Nový přehled biologie

Touto sestavou oddílů a kapitol jsme se snažili spojit do "harmonického" celku systematické disciplíny s ostatními biologickými disciplínami a ukázat tak, že moderní biologie není pouhým mechanickým souborem jednotlivých vědních oborů, ale že tvoří jeden celek. O tuto integraci biologie se beze sporu zasloužila molekulární biologie. Jedním z markantních důsledků této pokračující integrace v biologii je model počátků biologické evoluce vyjádřený univerzálním fylogenetickým stromem, který umožní rozdělit organizmy do tří domén, tj. Bakterie, Archea a Eukarya. Celkové rozdělení organizmů se opírá o výsledky rozsáhlé srovnávací analýzy sekvencí 16S-rRNA (různých druhů bakterií a archeí) a 18S-rRNA (různých druhů eukaryí). Je nutné však poznamenat, že tento nový model a rozdělení organizmů do tří domén není dogma, a jako každá nová vědecká teorie prochází i tato procesem falzifikace, v rámci kterého je ve sporných bodech osvědčována dalšími testy (přesněji viz v úvodu ke kapitole 10). 

V naší knize je každé z uvedených domén věnován samostatný oddíl (3., 4. a 5. oddíl), v němž se obecně popisuje a vysvětluje morfologie, fyziologie, ontogeneze a způsob rozmnožování organizmů zahrnutých do příslušné domény. Na to navazuje systém těchto organizmů a fylogenetické vztahy mezi jejich hlavními skupinami. Upozorňujeme však, že systémy použité pro klasifikaci organizmů uvnitř domén nejsou ještě zcela ustáleny a v některých případech bylo nutné použít starých systémů se zavěrem poukazujícím na to, jakou strukturu bude pravděpodobně mít systém založený na molekulárně biologické analýze fylogenetických vztahů (viz např. bakterie a protozoa; systém bakterií je v současné době teprve postupně uveřejňován, a proto jsme ho nemohli pojmout do tohoto přehledu biologie, jeho strukturu však naznačujeme; podobně je tomu u prvoků).

Za vstupní do všech dalších oddílů považujeme oddíly 1. a 2. Logicky po těchto oddílech následují teprve oddíly popisující jednotlivé domény (3. 4. a 5. oddíl). 6. oddíl navazuje především na kapitolu o živočišných tkáních, orgánech, orgánových soustavách, fyziologii, rozmnožování, ontogenezi, chování a fylogenezi živočichů. 7. oddíl navazuje na některé kapitoly 3. 4. a 5. oddílu. 8. a 9. oddíl jsou vyloženě obecné a navazují na znalosti obsažené v předchozích oddílech. 10. oddíl je závěrečný v tom smyslu, že se zabývá pro biologii nejobtížnějšími otázkami (evolucí a vznikem života). Součástí tohoto oddílu je též kapitola o dějinách biologie. 

ČEŠTINA A TERMINOLOGIE "NOVÉHO PŘEHLEDU BIOLOGIE"

Autoři "Nového přehledu biologie" považují za důležitou i jazykovou stránku tohoto kolektivního díla. Zvláštní pozornost věnovali přitom psaní cizích slov. Současná norma povoluje v určitých skupinách slov volbu dubletních pravopisných podob. Ve snaze vyloučit nejednotnost jejich zápisu rozhodli se autoři při psaní odborných termínů (lat., řec. nebo angl. původu) vycházet z publikace Petráčková, V. Kraus, J. a kol. Akademický slovník cizích slov. 1. vydání (dotisk). Praha : Academia, 1998 a Filipec, J. a kol. Slovník spisovné češtiny. 2. opravené a doplěné vydání . Praha : Academia, 1994. Shodně používají počeštěné varianty cizích slov, které jsou v těchto slovnících uváděny na prvním místě. Jen v několika případech se od tohoto doporučení odchýlili (sjednotili např. psaní slov adenosin a cytozin ve prospěch mluvené formy se -z-). Mezinárodní odborné termíny (převážně anatomické a taxonomické termíny) jsou psány v původním pravopise, tj. řecky nebo latinsky. Na stránce, kde je takový termín v textu vysvětlen poprvé nebo definován, nebo kde je třeba jej v určité souvislosti zvláště zdůraznit, je zvýrazněn polotučnou kurzivou. Avšak jde-li v takovém případě o počeštěnou variantu odborného termínu, je v textu vyjádřen polotučně stojatým písmem. Latinské názvy druhů a rodů  jsou vždy psány kurzivou.       

