Рівні організації живих систем
Популяційно-видовий биоценотические Біосферний
Кожна жива система складається з одиниць підпорядкованих їй рівнів організації і є одиницею, що входить до складу живої системи, якій вона підпорядкована. Наприклад, організм складається з клітин, які є живими системами, і входить до складу недоорганізменних біосистем (популяцій, біоценозів).
Існування життя на всіх рівнях готується і визначається структурою нижчого рівня:
· Характер клітинного рівня організації визначається молекулярним;
· Характер организменного - клітинним;
· Популяційно-видовий - організмовому і т.д.
1. Молекулярний рівень. Молекулярний рівень несе окремі, хоча й істотні ознаки життя. На цьому рівні виявляється дивне одноманітність дискретних одиниць. Основу всіх тварин, рослин і вірусів складають 20 амінокислот і 4 однакових підстав, що входять до складу молекул нуклеїнових кислот. У всіх організмів біологічна енергія запасається у вигляді багатою енергією аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Спадкова інформація у всіх закладена в молекулах дізоксірібонуклеіновой кислоти (ДНК), здатної до саморепродукції. Реалізація спадкової інформації здійснюється за участю молекул рибонуклеїнової кислоти (РНК).
2. Клітинний рівень. Клітка є основною самостійно функціонуючої елементарної біологічної одиницею, характерною для всіх живих організмів. У всіх організмів тільки на клітинному рівні можливі біосинтез і реалізація спадкової інформації. Клітинний рівень у одноклітинних організмів збігається з організмовому. В історії життя на нашій планеті був такий період (перша половина протерозойської ери
3. Тканинний рівень. Сукупність клітин з однаковим типом організації становить тканину. Тканинний рівень виник разом з появою багатоклітинних тварин і рослин, що мають розрізняються між собою тканини. Велика подібність між усіма організмами зберігається на тканинному рівні.
4. Органний рівень. Спільно функціонуючі клітини, що відносяться до різних тканин, складають органи. (Всього лише шість основних тканин входять до складу органів всіх тварин і шість основних тканин утворюють органи у рослин).
5. Організменний рівень. На організмовому рівні виявляється надзвичайно велике різноманіття форм. Різноманітність організмів, що відносяться до різних видів, а також в межах одного виду, пояснюється не різноманітністю дискретних одиниць нижчого порядку (клітин, тканин, органів), а ускладненням їх комбінацій, які забезпечують якісні особливості організмів. В даний час на Землі живе понад мільйон видів тварин і близько півмільйона видів рослин. Кожен вид складається з окремих індивідуумів (організми, особини), що мають свої відмінні риси.
6. Популяційно-видовий рівень. Сукупність організмів одного виду, що населяють певну територію, становить популяцію. Популяція - це недоорганізменная жива система, яка є елементарною одиницею еволюційного процесу; в ній починаються процеси видоутворення. Популяція входить до складу біоценозів.
7. биоценотические рівень. Біогеоценози - історично сформовані стійкі співтовариства популяцій різних видів, пов'язаних між собою і навколишнім середовищем обміном речовин, енергії та інформації. Вони є елементарними системами, в яких здійснюється матеріально-енергетичний круговорот, обумовлений життєдіяльністю організмів.
8. Біосферний рівень. Сукупність біогеоценозів складають: біосферу і обумовлюють всі процеси, що протікають в ній.
Таким чином, ми бачимо, що питання про структурні рівнях в біології має деякі особливості в порівнянні з його розглядом у фізиці. Ця особливість полягає в тому, що вивчення кожного рівня організації в біології ставить своєю головною метою пояснення феномена життя. Дійсно, якщо в фізиці розподіл на структурні рівні матерії в достатній мірі умовно (критеріями тут є маса і розміри), то рівні матерії в біології відрізняються не стільки розмірами або рівнями складності, але головним чином, закономірностями функціонування.
Дійсно, якщо, наприклад, дослідник вивчив фізико-хімічні властивості біологічного об'єкта і його структуру, але не встановив його біологічного призначення в цілісній системі, це буде означати, що вивчений ще один певний об'єкт, але не рівень живої матерії.
Ще одна особливість структуризації живої матерії полягає в ієрархічній [2] співпідпорядкованості рівнів. Це означає, що нижчі рівні як єдине ціле входять до вищих. Ця концепція структуризації отримала назву «багаторівневої ієрархічної матрьошки».
Важливо відзначити, також, що число виділяються в біології рівнів залежить від глибини професійного вивчення світу живого.
1. Дайте визначення біології. Що є предметом вивчення біології?
2. Назвіть основні методи біології.
3. Перелічіть основні класифікації біологічних наук.
4. Дайте характеристику традиційної (натуралістской) біології.
5. У чому полягають особливості фізико-хімічної біології?
6. Що вивчає молекулярна біологія?
7. Перерахуйте основні експериментальні методи фізико-хімічної біології.
8. Що вивчає еволюційна біологія?
9. Що таке теоретична біологія? Перерахуйте основні передумови (теоретичні положення) її створення.
10. Що таке біологічна система?
11. Назвіть три основних системних властивості живого.
12. Перерахуйте основні якості живих систем.
13. У чому полягає відкритість живих систем?
14. Поясніть твердження: «Живі системи є самоврядними і самоорганізації».
15. У чому полягає подразливість живих систем?
16. «Єдиний спосіб дати визначення живому - ...» (продовжите).
17. У чому полягає особливість структурних рівнів в біології в порівнянні зі структуризацією матерії у фізиці?
18. У чому полягає концепція багаторівневої ієрархічної «матрьошки»?
19. Перерахуйте структурні рівні організації живого.
20. Що таке популяція?
21. Що таке біогеоценоз? Екологічна система?
[1] Хіральність - дзеркальна асиметрія молекул. Молекули, з яких утворено живу речовину, можуть бути тільки однією орієнтації - «лівої» або «правої». Наприклад, молекула ДНК має вигляд спіралі, і ця спіраль завжди права.
[2] Ієрархія - розташування частин або елементів цілого в порядку від вищого до нижчого
Лекція 18. Термодинаміка живих систем.