.
Biologiniai mutagenai – tai virusai, kurie patekę į ląstelę indukuoja joje mutacijas.

12. Selekcijos genetiniai pagrindai. Augalų selekcijos metodai. Biotechnologija.

Selekcija – kompleksinis mokslas, kurio daugiausiai siekiama padidinti žemės ūkio gamybos produktyvumą. Selekcijos uždavinys – sukurti naujas ir pagerinti jau esamas augalų ir gyvūnų veisles, bei mikroorganizmų rases. Norint sėkmingai kurti naujas veisles bei rūšis reikia:
1. panaudoti įvairias pradines augalų ir gyvūnų veisles bei rūšis;
2. panaudoti mutacijas (paveldimąjį kintamumą);
3. žinoti aplinkos vaidmenį, vykstant ir pasireiškiant tiriamiesiems požymiams;
4. naudoti paveldimus dėsningumus kryžminant;
5. taikyti dirbtines atrankos formas, pritaikytas pageidaujamiesiems požymiams ištirti ir įtvirtinti.
Veislė, tai dirbtiniu būdu sukurta individų visuma (populiacija), kuriai būdingas produktyvumas, morfologiniai ir fiziologiniai požymiai. Kuo įvairesnė pradinė medžiaga naudojama selekcijoje, tuo sėkmingiau ir daugiau galima išvystyti naujų veislių ir tuo efektyvesni jos rezultatai. Pagrindiniai augalų selekcijos metodai yra hibridizacija ir atranka. Paprastai šie metodai taikomi kartu. Yra dvi atrankos formos: masinė ir individualioji. Masine atranka iš pradinės medžiagos atrenkama visa grupė individų, turinčių pageidaujamus pokyčius. Masinė atranaka dažniausiai taikoma kryžmadulkių augalų selekcijoje. Jos metodu negalima gauti genotipiškai vienarūšės medžiagos. Individualiaja atranka atrenkami individai su dominuojančiais požymiais ir išauginami jų palikuonys. Tai labiausiai tinka savidulkiams. Gyvūnų selekcija pagrįsta paveldimuoju kintamumu bei atranka. Tačiau gyvūnų selekcija turi tam tikrų savitumų, priklausančių nuo gyvulių organizmų prigimties:
1. naminiai gyvuliai dauginasi tiktai lytiniu būdu;
2. jų palikuonys nėra gausūs.
Gyvūnų selekcijai svarbus eksterjeras – gyvulių išorinių formų suma. Gyvulių prijaukinimas – pirmasis selekcijos etapas. Vieni gyvuliai kilę iš laukinių protėvių. Prijaukinimas gerokai susilpnina natūralios atrankos kintamumą, kurį žmogus panaudojo jam reikalingų požymių dirtiniai atrankai. Vykdant gyvulių selekciją, svarbu žinoti genetinį tikslą.
Kryžmadulkių augalų savidulka. Savidulka sustiprina paveldimiąsias savybes. Augalų savidulka ir gyvulių giminingų individų kryžminimas mažina gyvybingumą, o skatina išsigimimą. Viena iš prižasčių, daugelis genų pereina į homozigotinę būklę. Organizmuose nuolat vyksta mutacijos, daugumos jų būna recisyvinės. Jos akivaizdžiai nepasireiškia, nes jos yra heterozigotinės būsenos. Savidulka dažnai sėkmingai taikoma kryžmadulkių augalų selekcijoje. Iš pradžių išvedamos homozigotinės linijos, kuriose įsitvirtina pageidaujami požymiai. Po to kryžmiškai apdulkinamos skirtingos savidulkės linijos. Daugeliu atvejų iš karto gaunami labai derlingi hibridai. Toks metodas vadinamas tarplinijine hibridizacija. Esmė ta, kad pirmoji hibridinė karta yra gyvulingesnė. Todėl efektas mažėja. Kuo įvairesnė pradinė medžiaga, tuo efektyvesnė atranka.
Poliploidija. Daugelis kultūrinių augalų poliploidai (kviečiai, bulvės).
Tolimoji hibridizacija. Kryžminami tos pačios rasės individai, tačiau galima gauti hibridus sukryžminos vienos genties skirtingų rūšių individus(kvietį su aviža). Tačiau tolimieji hibridai paprastai būna nevaisingi.
Pagrindinės nevaisingumo priežastys, kad negali normaliai tęsti tolimųjų hibridų lytines ląsteles. Naujų augalų rušių chromosomos būna nepanašios, nes negali konjuguotis, dėl to sutrinka mejozės procesas. Tada parenkamos skirtingos atrankos kryptys, reproduktoriai, laikomos įvairios kryžminimo sistemos. Parenkant reproduktoriui, svarbu atsižvelgti į jų geneologiją. Pagal pradinius požymius gana tiksliai galima nustatyti reproduktorinį genotipą. Dirbant gyvulių selekcijos darbą, naudojami įvairūs kryžminimo tipai: negiminingas ir giminingas. Negiminingas – tos pačios veislės arba skirtingų veislių gyvulių kryžminimas, darant griežtą atranką, padeda išlaikyti hibridų savybes. Giminingas – kai kryžminamos pradinės formos: broliai su seserimis arba tėvai su jų palikuonimis. Toks kryžminimas taikomas kai reikia paremti daugumą veislės genų į homozigotinę būseną. Taip įtvirtinami vertingi požymiai, kuriuos išsaugo homozigotiniai palikuonys. Tačiau dėl to gyvuliai susilpnėja, pasidaro neatsparūs išoriniams poveikiams.
Naminių gyvulių heterozė – padidintas gyvulingumas. Jis pasireiškia, kryžminant skirtingų rūšių individus, pirmosios kartos hibridai gerai vystosi, būna gyvybingi tačiau ši savybė sekančioje kartoje neišlieka.

Biotechnologija – vadiname žmogui reikalingų medžiagų gamybą, pagrįstą tobuliausiais biologiniais procesais. Čia kompleksiškai taikomi didžiausi mikrobiologijos, biochemijos, inžinerinių mokslų laimėjimai.
Biotechnologiniuose procesuose plačiai naudojami mikroorganizmai (bakterijos, mielės). Bioreaktoriuose maitinamosiose terpėse jie gamina baltymus, fermentus, maisto preperatai ir t.t. svarbus mikroorganizmų indėlis aprūpinant gyvulius pašariniais baltymais. Bakterijos ir mielės pagamina daug baltymų, kurie turi aminorūgšties lizino, todėl naudojami kaip vertingi pašaliniai priedai.
Didelę reikšmę biotechnologijai turi metodai, vadinami ląstelės inžinerija. Taikant šį metodą, iš organizmo paimtos ląstelės pernešamos ant specialiai paruoštų maitinamųjų terpių, kurių aplinkoje jos gyvena ir dauginasi. Tokios ląstelinės kultūros naudojamos vertingoms medžiagoms gauti.
Ląstelinės kultūros naudojamos ląstelių kryžminimams. Taikant specialius būdus, galima sujungti ląsteles skirtingos kilmės organizmų, kurių kryžminimas lytiniu būdu yra neįmanomas. Ląstelių inžinerijos mokslas – tai visiškai naujas hibridų gavimo būdas, sujungiant į vientisą sistemą ne lytines, o somatines ląsteles.
Tad žmogui atsiveria galimybės sukurti naujas kultūrinių augalų formas. Gyvūnų hibridinių ląstelių gavimas atveria naujas perspektyvas, ypač medicinai. Pvz.: taikant ląstelių kultūros metodą, gauti vėžio ląstelių ir kraujo ląstelių – limfocitų hibridai. Panaudojant hibridinias ląsteles galima gauti vertingas vaistinias medžiagas, kurios padidina organizmo atsparumą infekcijoms.
Biotechnologijoje plačiai taikomas genų inžinerijos metodas. Jis atlieka genotipo pertvarkymus. Inžinerijos metodai yra sudėtingi. Eksperimentai atliekami su prokariotais ir virusais.
Taikant vieną iš metodų, galima į organizmo genotipą įterpti arba pašalinti atskirus genus arba jų grupes. Į genotipą įterpus naują geną, galima ląstelę priversti sintetinti baltymus, kurių anksčiau ji nesintetino. Pvz.: į žarnų lazdelės genotipą pavyko įterpti geną iš žmogaus genotipo. Šis genas kontroliuoja insulino sintezę angliavandenių apykaitoje.
Kai kurios bakterijų rūšys pasižymi sugebėjimu paimti iš oro azotą ir padaryti jį prieinamą augalams. Iškilo uždavinys – genus, kurie kontroliuoja oro azoto fiksavimą, įterpti į genotipą tų dirvos bakterijų, kurios neturi šių genų. Išsprendus šį uždavinį bus galima pertvarkyti dirvų teršimą.
Biotechnologijos reikšmė yra didžiulė, nes ji padeda žmogui spręsti rimtas problemas. Mikrobiologijos bazėje vystosi ištisa pramonės šaka – mikrobiologijos pramonė. Pradedama gaminti mikrobiologijos augalų apsaugos nuo kenkėjų ir ligų priemonės, bakterinės trąšos, pašariniai preparatai, fermentai.

13. Nubraižykite miško ar ežero bendrijos mitybos tinklo schemą. Detaliau pavaizduokite dvi mitybos grandines. Nurodykite jose mitybos lygmenis

žolė  kiškis  lapė  lapės parazitai
vienaląsčiai dumbliai  dafnija  kuoja  lydeka  žmogus  žmogaus ligų sukėlėjai

Mitybos lygmenys.
Pirmasis – žalieji augalai.
Antrasis – augalėdžiai (fitofagai) – augalus ėdantys gyvūnai.
Trečiasis – plėšrūnai, mintantys žoleėdžiais.
Ketvirtasis – plėšrūnai, mintantys plėšrūnais.

Ir taip toliau..

