Brigita Petrov • Milo{ Kalezi} • Radomir Kowevi} Dmitar Laku{i} • Slobodan Jovanovi}
BIOLOGIJA
За
во д
за
уџ
бе
ни
ке
Za II razred gimnazije dru{tveno-jezi~kog smera
Zavod za uybenike, Beograd
Recenzenti prof. dr Ivica Radovi}, Biolo{ki fakultet, Beograd doc. dr Predrag Simonovi}, Biolo{ki fakultet, Beograd doc. dr Zlatko Giba, Biolo{ki fakultet, Beograd Qubinka Krvavac, Ministarstvo prosvete i sporta RS, Odeqewe U`ice Mirjana Un~anin, prof. biologije, Osma beogradska gimnazija, Beograd Slovenka Zogovi}, prof. biologije, Osma beogradska gimnazija, Beograd Urednik Tamara Baj~eta
Odgovorni urednik Tatjana Kosti}
ни ке
Glavni urednik Dragoqub Koj~i}
бе
Za izdava~a Dragoqub Koj~i}, direktor
уџ
CIP - Каталогизација у публикацији Народна библиотека Србије, Београд 37.016:57(075.3)
д
за
БИОЛОГИЈА : за II разред гимназије друштвено-језичког смера / Бригита Петров ... [и др.] ; [илустрације Бригита Петров]. – 6. изд. – Београд : Завод за уџбенике, 2013 (Београд : Бирограф). – 219 стр. : илустр. ; 27 cm
За во
Тираж 2.500. – Речник стручних термина: стр. 216–217. – Библиографија: стр. 218–219. ISBN 978-86-17-19385-8 1. Петров, Бригита, 1952– [aутор] [илустратор] COBISS.SR-ID 221823244
Ministar prosvete i sporta Republike Srbije svojim re{ewem broj 650-02-00047/2003-03 od 28.08.2003. godine odobrio je ovaj uybenik za izdavawe i upotrebu u II razredu gimnazije dru{tveno-jezi~kog smera.
ISBN 978-86-17-119385-8
© Завод за уџбенике, Београд (2003–2016) Ово дело не сме се умножавати, фотокопирати и на било који други начин репродуковати, ни у целини ни у деловима, без писменог одобрења издавача.
PREDGOVOR
За
во д
за
уџ
бе
ни
ке
Autori uybenika Biologija za II razred ginmazije dru{tveno-jezi~kog smera koji se sada nalazi pred vama, imali su te`ak zadatak da vam u sa`etoj formi, na jednostavan, prihvatqiv i dovoqno slikovit na~in predstave ina~e obimnu i slo`enu biolo{ku problematiku koja se odnosi na znawa iz oblasti fiziologije biqaka, morfologije i sistematike `ivotiwa, ekologije, kao i za{tite i unapre|ivawa `ivotne sredine. Insistirali smo, pre svega, na onim sadr`ajima koji omogu}avaju sagledavawe odnosa izme|u strukture i funkcije, odnosno gra|e i `ivotne sredine. Ovakav pristup se uklapa u savremena gledawa na morfologiju i sistematiku `ivotiwa, kao i fiziologiju biqaka, pru`aju}i neophodan preduslov za razumevawe slo`enih ekolo{kih zakonitosti, jedinstva biogenog i abiogenog dela prirode i opasnosti od wihovog zaga|ivawa i ugro`avawa. Potrudili smo se da ovaj uybenik bogato ilustrujemo odgovaraju}im crte`ima i slikama koje treba da olak{aju razumevawe teksta. Zato pa`qivo, dok ~itate, gledajte i odgovaraju}e grafi~ke priloge, a pogotovu tekst koji ih obja{wava. Za one koji iz ovih oblasti Biologije `ele da saznaju ne{to vi{e od onoga {to je dato u uybeniku, preporu~ujemo dodatnu literaturu (datu na kraju kwige), a onima koji imaju pristup internetu preporu~ujemo pretra`ivawa pomo}u jednog od najve}ih svetskih pretra`iva~a ~ija je adresa: www.google.com. Ovakvom organizacijom uybenika smo `eleli da vam omogu}imo lak{e savladavawe gradiva i ve}u slobodu u izboru onoga {to treba da usvojite. Koliko smo u tome uspeli, prosudi}ete sami. Uybenik se sastoji od slede}ih osnovnih poglavqa odnosno ve}ih celina: Raznovrsnost i gra|a protista i `ivotiwa autora Brigite Petrov i Milo{a Kalezi}a; Fiziologija biqaka, autora Radomira Kowevi}a; Osnovni pojmovi i principi ekologije, autora Dmitra Laku{i}a; Za{tita i unapre|ivawe `ivotne sredine autora Slobodana Jovanovi}a. Ilustracije za najve}i deo uybenika su pripremili sami autori, uz pomo} Qiqane Tomovi} za oblast morfologije i sistematike hordata. I na kraju, svesni smo da svaki uybenik mo`e da ima nedostatke. Zato je va`no kako }ete ga vi, direktni korisnici, oceniti. Pri tome, imajte u vidu ograni~ewa nametnuta propisanim programom. Nadamo se da }ete nam svojim sugestijama i predlozima, posebno nastavnici, ukazati na eventualne propuste i mogu}a poboq{awa. Brigita Petrov Milo{ Kalezi} Radomir Kowevi} Dmitar Laku{i} Slobodan Jovanovi}