1  ÚVOD DO BIOLOGIE / 1

• 1.1  BIOLOGICKÉ VĚDY / 2
• 1.2  OBECNÁ CHARAKTERISTIKA ŽIVÝCH SOUSTAV / 5
• 1.3  UNIVERZÁLNÍ FYLOGENETICKÝ STROM / 7
•         1.3.1 Základní strukturální typy živých soustav
•         1.3.2 Tři domény života na Zemi
•         1.3.3 Obecná charakteristika jednotlivých domén
•         1.3.4 Původ mitochondrií a chloroplastů, vznik eukaryotické buňky
• 1.4  PRINCIPY TAXONOMIE A FYLOGENETIKY ORGANIZMŮ / 13
•         1.4.1 Základní pojmy taxonomie
•         1.4.2 Hierarchická (linnéovská) klasifikace a vědecké názvosloví
•         1.4.3 Biologický druh
•         1.4.4 Tvorba hypotéz o příbuznosti organizmů (fylogenetika)
•         1.4.5 Metody tvorby klasifikace

2  BUŇKA / 27

• 2.1  CHEMICKÉ SLOŽENÍ  BUŇKY / 28
•         2.1.1. Biogenní prvky
•         2.1.2 Voda a anorganické látky
•         2.1.3 Nízkomolekulární organické látky
•         2.1.4 Vysokomolekulární organické látky
• 2.2  STRUKTURA BUŇKY / 40
•         2.2.1 Prokaryotický a eukaryotický chromozom
•         2.2.2 Biomembrány a membránové útvary v buňce
•         2.2.3 Membránové organely
•         2.2.4 Cytoskelet
•         2.2.5 Buněčné stěny a mezibuněčná hmota
• 2.3  FYZIOLOGIE BUŇKY / 57
•         2.3.1 Průnik látek biomembránami
•         2.3.2 Metabolizmus
•         2.3.3 Sekrece a vstřebávání látek
•         2.3.4 Podráždění
•         2.3.5 Řízení buněčných dějů a působení hormonů
•         2.3.6 Pohyb
• 2.4  MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE BUŇKY / 82
•         2.4.1 Genetická informace
•         2.4.2 Replikace
•         2.4.3 Transkripce
•         2.4.4 Translace
•         2.4.5 Regulace exprese genů

3  BAKTERIE (BACTERIA) / 113

• 3.1  MORFOLOGIE BAKTERIÁLNÍCH BUNĚK / 114
• 3.2  FYZIOLOGIE BAKTERIÍ / 115
•         3.2.1 Výživa a metabolismus bakterií
•         3.2.2 Fyziologie růstu bakteriální populace
• 3.3  SYSTÉM BAKTERIÍ / 126
•         3.3.1 Základní rozdělení bakterií do hlavních systematických skupin
•         3.3.2 Gramnegativní bakterie s buněčnou stěnou (Gracilicutes)
•         3.3.3 Grampozitivní bakterie vyznačující se buněčnou stěnou (Firmicutes)
•         3.3.4 Bakterie bez buněčné stěny (Tenericutes)
• 3.4  FYLOGENEZE BAKTERIÍ / 141
•         3.4.1 Fylogenetický strom bakterií
•         3.4.2 Kmeny bakterií vymezené fylogeneticky
• 3.5  PROSTŘEDÍ, V NICHŽ BAKTERIE ŽIJÍ / 143
•         3.5.1 Půda jako prostředí bakterií
•         3.5.2 Vzduch jako prostředí bakterií
•         3.5.3 Voda jako prostředí bakterií
•         3.5.4 Lidské tělo jako prostředí bakterií
•         3.5.5 Bakteriální nákazy člověka

4   ARCHEA (ARCHAEA) / 147

• 4.1  MORFOLOGIE ARCHEÍ / 148
• 4.2  FYZIOLOGIE A SYSTÉM ARCHEÍ / 148
•         4.2.1 Extrémně halofilní archea
•         4.2.2 Archea produkující metan
•         4.2.3 Hypertermofilní archea
•         4.2.4 Archea bez buněčné stěny
• 4.3  FYLOGENEZE ARCHEÍ / 151
•         4.3.1 Fylogenetický strom archeí