14. Organizmų dauginimosi formos ir jų priklausomybė nuo gyvenamosios aplinkos

Dauginimasis yra vienas iš svarbiausių gyvybės požymių. Daugintis gali visi gyvi organizmai. Tik dauginimasis palaiko kiekvieną augalų bei gyvūnų rūšį, ir tik tokiu būdu tėvai perduoda paveldimąsias savybes savo palikuonims.
Yra žinomos dvi dauginimosi formos: lytinis ir nelytinis dauginimasis.
Nelytinis dauginimasis. Vykstant nelytiniam dauginimuisi dalyvauja tik viena motininė būtybė, kuri dalijasi, pumpuruojasi arba išaugina sporas. Nelytinis dauginimasis paplitęs augalų tarpe ir žymiai rečiau sutinkamas gyvūnų gyvenime. Dauginantis nelytiniu būdu susiformuoja dvi ar daugiau dukterinių būtybių, kurių paveldimosios savybės panašios į motininės būtybės.
Nelytiniu būdu dauginasi bakterijos ir melsvadumbliai. Jų kūnas dalijasi pusiau ir susidaro du atskiri savarankiški organizmai. Dalydamiesi į dvi ar daugiau dalių dauginasi pirmuonys (amebos, euglenos, infuzorijos), vienaląsčiai žalieji dumbliai – jų ląstelės dalijasi mitozės būdu.
Pumpuruodamiesi dalijasi mieliniai organizmai, hidros, hidroidiniai ir koraliniai polipai ir kt. bestuburiai. Ant motininio kūno atsiranda pumpurėlis, kuris auga. Atsiskyręs nuo motininio kūno jis tampa savarankišku organizmu. Daugelio rūšių plokščiosios kirmėlės, jūros žvaigždės gali dalintis į kelias dalis, kiekviena iš šių dalių ataugina trūkstamus organus ir virsta savarankišku organizmu.
Dauguma augalų dauginasi nelytiniu būdu, sporomis – haploidinėmis ląstelėmis, padengtomis standžiu apvalkalėliu ir atspariomis nepalankioms gyvenimo sąlygoms. Sporas daugiausia augina sausumos augalai. Dumbliai ir kai kurie vandenyje augantys augalai dauginasi zoosporomis, turinčiomis žiuželius ir galinčiomis judėti vandenyje. Sausumos augalų sporos negali judėti, ir jas išnešioja vėjas, vanduo, gyvūnai.
Viena iš dažniausiai sutinkamų augalų nelytinio dauginimosi formų yra vegetatyvinis dauginimasis. Daugelis medžių ir krūmų dauginasi atlankomis (vynuogės, serbentai, agrastai), ūsais (žemuogės, braškės), šaknų atžalomis (daugelis žolių, lapuočiai ir spygliuočiai medžiai), ataugomis (nuo medžių, šakų ar kelmų), svogūnais (tulpės, narcizai), stiebagumbiais (bulvės), šakniastiebiais (mėtos, ajarai, vilkdagiai), auginiais (medžiai, krūmai), lapais (begonijos). Vaismedžiai dauginami skiepijimu. Augalai, kurie dauginasi vegetatyviniu būdu, paveldi motininio augalo požymius. Ši savybė taikoma žemės ūkyje, siekiant greitai gauti gausų derlių (pvz. bulvių) ir išsaugoti vertingas kultūrinių augalų veisles. Vegetatyvinis dauginimasis taikomas sodininkystėje, daržininkystėje, gėlininkystėje ir kt.
Lytinis dauginimasis. Augalams ir gyvūnams dauginantis lytiniu būdu, turi dalyvauti dvi būtybės: vyriškoji ir moteriškoji. Įvairių rūšių bestuburių ir stuburinių lytinės ląstelės (gametos) skiriasi dydžiu ir forma. Moteriškos būtybės lytiniuose organuose susidaro kiaušialąstės arba kiaušinėliai, vyriškosios būtybės – spermiai arba spermatozoidai. Moteriškoji ir vyriškoji gameta susilieja, ir susidaro zigota – apvaisinta kiaušialąstė, kurioje pradeda vystytis naujas organizmas.
Kiaušialąstės dažniausiai būna apskritos, jų citoplazmoje – trynys, kuriame sukauptos atsarginės maisto medžiagos. Kiaušialąstės yra nejudrios. Daugumos stuburinių kiaušinėliai yra maži. Žuvų, varliagyvių, roplių ir paukščių kiaušinėliai dideli, juose yra daug trynio. Vyriškosios lytinės ląstelės – spermatozoidai yra daug mažesni už kiaušinėlius. Jie yra judrūs. Spermatozoidas turi galvutę, kurioje yra branduolys, kaklelį, uodegėlę, ji padeda spermatozoidui judėti.
Lytiniu būdu dauginasi dauguma stuburinių gyvūnų. Tačiau stuburinių gyvūnų lytinis dauginimasis daugybe aspektų skiriasi. Stuburinių evoliucijoje galime pastebėti jų laipsnišką prisitaikymą gyventi sausumoje. Vienas iš svarbiausių sunkumų, kurį būtina nugalėti, pereinant iš vandens į sausumą buvo dauginimasis. Dauguma žuvų savo gametas išleidžia tiesiai į vandenį, jų apsivaisinimas – išorinis. Daugumai rūšių būdinga lervos stadija, rūpinimasis palikuonimis – retas reiškinys. Varliagyvių gyvenime yra daugybė pavyzdžių, kaip jie prisitaikė gyventi sausumoje, tačiau tik nedaugelis jų susijęs su dauginimusi. Kad varliagyviai galėtų daugintis, jei turi sugrįžti į vandenį, ir ankstyvosios jų vystymosi stadijos taip pat praeina vandenyje. Ropliai yra pirmieji stuburiniai, kurie pilnai dauginasi ir vystosi sausumoje. Aišku, kad sausumoje negalima “išmėtyti” gametų į supančią aplinką. Todėl pirmoji būtina sąlyga perėjimo gyventi į sausumą buvo vyriškų lytinių ląstelių patekimas į patelės kūną, t.y. vidinis apsivaisinimas. Būtent toks apsivaisinimas būdingas ropliams, paukščiams, žinduoliams.Vykstant vidiniam apsivaisinimui gametų susiliejimo tikimybė išaugo, todėl jų skaičius sumažėjo.
Daugumos augalų gyvenime pastebima lytinė ir nelytinė kartų kaita. Ji būdinga samanoms, paparčiams, pataisams, asiūkliams. Viena iš šio proceso priežasčių yra organizmų nesugebėjimas judėti, ir todėl sumažėja tikimybė susilieti gametoms, todėl daugelis augalų dauginasi nelytiniu būdu. Visiems sausumos augalams ir kai kuriems dumbliams būdingas lytinis dauginimasis. Kad samanos ir sporiniai induočiai galėtų apsivaisinti būtinas vanduo, nes spermatozoidai žiuželių pagalba turi susirasti kiaušialąstę ir veikiami specialių cheminių dirgiklių ją apvaisinti. Tačiau evoliucijos procese kai kurie augalai užėmė sausumos plotus, kurie yra toli nuo vandens. Dėl to keitėsi lytinio dauginimosi būdas. Gametofitai (lytinė karta) redukavosi, prisitaikė gyventi sporofito kūne (nelytinė karta) ir maitintis jo pagamintu maistu. Mikrosporos virto žiedadulkėmis. Jos, patekusios ant sėslaus, suaugusio su sporofitu, redukuoto gametofito, dygo, dulkiadaigyje formavosi vyriškos lytinės gametos, kurios sporofite apvaisindavo kiaušialąstę. Taip atsirado sėklos. Sausumos augalai perėjo iš dauginimosi sporomis į dauginimąsi sėklomis. Sausumos augalų vyriškos lytinės ląstelės
vadinamos spermiais. Spermiai yra plikos, be žiuželių ląstelės. Spermius turi plikasėkliai ir gaubtasėkliai. Tokiu būdu yra garantuojamas palikuonių aprūpinimas maistu ir apsauga, taip pat paplitimas.
Lytinis dauginimasis pranašesnis už nelytinį dauginimąsi tuo, kad sudaro galimybę atsirasti įvairioms abiejų tėvų paveldimųjų požymių kombinacijoms. Todėl palikuonys gali būti gyvybingesni už abu savo tėvus. Lytinis dauginimasis turi didelę reikšmę organizmo evoliucijai.

15. Organizmų judėjimas ir atrama

ATRAMA
Vienaląsčių organizmų atramos f-ją atlieka sienelė ir citoskeletas Bakterijos – turi tvirtas sieneles, sudarytas iš baltymų, riebalų, vaškinių medžiagų, hemiceliuliozės, chitino. Dumbliai – atramą irgi sudaro sienelė. Grybai – susideda iš plonų gijų (hifų). Tai tvirtas apvalkalėlis susidaręs iš grybinio chitino. Jos šakojasi ir sudaro grybieną (micelį).
Aukštesnieji augalai – atramos funkciją atlieka ramstiniai audiniai, išsidėstę šaknyse, stiebuose, lapuose.
Daugialąsčių gyvūnų atramą sudaro:
*Išoriniai griaučiai: (būdingi bestuburiams) Bestuburiai- Epidermio deriniai dengiantys kūną. Stuburiniai – tebeturi žvynų transformacijos produktų: dengiamieji kaukolės ir pečių lanko kaulai bei dantys
*Vidiniai griaučiai: (vystosi iš vidurinio gemalinio lapelio). Jų raidoje skiriamos plėvinių, kremzlinių ir kaulinių griaučių stadijos. Bestuburiai – vidinių griaučių pradinė forma – duobagyvių pamatinė plėvė. Kirmelės – be plėvinių pertvarų turi ir kremzlinių (žiaunose). Moliuskų – (ypač galvakojų) kremzliniai griaučiai gerai išsivystę. Chordinių – vidinių griaučių užuomazga yra chorda (iešmutis ją turi visą gyvenimą, kiti – embrioninio vystymosi pradžioje). Apie chordą formuojasi stuburas: aplink chordą esantis jungiamasis audinys standėja ir sudaro jungiamojo audinio arba plėvinius graiučius. (Jungiamasis audinys tarp organų sudaro plėvines pertvaras). Iš skaidulinio jungiamojo audinio stuktūrų išsivystė kremzlės, iš kremzlių – kaulai. Griaučiai sukaulėja ne ištisai, kai kurios jų dalys lieka iš skaidulinio jungiamojo audinio arba kremzlių. Kremzliniai griaučiai – pas primityviausius stuburinius (kremzlinės žuvys). Kauliniai griaučiai – kaukolė, stuburas, pečių lankas, šonkauliai (išsk. varles), neporinių galūnių griaučiai, priekinių ir užpakalinių galūnių griaučiai.
Sausumos gyventojai remiasi į žemę daugiausia galūnėmis. Kai kurie remiasi tik užpakalinėmis, nes priekinės tam nepritaikytos. Tačiau yra ir tokių gyvūnų, kuriems remtis padeda ir uodega.

JUDĖJIMAS
Vienaląsčiai organizmai Bakterijos – juda žiuželiais. (Vienažiužės, daugiažiužės.) Melsvabakterės žiuželių neturi. Dumbliai – daugiau nejudrūs. Kai kurie juda pseudopodijomis. Grybai – nejudrūs.
Augalų judėjimas
Pasyvieji judesiai – susiję su vėjo, vandens srovės ir kitų veiksnių mechaniniu poveikiu.
Aktyvieji judesiai – juos sąlygoja įvairūs fiziologiniai procesai arba išoriniai dirgikliai. Žemesnieji augalai, neturintys nei šaknų, nei rizoidų, aktyviai judėdami keliasi iš vienos vietos į kitą, aukštesniaji – keičia savo organų padėtį erdvėje.
Aktyvieji judesiai skirstomi į tropizmus (įvairių dirgiklių sukelti ir jų kryptimi orientuoti vienų ar kitų augalo organų judesiai – išlinkimas (pakrypimas) arba pasisukimas, būna teigiami arba neigiami), nastijas (aplinkos veiksnių sukelti augalų judesiai, kurių kryptis nepriklauso nuo dirgiklio veikimo krypties, nastiniai augalo judesiai visada vyksta vienoje plokštumoje) bei autonominius augalų judesius (sukelia vidiniai fiziologiniai procesai).

Tropizmai: geotropizmas (žemės traukos jėga), fototropizmas (šviesa, mėlynieji spinduliai), chemotropizmas (cheminės medžiagos), hidrotropizmas (vanduo), aerotropizmas (oras ar kitos dujos).

Nastijos: fotonastija (pvz., žiedai dieną išsiskleidžia), termonastija (pvz., žiedų judesiai nuo temperatūros), higronastija (pvz., pradėjus dieną lyti, žiedai susiveria), chemonastija (cheminių medž. sukelti judesiai), tigmonastija (prisilietimo sukelti judesiai), seismonastija (greita turgorinio pobūdžio reakcija į mechaninį dirginimą, būdinga mimoziniams augalams).

Autonominiai judesiai: gali priklausyti nuo augimo greičio skirtomo organo šonuose (pvz., vijoklinių augalų sukamieji judesiai) ir nuo turgorinio slėgio skirtumų audiniuose (pvz., periodiniai kai kurių ankštinių augalų – vikmedžio, pupelės – lapų judesiai).

Daugialąsčiai organizmai. Bestuburiai – judėti padeda pseudopodijos, blakstienėlės, žiuželiai, žvyneliai, šereliai, siurbtukai, raumenys.
Raumenys sudaryti iš raumeninių skaidulų. Jos gali būti vienbranduolės ir daugiabranduolės. Jie juda išilgai susitraukiant ir ilgėjant miofibrilėms. Evoliucijos eigoje pirmieji atsirado lygieji raumenys. Juos turi dauguma bestuburių:
* Kirmelių lygieji raumenys suaugę suję oda ir sudaro odos bei raumenų maišelį. Kai kurios kirmelės ir moliuskai turi ir lygiųjų ir skersaruožių raumenų.
* Nariuotakojų ramenys skersaruožiai. Jie yra prisitvirtinę prie šių gyvūnų chitininių griaučių, todėl kūno ir galūnių nareliai gali atlikti sudėtingus ir skirtingus judesius.
Stuburiniai – judesius sąlygoja tarpusavyje suderinta raumenų veikla, kurią kontroliuoja centrinė nervų sistema. Jų geriausiai išsivystę raumenys. Jie sudaro nuo 1/3 iki ½ jų kūno masės.
Judėjimas gyvūnams padeda migruoti is vienos vietos į kitą, plisti plačiai Žemėje, ieškotis geresnių, palankesnių gyvenimo sąlygų.