3
Sadr`aj
за
уџ
бе
ни
Fiziologija biqaka .....128
ке
Raznovrsnost i gra|a protista i `ivotiwa .....9
За
во д
Osnovni pojmovi i principi ekologije .....156
Za{tita i unapre|ivawe `ivotne sredine .....196
otrovna `lezda
За
во д
за
уџ
бе
ни
ке
otrovni zub
Raznovrsnost i gra|a protista i `ivotiwa
за
За
во д
Heterotrofni protisti sa bi~evima (bi~ari) .....17 Heterotrofni protisti ameboidnog izgleda .....17 Heterotrofni protisti koji obrazuju spore .....18 Heterotrofni protisti sa trepqama .....19
CARSTVO @IVOTIWA (ANIMALIA) .....20 Organizacija `ivotiwa .....20 Tkiva, vrste tkiva i wihove karakteristike .....21 Epitelska tkiva .....21 Vezivna tkiva .....21 Mi{i}na tkiva .....22 Nervno tkivo .....23 Organi i organski sistemi `ivotiwa i wihove karakteristike .....23 Ko`ni sistem (ko`a) .....25
ни
ке
Mi{i}ni sistem .....26 Skeletni sistem .....26 ^ulni organi .....26 Nervni sistem .....27 Endokrini sistem (sistem organa sa unutra{wim lu~ewem) .....28 Sistem za varewe .....28 Sistem za disawe .....29 Transportni (cirkulacioni) sistem .....30 Sistem za izlu~ivawe .....31 Sistem za razmno`avawe .....31
бе
уџ
JEDINSTVO @IVOG SVETA .....9 RAZNOVRSNOST @IVOG SVETA I KLASIFIKACIJA ORGANIZAMA .....10 Sistematika .....10 Klasifikacija organizama .....11 CARSTVO PROTISTA (PROTISTA) .....13 Heterotrofni protisti .....13
Simetrija .....31 Segmentacija .....32 Obrazovawe glavenog regiona .....33 Telesne dupqe .....33 Klasifikacija `ivotiwa .....34 Poreklo `ivotiwa .....36 Sun|eri (Porifera) .....36 Dupqari, `arwaci (Cnidaria) .....39 Pqosnati crvi (Platyhelminthes) .....42 Trepqasti crvi, planarije (Turbelaria) .....44 Metiqi (Trematodes) .....45 Pantqi~are (Cestodes) .....45
Adaptacije na parazitski na~in `ivota .....47 Obli, vaqkasti crvi (Nematoda) .....48 Meku{ci (Mollusca) .....50 Pu`evi (Gastropoda) .....51 [koqke (Bivalvia) .....52
otrovna `lezda
otrovni zub
ни
уџ
Prelaz na kopneni na~in `ivota .....58 Zglavkari (Arthropoda) .....59
бе
Mnogo~ekiwasti crvi (Polychaeta) .....56 Malo~ekiwasti crvi (Oligochaeta) .....57 Pijavice (Hirudinea) .....58
За
во д
за
Paukoliki zglavkari (Chelicerata) .....61 Skorpije (Scorpiones) .....63 La`ne skorpije (Pseudoscorpiones) .....63 Pauci (Aranea) .....63 Kosci (Opiliones) .....65 Krpeqi i griwe (Acarina) .....65 Rakovi (Crustacea) .....65 Stonoge (Myriapoda) .....68 Insekti (Insecta) .....68 Zna~aj insekata .....76
Bodqoko{ci (Echinodermata) .....78 Morske zvezde (Asteroidea) .....79 Zmijuqice, zmija~e (Ophiuroidea) .....80 Morski je`evi (Echinoidea) .....80 Morski krastavci (Holothuroidea) .....80 Morski krinovi (Crinoidea) .....81
Op{te odlike hordata (Chordata) .....82 Morfolo{ke odlike ki~mewaka .....84
Op{te morfolo{ke karakteristike .....84 Ko`a .....84 Skeletni sistem .....86 Mi{i}ni sistem ......89 ^ulni organi, integracioni sistemi i efektorni organi .....90 ^ulni organi .....91 Nervni sistem .....94 Endokrini organi .....97 Sistem organa za varewe .....98 Sistem organa za disawe .....99 Cirkulacioni sistem .....101 Organi za izlu~ivawe (ekskrecija) .....103 Sistem organa za razmno`avawe .....104
ке
Glavono{ci (Cephalopoda) .....54 Prstenasti, ~lankoviti crvi (Annelida) .....55
Osnovna klasifikacija ki~mewaka (Vertebrata) .....105 Ribe sa hrskavi~avim skeletom (Chondrichthyes) .....107 Ribe sa ko{tanim skeletom (Osteichthyes) .....108 Nastanak kopnenih ki~mewaka .....111 Vodozemci (Amphibia) .....112 Gmizavci (Reptilia) .....114 Ptice (Aves) .....117 Sisari (Mammalia) .....119 êPravi sisariß .....121
