Уровни организации живого - МНОГООБРАЗИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА. ОБЩИЕ СВОЙСТВА И ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Живая природа представляет собой сложно организованную иерархическую систему. На основании особенностей проявления свойств живого все многообразие органического мира — единой биологической системы — можно свести к нескольким структурным уровням, располагаемым в порядке от низшего к высшему (рис. 1.2). Каждый уровень характеризуют наиболее значимые биологические явления, протекающие на данном уровне.

Молекулярно-генетический уровень. Живая система, как бы сложно она ни была организована, состоит из нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др. Элементарные генетические процессы (репликация ДНК, транскрипция, репарация, рекомбинации, мутации ДНК, трансляция РНК и др.), начинающиеся на этом уровне, лежат в основе развития и жизни организма, обеспечивают его адаптации к среде.

На клеточном уровне элементарные единицы живого (клетки) осуществляют реакции клеточного метаболизма, перенос генетической информации между клеточными поколениями, дифференцируются и специализируются на выполнении разнообразных функций. В клетках сосредоточена информация о синтезе веществ, определяющих специфику проявлений жизни и обеспечивающих функционирование систем всех уровней. Способность клеток к делению лежит в основе воспроизводства живых систем. Клеточные системы — ткани и органы обеспечивают тканевые реакции в виде регенерации, иммунного ответа, воспаления и др.

Онтогенетический (организменный) уровень характеризуется развитием организма на основе генетической информации, полученной от родителей, способного к самостоятельному существованию в среде. Особь является элементарной самостоятельной единицей, способной к обмену веществ с окружающей средой. Многоклеточный организм состоит из тканей и органов. Ткань животных представляет собой совокупность клеток различных типов и межклеточного вещества, объединенных выполнением общих функций. Например, кровь включает в себя клеточные элементы — эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, а межклеточным веществом служит плазма. Орган образован несколькими типами тканей. Он занимает соответствующее место в организме и выполняет целый ряд определенных функций. Например, кожа человека как орган включает эпителий и соединительную ткань — дерму, которые вместе выполняют целый ряд функций. Органы объединены в системы (сердечно-сосудистую, мочеполовую, пищеварительную, дыхательную и др.).

Рис. 1.2. Уровни организации живого

Популяционно-видовой уровень образуют особи одного вида. Объединение особей в популяции, а популяций в виды по степени генетического и экологического единства приводит к появлению новых свойств и особенностей в живой природе, отличных от свойств молекулярно-генетического и онтогенетического уровней. Обмен генетической информацией в процессе воспроизводства последующих поколений лежит в основе микроэволюции — возникновения адаптаций и формирования новых видов. Популяции и виды как надорганизменные образования способны к существованию в течение многих поколений и к самостоятельному эволюционному развитию.

Биогеоценотический (экосистемный) уровень. Популяции разных видов образуют в биосфере Земли надвидовые сообщества — биоценозы. Целостность биоценозов поддерживается эволюционно сложившейся системой межвидовых связей: пищевых, пространственных и др. Экосистемы характеризуются относительно устойчивыми круговоротами веществ и потоков энергии, специфичными для данной местности.

Биосферный уровень. Биосфера представляет собой глобальную экосистему Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов. Биогеоценозы Земли образуют в совокупности биосферу нашей планеты, взаимосвязаны глобальным круговоротом веществ и энергии. Человечество составляет неотъемлемую часть биосферы и представляет собой социальную систему, которая предъявляет к среде широкий круг небиологических требований, прогрессивно возрастающих по мере развития науки, техники и культуры.

Опорные точки

• Органические молекулы составляют основную массу сухого вещества клетки.

• Нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение, передачу и реализацию наследственной информации во всех клетках.

• В основе процессов метаболизма лежат взаимодействия органических молекул друг с другом.

• Клетка является наименьшей структурно-функциональной единицей организации, а также единицей размножения и развития всех живых организмов.

• Возникновение тканей и органов у многоклеточных животных и растений ознаменовало специализацию частей организма на выполнении различных функций.

• Интеграция органов в системы привела к еще большему усилению их функций и к еще большим возможностям организма по использованию среды обитания.

Вопросы и задания для повторения

1. Что отличает живые организмы от тел неживой природы?

2. Какие органические молекулы составляют основную массу сухого вещества клетки?

3. Какая биологическая система является наименьшей структурно-функциональной единицей организации, размножения и развития всех живых организмов?

4. Как вы считаете, в чем заключается необходимость выделения различных уровней организации живой материи?

5. Укажите критерии выделения различных уровней организации живой материи.

6. Каковы сущность и проявления основных свойств живого на разных уровнях организации?

7. Каковы всеобщие уровни организации жизни? В чем биологическое значение каждого уровня?