16. Organizmų kvėpavimo būdai ir jų priklausomybė nuo gyvenamosios aplinkos

Kvėpavimas – gyvybiškai būtinas nuolatinės dujų apykaitos tarp organizmo ir jo išorinės aplinkos procesas. Tai nenutrūkstantis biologinis procesas, kurio metu organizmas iš aplinkos įsisavina deguonį, o į ją išskiria anglies dioksidą ir vandens garus. Kvėpavimas – būtina sąlyga augalų, gyvūnų, bakterijų, grybų bendrijoms. Tai visuma oksidacijos reakcijų, kurioms vykstant pakinta organinių junginių prigimtis, išsiskiria energija, CO2 ir H2O. Pagrindinė kvėpavimui sunaudojama medžiaga – angliavandeniai. Žmogaus ir gyvūnų organizme nėra deguonies atsargų, todėl jis nuolat turi patekti iš aplinkos.
Aplinka, supanti gyvūnus, gali būti labai įvairi. Joje gali būti O2 ir gali nebūti. Pagal tai aplinka skirstoma į aerobinę ir anaerobinę. Dauguma gyvūnų gyvena aerobinėje aplinkoje. Tačiau nedidelė dalis sugeba gyventi anaerobinėje aplinkoje. Daugumoje tai parazitinės kirmėlės, gyvenančios kitų gyvūnų kūne. Tai plokščiosios ir apvaliosios parazitinės kirmėlės (platusis, jautinis, kiaulinis kaspinuočiai, askaridės, spalinės). Negaudamos deguonies, savo kūne jos vykdo kvėpavimo ciklą, kurio pabaigoje susidaro ne CO2 (kaip aerobų kūne), o pieno rūgštis. Anaerobinio kvėpavimo metu išsiskiria daug mažiau energijos, nei aerobinio. Bet nejudriom parazitinėm kirmėlėm, vykdančiom supaprastintą gyvenimo būdą, jos pilnai pakanka.
Likusioji (didžiausioji) gyvūnų grupė vykdo aerobinį kvėpavimą. Reikalingą kvėpavimui deguonį gauna iš atmosferos arba vandens, kuriame deguonis yra ištirpęs. Dujų apykaita visuose organizmuose vyksta difuziniu principu.
Aerobiškai kvėpuojančių gyvūnų kvėpavimo būdai taip pat priklauso nuo aplinkos. Nes vieni gyvūnai gyvena vandeny, kiti vandeny ir sausumoje, o kiti tik sausumoje.
Vandeny gyvenančių gyvūnų kvėpavimo būdai.
Į paprastesnės sandaros gyvūnų kūno ląsteles vandeny ištirpęs deguonis patenka pro ląstelės membraną difuzijos būdu. Taip vyksta pirmuonių ir duobagyvių ląstelėse (ameba, hidra). Į plokščių, laisvai vandeny gyvenančių kirmėlių kūną vandenyje ištirpęs deguonis patenka visu kūno paviršiumi difuzijos būdu. Kūnas yra plokščias nugaros pilvo kryptimi, kas padidina “kvėpuojamąjį” paviršių ir jo kontaktą su aplinka.
Sudėtingėjant kūno sandarai, paprastos difuzijos, kad kūnas apsirūpintų deguonimi, neužteko. Tokiam kūne yra daug ląstelių, kurios neturi tiesioginio kontakto su išorine aplinka. O difuzija gali vykti tik 1 cm (labai mažu) atstumu. Todėl nekurios kūno vietos virto specialiais kvėpavimo organais, neretai susijusiais su kokia nors transporto sistema, pavyzdžiui kraujotakos, kuri toliau išnešioja deguonį po visą kūną.
Vandenyje gyvenanti kūdrinukė (Minkštakūnių tipas) kvėpuoja atmosferos oru. Kvėpuoti ji iškyla į vandens paviršių ir dešinėje kūno pusėje prie kriauklės krašto atveria apskritą kvėpuojamąją angą, kuri eina į tam tikrą mantijos kišenę – plaučius. Plaučių sienelės tankiai išraizgytos kraujagyslių. Čia kraujas gauna deguonies ir išskiria anglies dioksidą.
Vandeny gyvenantys sudėtingesnės sandaros gyvūnai turi specialius kvėpavimo organus – žiaunas (nariuotakojų tipo vėžiai, žuvys, .). Ištirpęs vandeny deguonis patenka pro žiaunas į kraują, o susikaupęs kraujyje anglies dioksidas pro žiaunas pašalinamas laukan. Išdžiūvę žuvų žiaunų lapeliai negali praleisti deguonies ir anglies dioksido, todėl ištraukta iš vandens žuvis greitai žūsta.
Ir vandens, ir sausumos gyvūnai
Gyvūnai, gyvenantys drėgnoje aplinkoje, taip pat ir vandenyje gyvenantieji, kvėpuoja vandeny ištirpusiu deguonimi, kuris patenka pro gyvūnų drėgną odą difuzijos būdu. Tai būdinga sliekui (žieduotųjų kirmėlių tipas) ir varliagyviams. Varliagyviai yra sausumos ir vandens gyvūnai. Todėl didelę reikšmę būnant vandeny jų kvėpavimui turi oda. O būnant sausumoje – ir oda, ir plaučiai. Jie panašūs į maišelius, sienelėse gausu kraujagyslių, kuriose vyksta dujų apykaita. Į plaučius patenka atmosferos deguonis, tačiau plaučiai išsivystę silpnai, todėl kvėpavimas oda toks pat svarbus, kaip ir plaučiais. Ir kad pro ją patektų deguonis, oda visad turi išlikti drėgna. Vandenyje varlė kvėpuoja tik oda.
Tikri sausumos gyvūnai.
Kvėpuoja tik atmosferos deguonimi. Tai nariuotakojai (vorai, vabzdžiai), ropliai, paukščiai ir žinduoliai. Jų kvėpavimo organai – tai plaučių maišeliai, trachėjos, bronchai, alveolės. Primityviausi kvėpavimo organai – vorų, sudėtingiausi – žinduolių.
Vorų kvėpavimo sistema: priekinėje pilvelio dalyje glūdi pora plaučių maišelių, kurie jungiasi su aplinka. Maišelių sieneles sudaro daugybė lapo formos raukšlelių, kuriose cirkuliuoja kraujas. Iš tarp raukšlelių esančio oro jis prisipildo deguonies. Be to, voro pilvelyje yra du kuokšteliai kvėpuojamųjų vamzdelių – trachėjų, atsiveriančių laukan bendra kvėpuojamąja anga.
Vabzdžių kvėpavimo sistema: tankus išsišakojusių vidinių vamzdelių – trachėjų – tinklas. Oras pro išorinius kvėptukus patenka į trachėjas ir jomis – į visus vidaus organus ir audinius.
Tikri sausumos stuburiniai gyvūnai yra ropliai. Jų kūnas dengtas raginiais žvynais, todėl kvėpavimas oda (kaip varliagyviams) yra negalimas. Lieka vienintelis kvėpavimo organas – plaučiai, kurie yra labiau išsivystę nei varliagyvių, turi daugiau vidinių klosčių, yra labiau korėti. Tai padidina jų kvėpuojamąjį paviršių.
Paukščiai – tai jau šiltakraujai sausumos gyventojai. Kad galėtų palaikyti pastovią kūno temperatūrą ir atlikti sudėtingą judėjimą – skridimą, reikia intensyvaus kvėpavimo. Todėl išsivystė labai intensyvus kvėpavimo būdas, vykstantis dėka: nedidelių plaučių ir bronchų tinklo; oro maišelių.
Kai paukštis neskrenda – jis kvėpuoja dėka tarpšonkaulinių raumenų susitraukinėjimo ir krūtinės ląstos judėjimo. Tada oras patenka ir išeina iš plaučių. Skridimo metu, kai organizmas atlieka labai sudėtingą darbą, reikalaujantį daug energijos, kvėpavimas turi būti intensyvesnis. Jis tokiu ir tampa. Ir vadinamas dvigubu kvėpavimu. Nes, esant vienam įkvėpimui, plaučiai “ventiliuojami” du kartus: vieną kartą – įkvėpus, kai oras patenka į plaučius ir oro maišelius, antrą kartą – kai skridimo metu galingi krūtinės plasnojamieji raumenys skridimo judesio dėka spaudžia krūtinės ląstą ir oras iš oro maišelių grįžta į plaučius, dar kartą leisdami vykti dujų apykaitai plaučiuose.
Žinduolių plaučiai yra geriausiai išsivystę iš visų sausumos gyvūnų. Nes šie yra sudėtingiausios kūno sandaros ir elgsenos. Plaučiai yra labai korėti. Juos sudaro alveolių “kekės”, išraizgytos kapiliarų tinklu. Kvėpuojamasis paviršius yra labai didelis. Dujų apykaita vyksta labai intensyviai.
Augalai. Fotosintezės dėka deguonis išskiriamas į mūsų planetos atmosferą. Tačiau fotosintezė – ne kvėpavimas. Augalai kvėpuoja daugiausia žiotelėmis, dažniausiai išsidėsčiusiomis lapo apatinėje pusėje ir lenticelėmis (augalinėmis poromis), kurios yra odelėje. Augalo kvėpavimo intensyvumas tiesiogiai priklauso nuo vandens kiekio augalo organuose. Kvėpavimas taip pat priklauso nuo temperatūros, šviesos, CO2 ir O2 koncentracijos, šakninės mitybos sąlygų ir kitų aplinkos veiksnių.
17. Erkių įvairovė. Erkių reikšmė gamtoje. Erkių platinamos ligos Lietuvoje. Apsisaugojimas nuo erkių

Erkės praktiniu atžvilgiu – labai svarbi voragyvių grupė, nes daugelis jų dažnai pavojingi paukščių, gyvulių ir žmogaus ektoparazitai. Daugelis erkių dalį savo gyvenimo praleidžia parazituodamos, užpuola žmones, kad galėtų prisičiulpti karaujo. Erkės gyvena samanose, žolėse ir kt. Ten jos nejudėdamos gali laukti žmogaus ar gyvūno. Erkės dažniausiai įsitaiso prie takelių ar kelių, kuriais vaikšto žmonės ar gyvūnai. Turėdamos labai gerą uoslę, jos per kelis metrus užuodžia žmogaus ar gyvūno kvapą, ir tik pakanka prie jos prisiliesti, kad ji užsikabintų.

Iš visų voragyvių erkės yra smulkiausi gyvūnai, kartais mikroskopinio dydžio. Daugumos erkių ne tik nesegmentuotas pilvelis, bet ir krūtingalvė suagusi su pilveliu. Tai galima paaiškinti parazitiniu erkių gyvenimo būdu. Erkių cheliceros ir pedipalai, priklausomai nuo gyvenimo ir mitybos būdų, pakitę į duriamąjį – siurbiamąji arba graužiamąjį – siurbiamąjį burnos aparatą ir sudaro atsikišusią į priekį galvutę.

Poembrioninis erkių vystymasis, skirtingai nuo kitų voragyvių, vyksta su metamorfoze. Iš kiaušinio išsirita lerva, kuri vietoj keturių, turi tik tris poras vaikštomųjų kojų. Lerva virsta vadinamąja nimfa, kuri jau turi 4 poras vaikštomųjų kojų, ir po vieno- trijų nėrimųsi virsta erke. Kai kurių erkių nimfa gali būti nejudri, primenanti vabzdžių lėliukę.

Kūdrose ir ežeruose galime matyti stambokas, ryškios spalvos, greitai plaukiančias, raudonas vandenines erkes, kurios minta vėžiukais ir vabzdžių lervomis. Vandens erkių lervos parazituoja vandens vabzdžiuose ir jų lervose.

Dauguma erkių – ligų platintojai. Ypač pavojingos kraują siurbiančios erkės, kurios sukelia susierzinimą, niežėjimą, yra įvairių pavojingų ligų pernešėjai. Viena iš gerai žinomų erkių – šuninė erkė (Ixodes ricinus). Prisisiurbusi karaujo, patelė (patinas labai mažas) gali pailgėti iki 1cm. Sugebėjimas prisisiurbti kraujo susijęs su viduruinės žarnos sandara, nuo kurios eina aklosios išaugos, užpildančios kraujo prisisiurbusios erkės kūną.