5   EUKARYA (EUKARYA) / 153

• 5.1  PRVOCI (PROTOZOA) / 157
•        5.1.1 Bičíkovci (Mastigophora)
•        5.1.2 Krásnoočka, eugleny (Euhlenozoa, Euglenoida, Euglenophyta)
•        5.1.3 Kořenonožci (Rhizopoda)
•        5.1.4 Diktyostelidy (Dictyostelida, Dictyostelea, Dictyosteliomycota)
•        5.1.5 Hlenky (Mycetozoa, Eumycetozoa, Myxomycota, Gymnomycota)
•        5.1.6 Nádorovky (Plasmodiophorida, Plasmodiophoromycota, Phytomyxa)
•        5.1.7 Paprskovci (Actinopoda)
•        5.1.8 Obrněnky (Dinozoa, Dinoflagellata, Dinophyta)
•        5.1.9 Výtrusovci (Sporozoa, Apicomplexa)
•        5.1.10 Nálevníci (Ciliophora)
• 5.2  Chromista (Chromista) / 171
•        5.2.1 Skrytěnky ( Cryptophyta)
•        5.2.2 Chromofyta (Chromophyta)
•        5.2.3 Oomycety (Oomycota, Perenosporomycota)
•        5.2.4 Opalinky (Opalinata)
•        5.2.5 Prymnesiophyta (Haptophyta)
• 5.3  Rostliny (Plantae) / 183
•        5.3.1 Pletiva a orgány cévnatých rostlin
•        5.3.2 Fyziologie cévnatých rostlin 
•        5.3.3 Rozmnožování a ontogeneze rostlin
•        5.3.4 Systém rostlin
•        5.3.5 Fylogeneze vyšších rostlin
• 5.4  HOUBY ( FUNGI, MYCOTA, MYCOBIOTA) / 305
•        5.4.1 Fyziologie hub
•        5.4.2 Růst a rozmnožování hub
•        5.4.3 Systém hub
•        5.4.4 Fylogeneze hub
• 5.5  ŽIVOČICHOVÉ (ANIMALIA) / 331
•        5.5.1 Živočišné tkáně, orgány a orgánové soustavy
•        5.5.2 Fyziologie živočichů
•        5.5.3 Rozmnožování a ontogeneze živočichů
•        5.5.4 Chování živočichů
•        5.5.5 Systém živočichů
•        5.5.6 Fylogeneze živočichů

6   ČLOVĚK (HOMO SAPIENS SAPIENS) / 537

• 6.1  ANATOMIE A FYZIOLOGIE ČLOVĚKA / 538
•        6.1.1 Soustava kosterní (opěrná)
•        6.1.2 Soustava svalová (pohybová)
•        6.1.3 Soustava oběhová - cévní (krevní a mízní soustava, imunitní systém)
•        6.1.4 Soustava dýchací
•        6.1.5 Soustava trávicí
•        6.1.6 Přeměna látek a energií (metabolizmus)
•        6.1.7 Vylučování
•        6.1.8 Pohlavní soustava
•        6.1.9 Soustava smyslová
•        6.1.10 Řídící soustava
• 6.2  ONTOGENEZE ČLOVĚKA / 573
• 6.3  EVOLUCE ČLOVĚKA / 574
•        6.3.1 Homo habilis
•        6.3.2 Homo erectus
•        6.3.3 "Archaický" Homo sapiens
•        6.3.4 Homo neanderthalensis
•        6.3.5 Homo sapiens

7   VIRY / 579 

• 7.1  OBECNÁ CHARAKTERISTIKA VIRŮ / 580
• 7.2  STRUKTURA A TVAR VIRIONU / 581
•         7.2.1 Stavba virového kapsidu
•         7.2.2 Nukleová kyselina viru
• 7.3  REPRODUKCE VIRU V HOSTITELSKÝCH BUŇKÁCH / 585
•         7.3.1 Základní charakteristika reprodukce virů
•         7.3.2 Rozmnožování bakteriálních virů
•         7.3.3 Rozmnožování rostlinných virů
•         7.3.4 Rozmnožování živočišných virů
• 7.4  SYSTÉM VIRŮ / 592
•         7.4.1 Principy klasifikace virů
•         7.4.2 Bakteriální viry (bakteriofágy)
•         7.4.3 Rostlinné viry
•         7.4.4 Živočišné viry
• 7.5  SATELITY (VIRUSOIDY) A VIROIDY / 600
• 7.6  PRIONY / 601
•         7.6.1 Priony savců
•         7.6.2 Priony kvasinek