во д
За за ке
ни
бе
уџ
Biologija
8
JEDINSTVO @IVOG SVETA osilni ostaci najstarijih poznatih `ivih bi}a na Zemqi }elijskog nivoa (nalik na dana{we cijanobakterije) stari su oko 3,5 milijarde godina, {to je êsamoß milijardu godina mawe od starosti na{e planete. Od tog vremena do danas na na{oj planeti `ivelo je oko 500 miliona razli~itih vrsta organizama. Uprkos ovako velike raznolikosti, sva `iva bi}a imaju mnogo zajedni~kih odlika koje ne postoje u ne`ivim sistemima. @iva bi}a se odlikuju: ‡ hijerarhijskom organizacijom ‡ atomi ~ine molekule, a oni su organizovani u organele koje ulaze u sastav }elija. ]elije se na vi{im nivoima organizacije udru`uju u tkiva, organe i sisteme organa koji ~ine organizam. Organizmi `ive u populacijama ‡ prostorno, vremenski i reproduktivno integrisanim grupama jedinki iste vrste. Jedinke populacija razli~itih vrsta formiraju `ivotne zajednice, a `ivotne zajednice (zajedno sa abioti~kim okru`ewem) ekosisteme; ‡ individualno{}u ‡ svako `ivo bi}e jedinstvena je pojava; ‡ promenqivo{}u svoje organizacije u vremenu ‡ svaka jedinka se znatno mewa od vremena svog nastanka (kod organizama sa polnim razmno`avawem od oplo|ewa) pa do vremena nestanka (smrti), kada prestaje wena organizacija; ‡ sposobno{}u rasta i samoreprodukcije, pre svega geneti~kih programa koji se mogu veoma precizno umno`avati ‡ reprodukovati; ‡ sposobno{}u kontrole i odr`avawa svoje unutra{we stabilnosti, tj. postojawem mehanizama odr`awa sistema u odre|enim granicama u uslovima stalnih promena `ivotne sredine; ‡ osetqivo{}u ‡ sposobno{}u da reaguju na razli~ita doga|awa u svojoj okolini; ‡ otvoreno{}u ‡ da bi opstala, moraju razmewivati razli~ite supstancije sa svojom sredinom; ‡ slo`eno{}u organizacije.
За
во д
за
уџ
бе
ни
ке
F
9
Biologija
RAZNOVRSNOST @IVOG SVETA I KLASIFIKACIJA ORGANIZAMA Sistematika
ке
istematika je oblast biologije u kojoj se defini{u grupe organizama na osnovu wihovih odlika, da bi se zatim utvrdile veze izme|u tih grupa i na osnovu tih veza grupe klasifikovale po razli~itim principima. Odlike na osnovu kojih se vr{i grupisawe (sistematski karakteri) mogu biti bilo koja svojstva organizma ‡ morfolo{ke, fiziolo{ke, biohemijske, geneti~ke, ekolo{ke, biogeografske (karakteristike rasprostrawewa), odlike pona{awa i dr. Grupe organizama sa karakteristikama koje ih nedvosmisleno odvajaju od drugih grupa ozna~avaju se kao taksoni. Taksoni koji dele zajedni~ka svojstva grupi{u se u jedinice ‡ taksone vi{eg nivoa. Svrstavawe organizama u taksone koji se nalaze na razli~itim hijerarhijski organizovanim nivoima ozna~ava se kao klasifikacija, a rang ili nivo koji odre|eni takson ima u klasifikaciji kao sistematska kategorija. U okviru carstva `ivotiwa najvi{e kategorije su tipovi, da bi zatim sledile ni`e osnovne kategorije: klase, redovi, porodice, rodovi i vrste. Klasifikovawe grupa je mogu}e na osnovu veoma razli~itih odlika. U biologiji je od posebnog zna~aja utvr|ivawe veza izme|u grupa na osnovu homologih karaktera, odlika koje, bez obzira na stepen wihove razli~itosti, imaju zajedni~ko poreklo. Primer homologih struktura jesu ekstremiteti kopnenih ki~mewaka, na primer, jednoprsni ekstremiteti kowa prilago|eni tr~awu, peraja delfina kojima oni plivaju, krila ptica i qiqaka prilago|ena letewu. Mogu}e su, me|utim, sli~nosti u strukturama i funkcijama koje nemaju zajedni~ko poreklo. Tako krilo ptica i leptira, na primer, svakako nemaju isto poreklo, tj. pripadaju grupama koje nemaju bli`ih srodni~kih veza. Naj~e{}e se u ovim slu~ajevima radi samo o spoqa{woj sli~nosti.