Tik prisisiurbusi kraujo, patelė gali dėti kiaušinius. (Dažniausiai žemės pavišiuje). Iš kiaušinių išsiritusios lervos parazituoja ant įvairių gyvūnų: driežų, paukščių, žinduolių. Po metamorfozės erkės šliaužioja augalais ir užpuola stambius gyvūnus ar žmogų. Šuninė erkė, įsisiurbusi į odą, sukelia niežulį ir paraudimą.

Šuninė erkė ir kitos Iksodinių grupės erkės gali būti sunkių ligų – piroplazmozių pernešėjos. Boophilus erkė (paplitusi Kryme, Kaukaze, Vidurinėje Azijoje) perneša parazitą Babesiella bovis, kuris sukelia galvijų piroplazmozę, žinomą “kruvinojo šlapimo” arba erkinės karštligės vardu. Todėl apsikrėsti erkiniu encefalitu ar Laimo liga galima geriant užsikrėtusios ožkos ar karvės nevirintą pieną. Pavolgyje, Ukrainoje paplitusi erkė Dermacentor coballi perneša parazitą Babesia caballi, kuris sukelia arklių piroplazmizę, gali būti bruceliozės ir tuliaremijos pernešėja.

Vidurinėje Azijoje paplitusi erkė Ornithodorus papillipes yra erkinės grįžtamosios šiltinės sukėlėja. Šios ligos sukėlėjai- spirochetos- erkių dažniausiai pernešamos ne tik nuo žmogaus žmogui, bet ir nuo įvairių žinduolių, kurie nuo spirochetų neserga, bet yra spirochetinės infekcijos rezervuaras. (Žiukės, kirstukai, dygliuočiai, šakalai ir kt). Ornithodorus erkės gyvena žmonių būstuose, įvairiuose gyvulių pastatuose, olose Ir kt. Šios erkės gali badauti apie metus laiko, todėl užpuola žmogų net tuose pastatuose, kuriuose jau seniai nesilankė nei žmogus, nei gyvuliai.

1940 m. E.Pavlovskio buvo nustatyta Ixodes persulkatus erkė, pernešanti encefalitą. Šio viruso infekciją Ixodes genties erkės perduoda kraujo čiulpimo metu. Encefalito židiniais gali būti rudieji pelėnai, ežiai, burundukai, strazdai, bukučiai. Manoma, kad ši erkė yra ir dėmėtosios šiltinės, tuliaremijos, kt. ligų pernešėja. (Marselio dėmėtąją šiltinę sukelia Rhipicephalus sanguineus erkė). Encefalitą taip pat gali pernešti ir šuninė erkė Ixodes ricinus. Nors Lietuvoje dažniausiai erkinį encefalitą platina paprastos Lietuvoje gyvenančios erkės. Seniau buvo manoma, kad pastarąją liga gali pernešti tik taiginės erkės.

Kitą erkių grupę sudaro niežinės erkės, jos neperneša įvairių ligų sukėlėjų, tačiau pačios yra žmonių ar gyvulių kančių kaltininės. Tokioms erkėms priklauso žmogaus niežinė erkutė (Sarcoptes scabiei), kuri yra vos 0.5 mm dydžio ir, lengvai įsiraususi į žmogaus epidermio raginį sluoksnį, išgraužia 2-3 cm dydžio takus. Erkės prasiskverbia tose vietose, kur oda ploniausia: tarpupirščiuose, galūnių sąnarių vidinėse pusėse, pažastyse ir kt. Čia patelė deda kiaušinius. Kiaušinis vystosi 3-3.5 dienas ir iš jo išsirita šešiakojė lerva, po kurios seka dvi nimfos stadijos ir suaugusi erkė. Visas ciklas užtrunka apie 40 dienų. Išsiritusios lervos epidermyje išgraužia naujus takus, išeina į odos paviršių ir vėl skverbiasi į odą. Patinai takų nesudaro, nes tik apvaisinę pateles, žūva. Niežai yra labai kankinanti ir varginanti liga, užleista sumažina darbingumą. Nukasymai, odos pažeidimai gali tapti naujų infekcijų vartais. Niežinių erkių rūšys, parazituojančios gyvulių odoje, gali parazituoti ir žmogaus epidermyje. Tai: arklinės niežinės erkės (Sarcoptes equi), šuninės (S. canis), kiaulinės (S. suis).

Erkės (voragyvių būrio žalingi atstovai) nesibaigia vien kraujasiurbėmis ar niežinėmis. Didelę žalą daro grūdinės erkės, kurios veisiasi grūdų saugyklose, kur yra pakankamai drėgmės (13.5 %) ir šilumos. Namų salygomis aptinkamos miltinės ir sūrinės erkės, kurios naikina atitinkamus maisto produktus. Erkės gali būti vynuoginių ar ankštinių augalų kenkėjai. Dulkinės erkės, gyvenančios dulkėse, senoje patalynėje, senuose pliušiniuose vaikų žaisluose ar net senuose balduose sukelia žmogui astmą ar kitus, su kvėpavimo sistema susijusius, susirgimus. Šiuo metu erkės net naudojamos sūrių gamyboje.

Lietuvoje nėra nei vieno rajono, kuriame nebūtų Laimo ligą, erkinį encefalitą platinančių erkių. Kai kurios erkės gali būti užsikrėtusios keliomis ligomis, tačiau labai retai galima jas abi perimti. Pasak Vilniaus universiteto profesoriaus L. Motiejūno, Lietuvoje šių ligų paplitimo priežąstis – paskutiniųjų karštų vasarų pasėkmė, nes erkėms plisti buvo susidariusios labai palankios klimato sąlygos.

Medicina kol kas nepajėgi išgydyti erkinį encefalitą, gydytojai gali tik sustabdyti šios ligos progresavimą ir galimas komplikacijas. Lietuvoje jau keletas žmonių mirė nuo šios ligos, ne vienas yra užkrėstas.

Daugiau kaip 1/10 visų Lietuvos erkių platina vieną ar kitą ligą. Erkių užsikrėtimas įvairiuose Lietuvos rajonuose %: Marijampolės 25%; Klaipėdos 17.7%; Panevėžio 21%; Tauragės 39%.

Ligas platinančių erkių taip pat rasta Neringoje, Juodkrantėje, Palangoje. Yra miškų, kuriouse net kas antra erkė yra užsikrėtusi: Dubingių, Tauragės rajono kai kurie miškai. Taip yra ir tokių, kuriuose užsikrėtusių erkių nerandama. Tai daugiausia sausi pušynai, o erkės ypač mėgsta mišrų mišką su sodria augmenija.

Erkės ligą “paveldi”, todėl ligos židiniai gali būti labai stabilūs šimtmečiais. Labiausiai erkės puola žmogų nuo balndžio iki spalio mėnesio pabaigos. Tačiau didžiausias jų aktyvumas – antrąją liepos ir pirmąją rugpūčio pusę nuo 11 iki 14 valandos. Po pietų jos nurimsata, o į dienos pabaigą vėl tampa aktyvesnės. Erkėms labiau patinka saulėtos ir šiltos dienos, jos nemėgsta rasos, lietaus ir drėgmės.
Apsisaugojimo būdai:
• Visų pirma, einant į mišką, reikia protingai apsirengti: rankogalius reikia užveržti, kelnių klešnes sukišti į tamprias kojines, kaklą apsaugoti aukštu megztinio kaklu. Nes pakibusios ant kojų, erkės pradeda slinkti aukštyn, ieškodamos plikos odos, į kurią galėtų įsisiurbti. Erkėms labai patogu ir lengva įsisiurbti tose kūno vietose, kur oda ploniausia: pažastyse, pakinklyje ar užausyje.
• Yra specialūs preparatai, kuriais pasitepus erkės žūva. Šios priemonės neturint, grįžus iš miško, reikia labai rūpestingai apžiūrėti savo kūną, nes manoma, kad erkė tik tada perduoda ligą, kai įsisiurbusi išbūna 5 valandas.
• Nuo erkių perduodamų ligų galima ir pasiskiepinti, tačiau imunitetą žmogus įgis tik po keleto męnesių.

Seniau buvo manoma, kad erkę reikia patepti aliejumi, ir ji, negaudama oro, atleidžia žnyptus, pasidaro lengvai ištraukiama. Tačiau švedai tvirtina, kad erkė, negaudama oro, vemia, ir į žaizdą patenka daugiau mikrobų. (Dabar dar diskutuojama erkės ištraukimo klausimu).

Pirmieji Laimo liga užsikrėtę žmonės Lietuvoje buvo nustatyti 1987 metais. Šiems žmonėms ant kūno atsirasdavo dėmių, skaudėdavo sąnarius. Pirmą kartą Laimo liga buvo nustatyta 1976 metais JAV Laimo miestelyje, Konektikuto valstijoje. Prof. Stere’as tyrė to miestelio gyventojus, vienas po kito sergančius sąnarių uždegimu ir 1982 galutinai nustatė ligą, pavadindamas miestelio vardu.
18. Paukščių prisitaikymas skraidyti. Sezoniniai reiškiniai paukščių gyvenime. Paukščių žiedavimas

Paukščiai yra vienintelė stuburinių grupė (išskyrus šikšnosparnius), gebanti ne tik sklandyti, bet ir skraidyti. Tai plunksnomis apaugę šiltakraujai gyvūnai, išliekantys aktyvūs nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros.
Beveik visi paukščiai prisitaikę skraidyti: turi pakitusias priekines galūnes – sparnus, pritaikytus skraidyti, aptakią kūno formą. Liemenį su nedidele galva jungia labai paslankus, judrus kaklas, žandikauliai ištysę ir virtę snapu. Jo forma įvairi, priklauso nuo atliekamų funkcijų. Galvos šonuose yra akys, o truputį žemiau – išorinės klausos angos. Prie snapo viršutinės dalies pagrindo išsidėsčiusios šnervės. Liemuo aptakus, baigiasi uodega.
Plunksnos:
* Kontūrinės plasnojamosios plunksnos yra lanksčios ir lengvos, jos turi siaurą kietą stiebą ir iš abiejų pusių minkštesnes vėduokles, kurias sudaro nuo stiebo atsišakojusios plonos raginės ataugėlės – pirmosios ir antrosios eilės. Pirmos eilės ataugėlės prie stiebo prisitvirtinusios lygegriačiai. Iš abiejų jos pusių šakojasi dar plonesnės antros eilės ataugėlės, gulančios ant gretimų ir užsikabinusios už jų mikroskopiniais kabliukais. (plunksna lanksti ir pro ją beveik nepraeina oras)
* Kontūrinės dengiamosios plunksnos sugulusios ant kūno viršūnėmis (kaip čerpės), todėl jo paviršius yra lygus, bei aptakus ir paukščui lengviau skristi. (Didžiausią reikšmę turi kontūrinės sparnų (plasnojamosios) ir uodegos plunksnos (vairuojamosios)).
* Pūkinės plunksnos auga po kontūrinėmis. Jos sulaiko kūno sušildytą orą. Paukščiams, kaip ir ropliams, būdingas šėrimasis. Tai rodo jų giminingumą. Senos plunksnos iškrenta ir vietoje jų atauga naujos.
* Pasturgalio liauka, esanti nugaroje ties uodegos pagrindu, taip pat svarbi. Paukštis snapu išspaudžia iš liaukos riebaus skyščio ir sutepa juo plunksnas. Šitaip suteptos plunksnos esti elastingos ir standžios, o vandens paukščių – neperšlampa.

Griaučiai – lengvi, pilni oro. Daugelis kaulų suaugę, todėl, nors jie ir tuščiaviduriai (dauguma), griaučiai esti tvirti. Stuburo kaklo dalis ilga, o slanksteliai kalno formos, dėl to kaklas labai lankstus.
Slanksteliai – krūtinės beveik nejuda, o juostos ir kryžkaulio tvirtai suaugę ir yra patikima liemens atrama. Tai svarbu skrendant. Keli paskutinieji uodegos slanksteliai suaugę į vieną stuburgalio kaulą, prie kurio prisitvirtinusios vairuojamosios plunksnos.
Ketera – yra plataus krūtinkaulio apačioje, prie kurios prisitvirtinę plasnojamieji raumenys, kilnojantys sparnus. Kadangi paukščio galūnė – sparnas – teturi 3 pirštus ir smulkūs plaštakos kauliukai suaugę vienas su kitu, ši sparno dalis esti tvirta ir jai tenka didžiausias krūvis skrendant. Šakutė priekinių galūnių juostoje padidina tvirtumą ir sušvelnina smūgius išskleidžiant sparnus.
Pastaibis – tik paukščiams būdinga kojos griaučių dalis, padedanti pakelti kūną ir sušvelninanti smūgį paukščiui leidžiantis po skrydžio.
Raumenys:
* Poriniai dideli krūtinės raumenys – stambiausi ir stipriausi (skraidančių paukščių). Jie nuo krūtinkaulio ir jo keteros nutįsę iki pečių ir yra prisitvirtinę prie keteros šoninių paviršių. Funkcija – nuleisti sparnus.