8   DĚDIČNOST / 605

• 8.1 CYTOLOGICKÉ ZÁKLADY DĚDIČNOSTI / 606
•         8.1.1 Chromozomy, jejich struktura a funkce
•         8.1.2 Mitóza a její genetické důsledky
•         8.1.3 Meióza a její genetické důsledky
• 8.2 ZÁKLADNÍ GENETICKÉ POJMY / 601
• 8.3 ZÁKLADNÍ ZÁKONITOSTI PŘENOSU ZNAKŮ Z RODIČŮ NA POTOMKY / 612
•         8.3.1 Mendelovy zákony
•         8.3.2 Morganovy zákony, genetická rekombinace
• 8.4 GENETICKÉ ASPEKTY POHLAVNÍHO ROZMNOŽOVÁNÍ / 619
• 8.5 MIMOJADERNÁ DĚDIČNOST / 622
• 8.6 DĚDIČNOST KVANTITATIVNÍCH ZNAKŮ / 623
• 8.7 GENETICKÉ ZÁKONITOSTI V POPULACÍCH / 625
• 8.8 MUTACE / 627
•        8.8.1 Obecná charakteristika mutací, základní pojmy
•        8.8.2 Klasifikace mutací
•        8.8.3 Molekulární podstata mutací
• 8.9 DĚDIČNOST VIRŮ A BAKTERIÍ / 631
• 8.10 DĚDIČNOST ČLOVĚKA / 632
•         8.10.1 Výzkumné metody genetiky člověky
•         8.10.2 Hlavní principy určující dědičnost lidských znaků
•         8.10.3 Příklady dědičnosti lidských znaků
• 8.11 GENOVÉ INŽENÝRSTVÍ A BIOTECHNOLOGIE / 643
•         8.11.1 Klonování DNA
•         8.11.2 Příprava rekombinantních molekul DNA
•         8.11.3 Zakládání genových knihoven
•         8.11.4 Mutageneze in vitro
•         8.11.5 Příprava transgenních organizmů jako základ moderních biotechnologií
•         8.11.6 Genová terapie
•         8.11.7 Klonování živočichů

9   ORGANIZMY VE VZTAHU K PROSTŘEDÍ / 659

• 9.1 STRUKTURA A VLASTNOSTI EKOSYSTÉMŮ / 660
•         9.1.1 Organizmy a prostředí, biotop, nika
•         9.1.2 Populace
•         9.1.3 Společenstva
•         9.1.4 Ekosystémy
•         9.1.5 Vliv člověka na přírodní prostředí
•         9.1.6 Ochrana životního prostředí
• 9.2 BIOGEOGRAFIE / 681
• 9.3 BIODIVERZITA / 695

10  EVOLUČNÍ BIOLOGIE / 699

• 10.1 EVOLUCE ORGANIZMŮ / 701
•          10.1.1. Základní pojmy
•          10.1.2 Vývoj evolučního myšlení
•          10.1.3 Mikroevoluce
•          10.1.4 Vznik druhů (speciace)
•          10.1.5 Makroevoluce
• 10.2 MOLEKULÁRNÍ EVOLUCE / 720
•          10.2.1 Evoluční nukleotidové substituce jako zdroj evolučních změn
•          10.2.2 Náhodný genetický posun v molekulární evoluci 
•          10.2.3 Přírodní výběr v molekulární evoluci
•          10.2.4 Genové duplikace
•          10.2.5 Horizontální přenos genů
• 10.3 VZNIK ŽIVOTA Z ASPEKTU MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE / 728
•          10.3.1 Základní otázky kladené v hypotéze o vzniku života
•          10.3.2 Prebiotická (abiotická) syntéza prekurzorů
•          10.3.3 Význam kondenzačních činidel při syntéze polyribonukleotidů a polypeptidů v prebiotickém prostředí
•          10.3.4 Syntéza polypeptidů v prebiotickém prostředí
•          10.3.5 Říše RNA
•          10.3.6 Říše RNP
•          10.3.7 Dvouřetězcová RNA
•          10.3.8 Vznik DNA
•          10.3.9 Počátky biologické evoluce
• 10.4 DĚJINY BIOLOGIE / 740

• Komentář k fotografiím jednotlivých kapitol
• Úvodní poznámka k rejstříku
• Rejstřík odborných termínů
• Rejstřík českých názvů taxonů
• Rejstřík latinských názvů taxonů
• Použitá a doporučená literatura k dalšímu studiu
• Obrazový materiál