за
уџ
бе
ни
S
За
во д
HOMOLOGI ORGANI
delfin
kow
ptica
qiqak
~ovek
10
Raznovrsnost `ivog sveta i klasifikacija organizama
Klasifikacija organizama
За
во д
за
уџ
бе
ни
ке
Do danas je na Zemqi nau~no opisano blizu dva miliona razli~itih vrsta organizama, a smatra se da ih ima i znatno vi{e (izme|u tri i deset miliona). Sa sagledavawem velike raznovrsnosti `ivih organizama ~ovek se susreo kada je po~eo da dospeva u najudaqenije predele na{e planete i da se tu sre}e sa velikim brojem za wega do tada nepoznatih, egzoti~nih vrsta. Sa pronalaskom razli~itih sprava za uveli~avawe (lupe, mikroskopa) ~ovek otkriva i ogromnu raznovrsnost mikroorganizama koji su prisutni svuda oko wega. Me|utim, ovo otkrivawe i prou~avawem mikroorganizama nau~nike je dovelo do zakqu~ka da postoje takvi organizmi koji se ne mogu ukqu~iti niti u carstvo biqaka, niti u carstvo `ivotiwa, kako su se `iva bi}a tradicionalno delila jo{ od Aristotela (IV vek p.n.e.). Za neke organizme, kao {to je, na primer euglena, u pojedinim momentima bilo bi ispravno klasifikovawe unutar jednog, a u drugim unutar drugog carstva. Naime, ukoliko ima Sun~eve svetlosti euglena se pona{a kao biqka, a u wenom odsustvu, kao `ivotiwa. Uprkos ovih saznawa, podela `ivog sveta na dva carstva odr`ala se sve doskoro. U carstvo biqaka ukqu~ivane su i bakterije (zbog prisustva }elijskog zida, iako je on sasvim druga~ije gra|e od }elijskog zida biqaka), gqive (zbog toga {to su nepokretne) i svi jedno}elijski organizmi koji imaju sposobnost sintetisawa hrane. S druge strane, u carstvo `ivotiwa ukqu~ivani su oni jedno}elijski organizmi koji su heterotrofni. Otkrivawem i prou~avawem sve ve}eg broja organizama podela na carstvo biqaka i carstvo `ivotiwa delovala je sve vi{e kao ve{ta~ka i neprirodna. Krajem {ezdesetih godina pro{log veka pojavila se podela `ivih organizama na pet carstava: carstvo bakterija (Monera), carstvo jedno}elijskih organizama sa eukariotskom }elijom (Protista), carstvo gqiva (Fungi), carstvo biqaka (Plantae) i carstvo `ivotiwa (Animalia). U ovoj klasifikaciji bakterije su jedini organizmi sa prokariotskom }elijom, dok ostala carstva obuhvataju organizme sa eukariotskom }elijom. Eukariotski organizmi izgra|eni od jedne }elije formiraju carstvo protista, a ostali eukariotski organizmi imaju telo sastavqeno iz vi{e }elija. Vi{e}elijski eukariotski organizmi razlikuju se u na~inu ishrane (biqke sinteti{u hranu, gqive su heterotrofne i svoju hranu upijaju u te~nom stawu, a `ivotiwe su tako|e heterotrofne, ali hranu gutaju i vare
Prokariotska }elija ‡ }elija bez jedra i }elijskih organela
Eukariotska }elija ‡ }elija sa jedrom i }elijskim organelama
11
Biologija
unutar tela). Krajem pro{log veka, upotrebom najnovijih metoda utvr|ivawa strukture proteina i nukleinskih kiselina, upoznavawem gra|e }elijskog zida i samih }elija, kao i primenom savremenih metoda statisti~ke obrade podataka, utvr|eno je da je broj carstava znatno ve}i. Radi prikazivawa wihovih srodni~kih odnosa uvedena je nova kategorija iznad nivoa carstva ‡ domena. Danas se prepoznaju tri domene od kojih dve obuhvataju prokariotske organizme.
ке
CARSTVO BIQAKA
carstvo bakterija
За
carstvo arhebakterija
12
carstvo protista
во д
domena bakterija
domena arhea
за
уџ
бе
ни
CARSTVO @IVOTIWA
?
domena eukariotnih organizama carstvo biqaka
carstvo gqiva
carstvo `ivotiwa