* Praktikauliniai raumenys – sparnus pakelia. Jie yra po didžiaisiais.

* Tarpšonkauliniai raumenys – prisitvirtinę prie šonkaulių ir jų ataugų, keičiantys krūtinės ląstos apimtį, paukščiui kvėpuojant.

* Kaklo raumenys padeda sukioti kaklą.

Kvėpavimas -be plaučių, paukščiai turi oro maišelius (ertmes, esančias tarp organų), kurie sujungti su plaučiais. Skraidant, susitraukia ir išsiplečia oro maišeliai, iš kurių oras praeina pro plaučius. Kuo dažniau mojuojama sparnais, tuo intensyviau cirkuliuoja oras, todėl paukštis skrisdamas neuždūsta. Be to, oras patekdamas į oro maišelius, esančius tarp įvairių organų, juos atvėsina, apsaugodamas kūną nuo perkaitimo.
Kraujotaka -sistemą sudaro 4 skyrių širdis ir du kraujo apytakos ratai. Du prieširdžiai ir du skilveliai, todėl arterinis kraujas ir veninis kraujas visiškai atskiras ir į visus organus, išskyrus plaučius, patenka grynas arterinis kraujas. Širdis stipri ir skrendant gali plakti dešimteriopai stipriau, todėl ir medžiagų apykaita labai intensyvi, o vidutinė kūno temperatūra apie 42oC. Paukščių maistas virškinamas labai greitai, tai suteikia daug energijos nuolatinei aukštai temperatūrai palaikyti ir skraidant.
Juslės – akys – iš jutimo pojūčių geriausiai išsivystęs regėjimas – greitai skrisdamas oru tik akimis gali įvertinti padėtį. Akys labai jautrios. Gerai mato toli esančius daiktus.
Smegenėlės – žymiai didesnės negu kitų stuburinių, nes jos – judesių koordinavimo ir derinimo centras, o paukščiai skrisdami atlieka labai sudėtingus judesius.

Migracija
Manoma, kad paukščių migracijos susijusios su seniai nusistovėjusia sezonine gyvenimo sąlygų kaita. Paprastai paukščių noras skristi pavasarį į gimtąsias vietas susijęs su veisimosi instinktu, o rudenį migraciją nulemia tai, kad sumažėja įprasto maisto, sutrumpėja šviesusis paros metas. Migruoja ir paukščiai, gyvenantys žemės rutulio atogražų dalyje (pvz. dėl kasmetinių sausrų arba liūčių) Priklausomai nuo to, kaip paukščiai reaguoja į metų laikus, skiriamos 3 jų pagr. grupės:
1. Sėslieji paukščiai
2. Klajokliniai paukščiai
3. Keliauninkai paukščiai
Paukščių veisimosi pradžia pavasarį, nors ir skirtingu laiku. Tai priklauso nuo maisto: jaunikliai išsirita tada, kai gausu jiems reikalingo maisto. Taigi nuo to priklauso ir lizdų sukimo laikas.
Dauguma nedidelių ir vidutinių paukščių poruojasi tik vienam sezonui. Stambūs paukščiai poromis gyvena daugelį metų.
Žiedavimas
Lietuvoje pirmą karta pradėta žieduoti paukščius 1929 m. vadovaujant prof. T.Ivanauskui. Per 30 metų sužieduota daugiau kaip 100 000 paukščių. Dabar kasmet sužieduojama apie 40 000. Aliuminiai žiedeliai buvo užmauti jau daugiau kaip 80 rūšių paukščių. Žieduojama Ventės Rage, Kuršių Nerijoje, Žuvinto rezervate.
Paukščiai žieduojami tam, kad būtų galima sužinoti, kur paukščiai žiemoja. Ant kojos užmaunamas lengvas žiedas su numeriu ir po to paukštis vėl paleidžiamas į laisvę. Kai žieduotas paukštis sugaunamas arba nušaunamas medžioklėje, nuo jo numaunamas žiedas ir siunčiamas į žiede nurodytą miestą, pranešant, kur ir kada jis buvo rastas.

19. Populiacijų dydis, tankis bei evoliuciniai procesai populiacijose

Laisvai besikryžminančių vienos rūšies individų grupuotė, ilgai gyvenanti tam tikroje arealo dalyje ir daugiau ar mažiau izoliuota nuo kitų tos pačios rūšies grupuočių vadinama populiacija. Evoliuciniu požiūriu, populiacija yra smulkiausias savarankiškai besivystantis rūšies sandaros elementas.
Bet kurios rūšies individai yra paplitę nevienodai. Jų gausiai apgyvendinti plotai kaitaliojasi su retai gyvenamais. Vienos rūšies individai areale pasiskirstę netolygiai dėl skirtingų gyvenimo sąlygų, susiklosčiusių įvairiose jo dalyse (mikroklimato, maisto objektų, dirvožemio rūšių ir kt.) Svarbiausias veiksnys jungiantis individus į vieną populiaciją yra laisvas kryžminimasis. Vienos populiacijos individai yra labiau panašūs vienomis savybėmis ir požymiais vienas į kitą, negu tos pačios rūšies, netgi gretimos populiacijos individus. Todėl toje pačioje populiacijoje atskirų lyčių individams susitikti ir kryžmintis galimybės yra kur kas didesnės negu tarp gretimų populiacijų. Populiacijoms maišytis trukdo įvairios kliūtys: geografinės – kalnai, upės, jūros, klimatas, dirvožemis; biologinės – kai kurie gyvūnų lytinio aparato sandaros skirtumai, poravimosi ir lizdavimosi laikas, elgsena poravimosi laikotarpiu, urvų rausimo ir lizdų sukimo instinktas, o augalų – skirtingi žydėjimo ir apsidulkinimo periodai, nevienodas žiedadulkių dygimo greitis ir kt.
Populiacijose visą laiką vyksta paveldimi pakitimai. Populiacijoje vyksta kova dėl būvio bei natūralioji atranka, todėl išlieka gyvi ir susilaukia palikuonių tik tie individai, kurie geriau prisitaikę prie vietos sąlygų. Taigi populiacija yra evoliucijos vienetas. Kiekvieną populiaciją apibūdina tam tikras individų skaičius, kitimas, užimamas plotas, jos sudėtis pagal individų amžių ir lytį.
Įvairių rūšių individų skaičius (arba skaitlingumas) populiacijoje skirtingas, bet jis negali peržengti tam tikrų mažėjimo ribų. Labai sumažėjus individų skaičiui, gali išnykti populiacija. Populiacijų individų skaičius gali labai keistis pagal sezonus ir metus. Yra žinoma, kad kai kuriais metais masiškai dauginasi smulkūs graužikai, skėriai, ligas sukeliančios bakterijos, boružės. Ilgiau gyvenančių ir palyginti nelabai vislių gyvūnų ir augalų rūšių populiacijų skaitlingumas pastovesnis.
Manoma, kad populiacija, turinti mažiau kaip kelis šimtus individų, dėl atsitiktinių priežasčių (gaisro, potvynio, oro pasikeitimo) gali taip sumažėti, kad gimstamumas nekompensuos nuostolių. Per kelias kartas likę individai išmirs.
Populiaciją sudaro įvairios lyties ir amžiaus individai. Lytiškai subrendusių ir nesubrendusių individų santykis populiacijose skirtingas ir priklauso nuo jų gyvenimo trukmės, lytinio subrendimo laiko, dauginimosi intensyvumo. Taigi populiacija yra rūšies egzistavimo forma, padedanti prisitaikyti jai prie konkrečių aplinkos sąlygų.
Norėdamas racionaliau naudoti rūšis, žmogus privalo žinoti populiacijos individų sudėtį pagal amžių ir lytį, jų vislumą ir mirtingumą.

