3.Уровни организации живых систем
Уровни организации
живых систем представляют собой некую упорядоченность, иерархическую систему,
которая является одним из основных свойств
живого, см. табл. 2.
Табл. 2
|
Основная группа или
ступень |
Уровень |
|
Биологическая
микросистема |
Молекулярный Клеточный |
|
Биологическая
мезосистема |
Тканевый Органный Организменный |
|
Биологическая
макросистема |
Популяционно-видовой Биоценотический Биосферный |
Каждая живая система
состоит из единиц подчиненных ей уровней организации и является единицей,
входящей в состав живой системы, которой она подчинена. Например, организм
состоит из клеток, являющихся живыми системами, и входит в состав недоорганизменных
биосистем (популяций, биоценозов).
Существование жизни
на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня:
·
характер клеточного уровня организации определяется молекулярным;
·
характер организменного – клеточным;
·
популяционно-видовой – организменным и т.д.
1.
Молекулярный
уровень. Молекулярный уровень несет отдельные, хотя и существенные
признаки жизни. На этом уровне обнаруживается удивительное однообразие
дискретных единиц. Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20
аминокислот и 4 одинаковых оснований, входящих в состав молекул нуклеиновых
кислот. У всех организмов биологическая энергия запасается в виде богатой
энергией аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Наследственная информация у всех
заложена в молекулах дизоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), способной к
саморепродукции. Реализация наследственной информации осуществляется при участии
молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК).
2.
Клеточный
уровень. Клетка является основной самостоятельно функционирующей
элементарной биологической единицей, характерной для всех живых организмов. У
всех организмов только на клеточном уровне возможны биосинтез и реализация
наследственной информации. Клеточный уровень у одноклеточных организмов
совпадает с организменным. В истории жизни на нашей планете был такой период
(первая половина протерозойской эры ~ 2000 млн. лет назад), когда все организмы
находились на этом уровне организации. Из таких организмов состояли все виды,
биоценозы и биосфера в целом.
3.
Тканевый
уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет
ткань. Тканевый уровень возник вместе с появлением многоклеточных животных и
растений, имеющих различающиеся между собой ткани. Большое сходство между всеми
организмами сохраняется на тканевом уровне.
4.
Органный
уровень. Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным
тканям, составляют органы. (Всего лишь шесть основных тканей входят в состав органов
всех животных и шесть основных тканей образуют органы у растений).
5.
Организменный
уровень. На организменном уровне обнаруживается чрезвычайно большое
многообразие форм. Разнообразие организмов, относящихся к разным видам, а также
в пределах одного вида, объясняется не разнообразием дискретных единиц низшего
порядка (клеток, тканей, органов), а усложнением их комбинаций, обеспечивающих
качественные особенности организмов. В настоящее время на Земле обитает более
миллиона видов животных и около полумиллиона видов растений. Каждый вид состоит
из отдельных индивидуумов (организмы, особи), имеющих свои отличительные черты.
6.
Популяционнно-видовой
уровень. Совокупность организмов одного вида, населяющих определенную
территорию, составляет популяцию. Популяция – это недоорганизменная живая
система, которая является элементарной единицей эволюционного процесса; в ней
начинаются процессы видообразования. Популяция входит в состав биоценозов.
7.
Биоценотический
уровень. Биогеоценозы – исторически сложившиеся устойчивые сообщества
популяций различных видов, связанных между собой и окружающей средой обменом
веществ, энергии и информации. Они являются элементарными системами, в которых
осуществляется вещественно-энергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью
организмов.
8.
Биосферный
уровень. Совокупность биогеоценозов составляют: биосферу и
обуславливают все процессы, протекающие в ней.
Таким образом, мы
видим, что вопрос о структурных уровнях в биологии имеет некоторые особенности
по сравнению с его рассмотрением в физике. Эта особенность состоит в том, что
изучение каждого уровня организации в биологии ставит своей главной целью
объяснение феномена жизни. Действительно, если в физике деление на структурные
уровни материи в достаточной степени условно (критериями здесь являются масса и
размеры), то уровни материи в биологии отличаются не столько размерами или уровнями
сложности, но главным образом, закономерностями функционирования.
Действительно, если,
например, исследователь изучил физико-химические свойства биологического
объекта и его структуру, но не установил его биологического назначения в
целостной системе, это будет означать, что изучен ещё один определенный объект,
но не уровень живой материи.
Ещё одна особенность
структуризации живой материи состоит в иерархической[1] соподчиненности
уровней. Это означает, что низшие уровни
как единое целое входят в высшие. Эта концепция структуризации получила
название «многоуровневой иерархической матрешки».
Важно отметить,
также, что число выделяемых в биологии уровней зависит от глубины
профессионального изучения мира живого.