20. Rūšis, jos kriterijai. Vidurūšiniai santykiai populiacijoje

Rūšis – tai visuma individų, pasižyminčių panašiomis morfologinėmis, fiziologinėmis, biocheminėmis, ekologinėmis bei etaloginėmis ypatybėmis, užimančių tam tikrą teritoriją, turinčių panašų kariotipą (branduolio sudėtį), galinčių kryžmintis ir turėti vislius palikuonis.
Rūšys skiriasi viena nuo kitos daugeliu požymių. Būdingi rūšies požymiai ir savybės vadinami kriterijais.
1) Morfologinio kriterijaus pamatas – vienos rūšies individų išorinės ir vidinės sandaros panašumas. Tačiau vienos rūšies individai kartais būna tokie skirtingi, kad tik pagal morfologinį kriterijų ne visuomet pavyksta nustatyti jų rūšį. Be to, esama rūšių, morfologiškai panašių, bet jų atstovai nesikryžmina vieni su kitais. Tai – rūšys antrininkės. Tyrinėtojai randa jų visose sistematinėse grupėse. Pvz. juodųjų žiurkių yra 2 rūšys antrininkės – su 38 ir 42 chromosomomis. Taigi pagal morfologinį požymį negalima atskirti, kurios rūšies atstovą nagrinėjome.
2) Kariologinis kriterijus – tai kiekvienai rūšiai būdingas chromosomų rinkinys, tikslus jų skaičius, matmenys ir forma.
3) Fiziologinio kriterijaus pamatas – vienos rūšies individų visų gyvybinės veiklos procesų, pirmiausia dauginimosi, panašumas. Skirtingų rūšių atstovai paprastai nesikryžmina arba jų palikuonys esti nevaisingi. Tai yra todėl, kad skiriasi jų lytinio aparato sandara, dauginimosi laikas ir kt. Tačiau gamtoje esama rūšių, kurios kryžminasi ir veda vaisingus palikuonis (kai kurios kanarėlių, kikilių, tuopų, gluosnių rūšys). Taigi norint nustatyti, kuriai rūšiai priklauso individai, vien fiziologinio kriterijaus neužtenka.
4) Geografinis kriterijus – tam tikras arealas, kurį rūšis užima gamtoje. Jis gali būti didelis arba mažas, neištisinis arba ištisinis. Esama rūšių, gyvenančių visur, ir dažnai tai priklauso nuo žmogaus veiklos (daugelis piktžolių, kenksmingųjų vabzdžių rūšių). Bet ir geografinis kriterijus negali būti svarbiausias nustatant rūšį.
5) Ekologinio kriterijaus pamatas – rūšies gyvenamosios aplinkos veiksnių sistema (ekologinė niša). Pvz., pievose ir laukuose auga aitrusis vėdrynas; drėgnesnėse vietose auga šliaužiantysis vėdrynas, pelkėtose vietose – dedervinis vėdrynas
6) Etologinis kriterijus – individų elgsenos ypatybės (veisimosi laikas, tuoktuvinių žaidimų pobūdis ir kt.).
7) Genetinis kriterijus – vienos rūšies individai tarpusavyje kryžminasi, ir jų palikuonys būna vislūs. Rūšis yra genetiniu požiūriu izoliuota sistema: tarp skirtingų rūšių genų mainai nevyksta.
Dabartiniu metu mokslininkai surado ir kitokių rūšies kriterijų, padedančių tiksliau nustatyti rūšies vietą organinio pasaulio sistemoje (pagal skirtingus baltymus ir nukleinines rūgštis). Individo rūšiai nustatyti nepakanka kurio nors vieno kriterijaus; tik iš jų visumos, iš to, kaip jie vienas kitą papildo, galima teisingai apibūdinti rūšį.
Laisvai besikryžminančių vienos rūšies individų grupuotė, ilgai gyvenanti tam tikroje arealo dalyje ir daugiau ar mažiau izoliuota nuo kitų tos pačios rūšies grupuočių, vadinama populiacija. Vienos populiacijos organizmai gyvena vienoje teritorijoje ir naudojais tais pačiais ištekliais. Jie priversti turėti tam tikrus tarpusavio santykius, kurie dažnai būna naudingi kartu gyvenantiems organizmams. Organizmams lengviau gyventi grupėse, negu pavieniui, t.y. organizmai kooperuojasi arba bendradarbiauja. Kooperacija yra būdingesnė gyvūnams negu augalams. Gyvūnai dažnai bendradarbiauja apsigynimo ir medžioklės tikslais. Pvz., vilkai medžioja gaujomis, ypač žiemą, kai rasti maisto sunkiau. Tai padeda jiems lengviau ir greičiau sugauti auką. Gerai žinomas pempių, kovų, kirų kolonijos, į kurias susitelkę paukščiai gali nesunkiai apsiginti nuo bet kokio priešo. Bendradarbiavimas ne tik padeda lengviau apsirūpinti maistu ir apsiginti. Daugelis gyvūnų, ypač paukščių gali gintis tik tada, kai šalia yra kiti jau perintys tos pačios rūšies paukščiai. Be abejo, daug lengviau būryje ir partnerį susirasti. Daugelio rūšių vidurūšinių santykių pobūdis priklauso nuo populiacijos tankio. Kol jis mažas, visiems individams išteklių pakanka, jų santykiuose dominuoja kooperacija, todėl palikuonių gimsta daug, dauguma jų išgyvena, populiacija greitai auga. Tačiau kai populiacija pasidaro tokio tankio, kad nebelieka vietos lizdams arba slėptuvėms ir išsenka maisto ištekliai, gyvūnai pradeda kovoti dėl geresnės vietos, maisto, o patinai dėl patelių. Toks rungtyniavimas vadinamas vidurūšine konkurencija. Dėl išteklių stokos daugelis individų žūva, dauginimosi sąlygos tampa nepalankios. Todėl populiacija vėl sumažėja. Taigi vidurūšinė konkurencija, vykstanti dėl išteklių stokos yra viena iš aplinkos pasipriešinimo formų. Pvz., aiškiai matyti vidurūšinė konkurencija tankiame eglyne ar pušyne. Čia augantys medžiai konkuruoja dėl šviesos, mineralinių medžiagų ištirpusių vandenyje ir vandens. Vienų šaknys labai išsikerojusios ir vandens sugeria daugiau, tuo tarpu kitiems jo trūksta. Aukštos, tankiai augančios pušys, trukdo saulės šviesai prasiskverbti į žemutinius ardus, kur auga jaunos pušaitės. Negaudamos šviesos, jos arba žūva, arba labai lėtai auga. Netiesioginė konkurencija t.y. kai organizmai nesirungia vienas su kitu tiesiogiai, bet reaguoja į sumažėjusius dėl konkurento veiklos išteklius, kurie ir jam reikalingi. Tačiau kartais tarp gyvūnų vyksta tiesioginė konkurencija, jie tiesiogiai varžosi vienas su kitu dėl teritorijos – vietos, kurią gyvūnas užsiima, gyvena ir gina nuo savo gentainių arba kitų rūšių individų. Savo teritorijos užėmimas ir jos gynimas būdingas daugeliui gyvūnų. Pvz.: kai kurioms žuvims, ropliams, žinduoliams, bendruomeniniams vabzdžiams. Kova vyksta dėl patogiausių teritorijų, t.y. tokių, kuriose pakanka vietos slėptuvėms arba lizdams, gausu maisto. Dažniausiai jų ieško patinai . Tačiau išsikovoti gerą teritoriją gali tik stiprūs, labiausiai prisitaikę individai. Dažniausiai būna tik ritualinė: balsu, pozomis, gyvūnai įrodinėja savo teises į teritoriją. Aršios kovos vyksta vilkų, liūtų, šunų populiacijose, kai kova baigiasi vieno arba abiejų priešininkų mirtimi. Įžengęs į teritoriją gyvūnas ir išsikovojęs ją paženklina įvairių liaukų skysčiu arba kitais būdais. Tai turi įspėti neprašytą svečią, kad teritorija užimta. Patinai dažnai kovoja dėl patelių. Konkurencija – kova dėl būvio.

21. Samanų ir sporinių induočių sandara, dauginimasis, kartų kaita. Lietuvoje paplitę sporiniai induočiai

Samanos
Paprasčiausi aukštesnieji augalai. Samanos – žemaūgiai, nemedėjantys bešakniai žali autotrofiniai augalai. Anatomonė sandara gana paprasta. Tik labiausiai išsivysčiusių ir lapuotųjų samanų stiebe yra dengiamųjų, asimiliacinių, mechaninių, sandėlinių ląstelių. Stuomuo skirstomas į stiebelį ir lapus, primityviausių – gniužuliškas, nesuskirstytas. Lapai susideda iš vieno ląstelių sluoksnio, yra bekočiai, su menka gysla. Neturi nei kutikulos, nei apytakinių audinių, HOH ir min.m. siurbia visu paviršiumi arba rizoidais, o kyla jis kapiliarais, kurie susidaro lapeliams prigludus prie stiebo. Auga prisitvirtinusios rizoidais, bet jie neatlieka šaknų vaidmens. Daugelis samanų – hidrofitai. Be to, jų lapeliuose yra chloroplastų su chlrofilu, lapelių sienelės – celiulioidinės.
*Nelytinis dauginimasis: vegetatyviškai dauginasi gniužulo dalimis, gemaliniais pumpurais, kurie susidaro lapo viršūnėse, pažastyse. Taip pat sporomis. Sporai sudygus, išauga pirminis podaigis. Jame susidaro keletas arba daug pumpurų, iš kurių išauga gametofitai.
*Lytinis dauginimasis: būdinga kartų kaita. Vyrauja gametofitas (lyt. karta) – tai yra pati samana. Anteridžiai – vyr. lyt. org., kur vystosi spermatozoidai, ir archegonės – mot. lyt. org., jose po apvaisinimo (tik HOH padedant) kurį laiką vystosi zigota. Iš jos išauga belapis kotelis – sporangijakotis, ant kurio viršūnės susiformuoja sporangė. Ten bręsta sporos. Sporofitas (kojele įaugęs į gametofitą) – (nelytinė karta) – pusiau parazitas, nes maisto medžiagas jam tiekia moteriškas gametofitas.

Sporiniai induočiai
Sudėtingesnės sandaros už samanas augalai. Visi jie stuomeniniai – medžiai, krūmai, žolės. Visi turi stiebą, lapus, šaknis. Stiebuose yra iš HOH indų sudarytas savitas apytakinis audinys. Tai – daugiamečiai augalai. Stiebas ir lapai padengti epidermiu su žiotelėmis, po kuriuo išsidėstę asimiliaciniai, ramstiniai ir apytakos audiniai. Pirmą kartą augalų pasaulyje čia aptinkami tikrieji indų kūleliai, sudaryti iš medienos su tracheidėmis, o kai kurių paparčių – ir tikraisiais indais – trachėjomis. Karnieną sudaro labai įvairios sandaros rėtiniai indai. Lapų ląstelėse yra chlorofilo.
*Nelytinis dauginimasis: vegetatyvinis – specialiais vegetatyvinio dauginimosi pumpurais, atskirų augalo dalių atsiskyrimu.
*Lytinis dauginimasis – kartų kaita: Sporofitas (nelytinė karta) išaugina sporanges su sporomis. Pačių primityviausių sp. ind. sporangės išauga ūglių viršūnėse, labiau išsivysčiusių – ant lapų, vadinamų sporofilais. Sporangės gerai apsaugotos nuo išdžiūvimo ir kitų nepalankių sąlygų. Jų viduje išsivysto sporos – izosporos arba heterosporos. Vienų sp. ind. sporangėse subręsta visos vienodos sporos (izosporos), kitų skirtingos (heterosporos). Sporofitas visada vienanamis. Iš sporų išauga gametofitas (lytinė karta). Sporinių induočių gametofitas vadinamas polaiškiu. Polaiškyje susiformuoja anteridžiai ir archegonės. Iš izosporų išauga dvilyčiai gametofitai. Iš heterosporų išauga vienalyčiai gametofitai: iš mikrosporų – vyriškieji, su anteridžiais, iš makrosporų – moteriškieji, su archegonėmis. Polaiškiai būna labai nedideli, žali arba bespalviai, niekuomet nebūna suskirstyti į stiebą, lapus, šaknis. Sp. ind. archegonės ir anteridžiai paprastesni negu samanų, nugrimzdę į gametofito audinį. Polaiškis sulaiko lietaus ar rasos vandens lašus. Spermatozoidai vandeniu priplaukia prie kiaušialąsčių (archegonių) ir jas apvaisina. Susidaro zigota, kuri greitai sudygsta, ir iš jos išauga sporofitas, t.y. pats augalas. Panašu į samanų kartų kaitą, tik archegonės ir anteridžiai paprastesni.

Lietuvoje paplitę sporiniai induočiai:
Pataisas šarkakojis, pataisas varinčius, pelkinis atgirinis, dirvinis asiūklis, pievinis asiūklis, miškinis asiūklis, balinis asiūklis, kelminis papartis, pelkinis papartis, smailialapis papartis, paprastasis blužniapapartis, paprastoji šertvė, paupinis jonpapartis, ežerinė slepišerė. Į Raudonąją knygą įrašyti šie sporiniai induočiai: statusis atgiris, patvankinis pataisiukas, ežerinė slepišerė, didysis asiūklis, šakotasis varpenis, daugiaskiltis varpenis, mažasis varpenis, virgininis varpenis, šerinė kalnarūtė, miškinis spyglainis.

22. Spygliuočių sandara, dauginimasis, oro tašos poveikis miškams.

Žinomiausi plikasėklių augalų atstovai – spygliuočiai: eglė, pušis, maumedis.
Pušys labai paplitusios, jos auga smėlynuose, kalkingame kalnų dirvožemyje, ant plikų uolų, įsišaknydamos jų plyšiuose. Pušys labai nereiklios dėl savo šaknų sistemos: augančios kietame dirvožemyje, pagrindinė šaknis labai tvirta ir giliai įsiskverbusi į žemę, o smėlingame dirvožemyje augančios pušies, be pagrindinės šaknies gerai išsivysto ir šoninės šaknys. Pušų, augančių pelkėtose dirvose, pagrindinė šaknis išsivysčiusi prastai. Palankiomis sąlygomis pušys išauga iki 30 – 40 m aukščio ir gyvena iki 350 – 400 m.
Ant jaunų pušies šakų auga smulkūs rudi žvyniški lapeliai, kurių pažastyse prasikala trumpučiai ūgliai. Ant kiekvieno ūglio užauga po du spyglius. Spygliai ant šakos išbūna 2 – 3 metus, o paskui nubyra kartu su trumpučiu ūgliu, todėl nubyrėję jie būna suaugę poromis. Spygliai labai siauri ir ilgi, iš viršaus juos dengia standi odelė, kurioje yra palyginti nedaug žiotelių, todėl pušis taupiai garina drėgmę ir lengvai pakelia sausrą. Pušys gerai auga atvirose, saulėtose vieose ir žiemą nenudžiūsta, nenumeta spyglių.
Labai paplitęs ir kitas spygliuotis – eglė. Tai ūksminis augalas. Ji gerai auga tik derlingoje, pakankamai drėgnoje dirvoje. Pagrindinė eglės šaknis išsivysčiusi prastai. Šoninės šaknys išsikerojusios paviršiniame dirvožemio sluoksnyje, todėl vėtros kartais išverčia egles su šaknimis. Eglė gyvena iki 250 m, užauga aukštesnė, kaip 40 m. Eglės vainikas piramidiškas. Trumpi ir smailūs spygliai auga po vieną ir išbūna ant šakų 5-7 metus.
Prie spygliuočių, turinčių lapus-spyglius, priskiriamas kėnis, maumedis, kedras, kukmedis ir kt. Pušys, kaip ir visi kiti spygliuočiai, dauginasi sėklomis. Jų sėklos, poromis išsidėsčiusios ant kankorėžių žvynelių, niekuo nepadengtos. Todėl pušys, kaip ir kiti sp., vadinamos plikasėkliais augalais. Dauginimasis sėklomis – pagrindinis požymis, skiriantis plikasėklius nuo sporinių augalų.
Pavasarį ant jaunų pušies šakelių matyti daug mažų kankorėžėlių. Vieni jų žalsvai geltoni. Jie auga glaudžiomis grupėmis prie jaunų ūglių pagrindo. Kiti kankorėžiai rausvi, auga pavieniui. Kankorėžį sudaro ašis ir ją dengiantys žvyneliai. Ant žalsvų kankorėžių žvynelių susiformuoja po du dulkializdžius. Juose susidaro žiedadulkės. Žiedadulkė tuir dvi pūsleles, pilnas oro. Tokias pūsleles vėjas nuneša labai toli. Rausvieji pušies kankorėžiai auga ant tų pačių medžių, kaip ir žalsvieji, bet jaunų šakelių viršūnėse. Ant rausvų kankorėžių žvynelių išsivysto po du sėklapradžius.
Subrendusios žiedadulkės išbyra, jas pagauna vėjas. Apdulkina tos žiedadulkės, kurios patenka ant sėklapradžių mikropilių. Sėklapradį apdulkinus, raudonųjų kankorėžių žvyneliai sandariai užsidaro ir užsiklijuoja sakais. Dulkinėse susidaro vyriškos gametos, o sėklapradžiuose – moteriškos. Apvaisinimas įvyksta užsidariusių kankorėžių sėklapradžiuose. Iš zigotos išsivysto gemalas, iš viso sėklapradžio sėkla. Kankorėžiai auga ir sumedėja. Iš pradžių jie būna žali, paskui paruduoja.
Pušies sėklos subręsta per pusantrų metų po apsidulkinimo, o iš kankorėžių išbyra beveik po dviejų metų. Plikasėklių augalų sėklose yra audinys, turintis maisto medžiagų. Šis audinys gaubia gemalą. Pušies sėklos turi plėviškus sparnelius, kurie padeda vėjui jas išnešioti. Kai kurių pušų sėklos sparnelių neturi. Sibirinės pušies sėklos vadinamos kedro riešutais. Paprastos pušies kankorėžiai nedideli, 4 – 5cm ilgio. Eglių kankorėžiai didesni, 10 – 15cm ilgio.
Plikasėklius ir gaubtasėklius labai stipriai veikia oro tarša. Spygliuočių miškams labai kenksminga – oras, praturtintas amoniako garais. Jei amoniakas kenkia tik spygliuočiams, lapuočius jis veikia stimuliuojančiai.
Labai padidėjo žieviagraužių vabzdžių populiacija. Šis demografinis sprogimas įvyko dėl medžių išsekimo, nepalankių meteorologinių sąlygų – sausa vasara, šilta žiema. Šito pasekoje išdžiūvo tūkstančiai hektarų spygliuočių miškų. Oro užterštumas kenksmingas smulkioms mineralinėmis dalelėmis – dulkėmis, jos užkemša lentireles ir trukdo augalo kvėpavimą.
Didžiausią poveikį miškams daro rūgštūs lietūs. Mat, jų lapai, panašiai kaip žmogaus plaučiai , tiesiogiai dalyvauja dujų apykaitoje. Užterštame ore medžiai netenka atsparumo ligoms, jų lapai patamsėja, spygliai nudžiūsta, “nudega” pušų viršūnės. Pažeistų medžių mediena būna trapi, netinkama baldų gamybai ir statyboms. Jautriausios sieros oksidui kerpės, po jų – spygliuočiai, žolės, lapuočiai. Lietuvoje nuo oro taršos žuvo ~2000 ha miško, o apie 10 000 ha pažeista. Pažeisti jų spygliai ir lapai pagelsta arba paruduoja. Itin jautrūs spygliuočiai. Lapuočiai lapus kiekvienais metais keičia, o spygliuočiai spyglius keičia pamažu, todėl pakenkti spygliai neatlieka augalui svarbios fotosintezės. Lapams ir spygliams rūgštūs lietūs tiesiogiai pakenkia, kai pH<3,5. Ilgainiui pakenkti spygliai ir lapai žūva, nes jie tampa jautresni įvairioms negalioms, šalnoms bei sausroms. Nusilpusius medžius ima pulti ligos ir kenkėjai, ištisus miškus prireikia iškirsti. Nemaži tokių miškų plotai yra prie didžiųjų mūsų pramonės įmonių. Rūgščiam lietui patekus į dirvą, ji rūgštėja, o dėl to iš dirvožemio yra ištirpdomos maistingosios medžiagos ir pakenkiamos šaknys. Lietuvoje orą labiausiai teršia šalia Jonavos esanti “Azoto” gamykla. Aplink ją nudžiūvo medžiai net 20-25 km atstumu. Pakenkti medžiai numeta lapus (defoliacija). Nors didžiausiais miškų lapijos kenkėjais yra laikomi vabzdžiai, tačiau medžių atsparumas kenksmingiems vabzdžiams priklauso nuo oro užterštumo. Teršalų nualintus medžius vabzdžiai niokoja daug lengviau negu augančius švarioje aplinkoje. Kartu su mišku nyksta ir miškų augalai, grybai ir gyvūnai. Taigi dėl užteršto oro silpsta mūsų planetos plaučiai, skursta gyvoji gamta.

23. Vandens vaidmuo ląstelėje, organizmuose ir ekologinėse sistemose

Žemės gyvybė negali egzistuoti be vandens. Daugiausia vandens yra gyvoje ląstelėje (apie 80%). Vanduo – svarbiausias ląstelės komponentas. Nuo vandens priklauso ląstelės fizikinės savybės – jos dydis, tamprumas. Vanduo aktyviai dalyvauja susidarant organinėms medžiagoms, pvz. baltymams. Vanduo yra svarbus kaip tirpiklis: daugelis medžiagų patenka į ląsteles iš aplinkos, ištirpusios vandenyje. Taip pat ištirpusios vandenyje panaudotos medžiagos pašalinamos iš ląstelių. Vanduo dalyvauja daugelyje cheminių reakcijų (baltymų, riebalų, angliavandenių skaidymas).
Vandens reikšmė: bendrai: (tirpiklis, termoreguliatorius, transporteris, šalinimas, vidinė organizmo terpė, apsivaisinimas, organinių jung. sudarymas); augaluose: (fotosintezė, apsivaisinimas, osmosinis slėgis, sėklų dygimas, vaisių ir sėklų išplitimas); Grybuose: (sporų išnešiojimas, grybienos išsivystymas).
Biologinį vandens vaidmenį lemia jo molekulinės struktūros ypatybės, molekulių poliškumas. Nuo vandens molekulių struktūros ypatybių priklauso ir jo, kaip tirpiklio, savybės. Medžiagos, kurios gerai tirpsta vandenyje, vadinamos hidrofilinėmis (šarmai, baltymai, angliavandeniai). Medžiagos, kurios blogai tirpsta vandenyje vadinamos hidrofobinėmis (riebalai, celiuliozė). Ploną hidrofobinį medžiagų sluoksnį turi ląstelių membranos. Jos apsaugo ląsteles nuo per didelio vandens veržimosi iš aplinkos ir iš jų į aplinką, bei iš vienos ląstelės dalie į kitą.
Daug organizmų gyvenančių vandenyje, kitų organizmų viduje ar šiaip drėgnose vietose, negali gyventi, kai jiems stinga vandens. Taip žūsta į krantą išmesti jūros dumbliai, medūzos, žuvys. Duobagyvių kūne vandens būna 95-98%, žinduolių – 60-70%, vabzdžių – 45-65%, augalų – 80-95%. Kai kurie organizmai dėl vandens stokos išdžiūsta ir pereina į anabiozės būseną. Jų ląstelių citoplazma susitraukia, o medžiagų apykaita tik sulėtėja, kad sunku aptikti gyvybės požymius. Kai toks organizmas vėl gauna pakankamai vandens jo medžiagų apykaita pagreitėja ir gyvybinė veikla atsinaujina. Bakterijų ir samanų sporos, pirmuonių cistos, plikasėklių ir gaubtasėklių sėklos – anabiozės būsenoje gali ištverti be vandens. Sporiniai induočiai buvo pirmieji augalai, kuriems atsirado šaknys ir vandens apytakos audiniai – vandens ir rietiniai indai. Sporiniai induočiai, plikasėkliai, gaubtasėkliai, siurbdami vandenį iš dirvos, geba išlaikyti pastovų kiekį vandens, nors karštu sausu oru jis greitai garuoja. Lapų odelę dengia vaškingos medžiagos sluoksnis.
Kuo sausringesnėje vietoje augalai auga, tuo sluoksnis storesnis ir tuo mažiau H2O garų praleidžia. Dažnai lapai būna apaugę plaukeliais, kurie sulaiko garus prie lapo paviršiaus, stabdo tolesnį garavimą. Lapų žiotelės, pro kurias išgaruoja didžioji dalis vandens, būna apatinėje lapų pusėje, kur nepasiekia tiesioginiai saulės spinduliai. Karštu dienos metu žiotelės užsiveria. Kai kurie sausringų vietų augalai turi specialius audinius, kuriuose kaupiasi H2O (kaktusai).
Gyvūnai vandenį gauna iš aplinkos su maistu ir gerdami, kai kurie gali įsisavinti jį kūno paviršiumi. Sausringųjų vietų gyvūnai nueina ar nuskrenda didelius atstumus, kad patenkintų H2O poreikį. Jūros gyvūnai tenkinasi sūriu vandeniu, o su juo gautą druskos perteklių jų organizmas pašalina.
Net pats sausiausias maistas turi šiek tiek H2O. Todėl gyvūnai jo gauna su maistu. Dalis gyvūnų vandens gauna pro odą. Daug vandens netekęs sliekas jo reikiamą kiekį gali įsiurbti pro odą. Oksiduojantis maisto medžiagoms, susidaro vanduo, pvz. 100g. riebalų – net 108g. vandens. Sausringų vietų gyvūnams šis H2O labai svarbus.
Sausumos gyvūnai prisitaikę H2O taupyti. Toks prisitaikymas būna anatominis, fiziologinis ir elgseninis. Anatominis prisitaikymas. Paprastai tai garavimą mažinanti danga – pvz. roplių – raginiai žvynai, sraigių – kriauklės. Fiziologinis prisitaikymas. Vandenį taupyti leidžia įvairių organų sistemų prisitaikymai. Pvz., virškinimo sistemoje, storojoje žarnoje, iš išmatų į kraują įsiurbiamas didelis kiekis H2O, todėl organizmas nedaug jo praranda; kupranugario kūno temperatūra karštą dieną pakyla iki 40oC – kad tik mažiau organizmas išprakaituotų vandens. Elgseninis prisitaikymas. Kad organizmas neišprakaituotų vandens, daugelis smulkių gyvūnų karštu paros metu tūno giliuose urvuose, slapstosi po akmenimis.
Apsvarstykime H2O vaidmenį ekologinėje sistemoje. Pavyzdžiui imkime – ežerą. Ežere gyvena nemažai vandens gyvūnų ir augalų. Ežero pakraštyje H2O šiltesnis ir pakankamai prisotintas O2, todėl čia auga aukštesnieji augalai, kai kurie dumbliai, dauguma gyvūnų. Giliose ežero vietose, kur prasiskverbia nedaug saulės spindulių, gyvybė vienodesnė ir skurdesnė, nes apatiniai H2O sluoksniai mažai maišosi, vanduo juose šaltas ir turi mažai O2. Vandens atsigerti atklysta gyvūnai, atskrenda paukščiai. Ir kas gi būtų, jei ežeras išdžiūtų? Jis virstų pelke, vėliau dirvožemiu. Visi vandens augalai ir gyvūnai – priversti žūti.

24. Žinduolių klasei būdingi požymiai, nulėmę dabartinį žinduolių klestėjimą. Kai kurių dabartinių žinduolių rūšių nykimo priežastys

Žinduoliai – gyvūnų grupė, kuriai priklauso ir žmogus, yra aukščiausios organizacijos Žemės gyvūnai.

Visi žinduoliai turi daug bendrų bruožų. Jie yra šiltakraujai, paprastai apaugę plaukais, turi palyginti dideles galvos smegenis, paprastai turi aukštą pastovią kūno temperatūrą ir maitina jauniklius pienu. Visi žinduoliai yra gyvagimdžiai, išskyrus kloakinius, kurie deda kiaušinius. Placentinių žinduolių patelės turi placentą, per kurią maitinamas gemalas iki gimimo. Dėl gerai išsivysčiusių žinduolių galvos smegenų jie greitai prisitaiko prie pasikeitusios aplinkos, greitai susidaro nauji sąlyginiai refleksai. Žinoma apie 4500 šiuolaikinių žinduolių rūšių.

Žinduolių gyvenimas. Per visą savo evoliucijos istoriją žinduoliai darėsi vis nepriklausomesni nuo aplinkos tiesioginio poveikio. Jie automatiškai reguliuoja kūno temperatūrą ir išlaiko ją pastovią ir šaltyje, ir karštyje. Smegenų ištobulėjimo dėka jie geba priešintis aplinkai, o ne pasyviai nuo jos priklauso.

Žinduolių temperatūrą daugiausiai reguliuoja odos liaukos ir kraujagyslės, esančios po oda. Be to, prakaito liaukų pagalba oda taip pat yra vėsinama. Daugelis žinduolių po oda turi ir šilumą sulaikantį riebalų sluoksnį.

Motinos organizmo šildomas žinduolių gemalas yra apsaugotas nuo aplinkos poveikio, jaunikliais rūpinamasi ir po gimimo – jie minta motinos pienu.

Žinduolių oda tvirta ir elastinga. Iš daugelio žvėrių odos auga plaukai. Vieni plaukai yra ilgi ir stori – tai akuotas, kiti – trumpesni ir minkštesni – pavilnė. Tai apsaugo odą nuo sužalojimų.

Žinduoliai turi raginius nagus arba kanopas. Kartais raginės išaugos esama ant galvos arba uodegos.

Žinduolių griaučiai sudaryti iš tų pačių dalių, kaip ir kitų stuburinių. Kaukolės dėžė stambenė, nes didesnės galvos smegenys. Būdinga savybė – 7 kaklo slanksteliai. Krūtinės slanksteliai kartu su šonkauliais ir krūtinkauliu sudaro tvirtą krūtinės ląstą. Stuburo kryžmuo yra suaugęs su dubens kaulais. Uodegos slankstelių skaičius priklauso nuo uodegos ilgumo.

Daugumos žinduolių ypač išsivystę nugaros, galūnių ir jų lankų raumenys. Stiprūs raumenys judina ir apatinį žandikaulį.

Žinduolių vidinė sandara. Daugumos žinduolių burnos ertmėje yra liežuvis ir dantys. Liežuviu juntmas maisto skonis. Dantų ir virškinimo organų sandara priklauso nuo maisto pobūdžio. Skrandis dažniausiai yra vienos dalies, žarnyną sudaro plonosios, storoji ir tiesioji žarnos. Žarnyne maistą veikia kepenų, kasos ir žarnyno liaukų sultys. Nesuvirškintos maisto medžiagos pašalinamos lauk. Krūtinės ir pilvo ertmės atskirtos diafragma – raumenine pertvara. Širdis keturių skyrių: dviejų prieširdžių ir dviejų skilvelių. Kraujas nesimaišo, yra du kraujo apytakos ratai (didysis ir mažasis). Medžiagų apykaita dėka išvystytos kraujotakos ir kvėpavimo vyksta labai greitai. Išsivystę smegenėlės (koordinacija) bei didieji pusrutuliai. Regėjimas, uoslė, lytėjimas išsivystę nevienodai ir priklauso nuo gyvenimo būdo, aplinkos. Žinduolių elgsena taip pat sudėtinga, priklauso nuo aukštos nervinės veiklos.

Žinduolių veisimasis ir vystymasis. Pagal veisimosi ir vystymosi ypatumus žinduoliai skirstomi į tris grupes: kloakiniai arba pirmažvėriai, sterbliniai ir placentiniai.
Kloakiniai negimdo gyvų jauniklių, o deda kiaušinius. Be to, jie turi kloaką. Tai – ančiasnapis ir echidna. Jų kiaušiniams būdingas minkštas odiškas dangalas. Patelė kiaušinį nešiojasi papilvės sterblėje. Jaunikliai minta pienu, kurį gamina pakitusios prakaito liaukos. Kloakiniai įsigijo įdomių specifinių požymių, kuriuos lėmė jų gyvensena. Pirštai su plėvėmis (ančiasnapio) – prisitaikymas gyventi vandenyje. Ilgi echidnų nagai, ištįsęs snapas – prisitaikymas skruzdėlynams rausti.
Sterbliniai – žinduoliai, kurių jaunikliai gimsta labai maži, silpni ir bejėgiai, todėl ilgai tokį jauniklį motina nešioja sterblėje ant pilvo. Gilmęs silpnas jauniklis nuropoja į motinos sterblę, kur tvirtai prisisiurbia prie spenelio ir minta pienu. Sterbliniai paplitę Australijoje ir Amerikoje.
Placentiniai – gemalas prie gimdos sienelių prisitvirtina placenta. Tai gausiausi dabartiniai žinduoliai.Placentoje virkštele motinos kraujagyslės glaudžiai susipina su gemalo kraujagyslėmis. Gemalui iš motinos kraujo patenka visos reikalingos maisto medžiagos ir deguonis. Žinduolių nėštumo trukmė nevienoda, tam įtakos turi ir gyvenimo būdas. Tų, kurie vaikus veda urvuose, drevėse, nėštumas trumpas. Žvėrių, kurie nesislepia urvuose, greitai bėgioja, nėštumas ilgas.
Jauniklių žindymas pienu – viena būdingiausių visų žinduolių ypatybių. Pienas susidaro patelės pieno liaukose, kurios būna ant krūtinės ar ant pilvo. Spenelių skaičius būna įvairus (nuo 2 iki 22), priklauso nuo rūšių vislumo. Pienas yra labai maistingas ir turi visų būtiniausių medžiagų, reikalingų jaunikliui augti ir vystytis: vandens, riebalų, baltymų, angliavandenių, vitaminų ir mineralinių druskų. Iš pradžių patelė žindo jauniklius tik pienu, o paaugę jie ėda jau įprastą maistą.
Dauginimasis ir mityba yra svarbiausi gyvybei išlaikyti, todėl ir daugiausia sąlygoja gyvūnų elgesį. Daug kas yra susiję su rūšies išsaugojimu: vilkai medžioja gaujomis, avijaučiai sudaro gynybos ratą. Tokiam sutartiniam elgesiui didelę reikšmę turi individų bendravimas. Žinduoliai bendrauja įvairiai. Tobulas ir sudėtingas bendravimas yra delfinų, banginių ruonių. Įdomus ir triušių – daužo užpakalinėmis kojomis į žemę ar švysčioja balta uodega. Taip pat kvapai žinduolių elgesiui turi didelę reikšmę. Tai svarbu patinui ir patelei, patelei ir jaunikliams. Tačiau toks ryšys būdingas ne visiems žinduoliams.

Nykimo priežastys
Išnagrinėti evoliucijos dėsningumai leidžia daryti išvadą, kad evoliucija yra pažangus procesas. Tačiau morfofiziologiniu požiūriu progresyvios grupės nebūtinai būna progresyvios biologiniu požiūriu (t.y. klestinčios). Pvz, morfofiziologiškai progresyvus neporakanopių žinduolių būrys (Tapyrinių, Raganosinių ir Arklinių šeimos) yra ant išnykimo ribos. Mat morfofioziologinis tobulumas gali būti susijęs su prisitaikymu gyventi tam tikromis sąlygomis, o toms sąlygoms pasikeičiant, individų grupė jau nebegali prisitaikyti ir išmiršta.

Šiuo metu pagrindinė dabartinių žinduolių rūšių nykimo priežastis yra neigiamas žmogaus veiklos poveikis gyvūnams, dėl kurio vienos rūšys visiškai išnyksta, kitos – virsta retomis ir nykstančiomis, trečių – sumažėja, kartais būna toks didelis, kad tenka imtis neatidėliotinų apsaugos priemonių. Negalutiniais duomenimis, iki dabar Žemėje išnyko 150 paukščių rūšių ir porūšių, 106 žinduolių rūšys, apie 600 gyvūnų rūšių yra arti išnykimo ribos. Gerokai sumažėjo verslinių gyvūnų, dėl to apribota jų verslo apimtis. Daugelis rūšių, kurios praeityje buvo įprastos ir gausios, dabar yra retos ir nykstančios. Taip išnyko drontai, stelerio karvės; nyksta bizonai.

Svarbiausioji priežastis, dėl kurios gyvūnai išnyko arba jų sumažėjo, kaip jau buvo minėta, yra ne tiek tiesioginis jų naikinimas, kiek netiesioginė žmogaus įtaka. Pagrindinės šios įtakos formos yra tokios:

Gyvūnų gyvenamųjų vietovių pakitimai. Vietovės pakinta iškirtus miškus, suarus stepes, nusausinus pelkes ir t.t. Kai kurioms rūšims tokie pakitimai buvo nepalankūs, ir jos arba išnyko, arba sumažėjo jų skaičius.

Pesticidų įtaka. Miškų ir žemės ūkyje gausiai naudojami nuodingieji chemikalai. Jie yra labai kenksmingi gyvūnams. Pesticidai veikia visa, kas gyva, nuo dirvožemio iki žmogaus, užmuša ir kenksmingus, ir naudingus vabzdžius. Jie pražūtingi ir vandens gyvūnams – žuvims, vėžiagyviams ir moliuskams. Žinoma daugelis žūties atvejų (80-97% naudingų paukščių ir varliagyvių) nupurškus miškus JAV. Dažnai dėl pesticidų naudojimo gyvūnai praranda gebėjimą daugintis. Dėl to daugelio rūšių paukščiai, tarp jų ir stambūs plėšrūnai, tapo retenybe Vakarų Europoje (kilnusis erelis) ir JAV (baltagalvis jūrinis erelis, kondoras).

Pesticidai gali patekti iš patelės organizmo į paukščių kiaušinius arba į žinduolių pieną (taip pat ir moters), kauptis didelėmis koncentracijomis, nuodydami palikuonis. Kai kurie gyvūnai, pvz, sliekas, nuodams nelabai jautrūs, tačiau kaupia juos savo organizme. Juos ėsdami, kiti gyvūnai dažnai žūva. Antai JAV nuo kenkėjų guobas purškė preparatu DDT. DDT dalelės pateko ant žemės, ir jas susiurbė sliekai. Amerikos strazdai klajokliai, maitindamiesi sliekais, smarkiai apsinuodijo ir žuvo. Nuo pesticidų žūva daugelis paukščių, žinduolių ir kitų naudingų gyvūnų.

Aplinkos užteršimas taip pat neigiamai veikia gyvūnus. Ypač pavojingas vandens užteršimas.

Svetimų rūšių atvežimas (aklimatizacija). Dėl to vietinių rūšių gyvūnų dažnai sumažėdavo arba jie visiškai išnykdavo. Tai labai būdinga salų faunai. Daugelis jos rūšių menkai prisitaikiusios ir neišlaiko svetimų rūšių konkurencijos.

Taip pat dėl vartojimo augimo, technikos pažangos.

Prie retų ir nykstančių rūšių gyvūnų priskiriami tie gyvūnai, kurių skaičius ir arealas mažėja ir kuriems išsaugoti reikia imtis skubių priemonių. Kaip jau išsiaiškinome, dažniausiai gyvūnų sumažėja dėl tiesioginės arba netiesioginės žmogaus įtakos, o neretai – dėl vienos ir kitos drauge. Visos retos ir nykstančios gyvūnų (kaip ir augalų) rūšys įrašomos į specialią Raudonąją knygą. Į Lietuvos RK įrašyti 18 žinduolių. Vienas jų – stumbras, išsaugotas ir atkurtas žmogaus pagalba. Kita – europinė audinė, galbūt jau išnykusi. Ji įrašyta ir į Latvijos, Estijos, Suomijos, Lenkijos RK. Kiti įrašyti žinduoliai – tai šikšnosparniai (9), graužikai (4), ruoniai (1), plėšrieji (be audinės dar ūdra), kiškiažvėriai (1).

Leave a Comment