Основные уровни живой природы

Биологические закономерности. Уровневая организация и эволюция живой природы.

Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней.

Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.

Выделяют следующие уровни организации живой материи.

Уровни организации живой материи

Уровень	Характеристика
Молекулярный (молекулярно-генетический)	На этом уровне живая материя организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, нуклеиновые кислоты и др.
Субклеточный (надмолекулярный)	На этом уровне живая материя организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры.
Клеточный	На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого.
Органно-тканевой	На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань — совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган — часть многоклеточного организма, выполняющая определённую функцию или функции.
Организменный (онтогенетический)	На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) — неделимая единица жизни, её реальный носитель, характеризующийся всеми её признаками.
Популяционно-видовой	На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция — совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид — совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определённую область (ареал).
Биоценотический	На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз — совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории.
Биогеоценотический	На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз — совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).
Биосферный	На этом уровне живая материя формирует биосферу. Биосфера — оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов.

Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.

Краткая история эволюции органического мира

Возраст Земли около 4,6 млрд лет. Жизнь на Земле возникла в океане более 3,5 млрд лет назад.
Историю развития жизни на Земле изучают по ископаемым останкам организмов или следам их жизнедеятельности. Они встречаются в горных породах разного возраста.
Геохронологическая шкала истории Земли разделена на эры и периоды.

Геохронологическая шкала и история развития живых организмов

Эра, возраст (в млн лет) Период, продолжительность (в млн лет) Мир животных Мир растений Важнейшие ароморфозы Кайнозойская, 62–70 Антропоген, 1,5 Современный животный мир. Эволюция и господство человека Современный растительный мир Интенсивное развитие коры головного мозга; прямохождение Неоген, 23,0 Палеоген, 41±2 Доминируют млекопитающие, птицы, насекомые. Появляются первые приматы (лемуры, долгопяты), позднее парапитеки и дриопитеки. Исчезают многие группы пресмыкающихся, головоногих моллюсков Широко распространяются цветковые растения, особенно травянистые; сокращается флора голосеменных Мезозойская, 240 Мел, 70 Преобладают костистые рыбы, первоптицы, мелкие млекопитающие; появляются и распространяются плацентарные млекопитающие и современные птицы; вымирают гигантские пресмыкающиеся Появляются и начинают доминировать покрытосеменные; сокращаются папоротники и голосеменные Возникновение цветка и плода. Появление матки Юра, 60 Господствуют гигантские пресмыкающиеся, костистые рыбы, насекомые, головоногие моллюски; появляется археоптерикс; вымирают древние хрящевые рыбы Господствуют современные голосеменные; вымирают древние голосеменные Триас, 35±5 Преобладают земноводные, головоногие моллюски, травоядные и хищные пресмыкающиеся; появляются костистые рыбы, яйцекладущие и сумчатые млекопитающие Преобладают древние голосеменные; появляются современные голосеменные; вымирают семенные папоротники Появление четырёхкамерного сердца; полное разделение артериального и венозного кровотока; появление теплокровности; появление молочных желёз Палеозойская, 570 Пермь, 50±10 Господствуют морские беспозвоночные, акулы; быстро развиваются пресмыкающиеся и насекомые; возникают зверозубые и травоядные пресмыкающиеся; вымирают стегоцефалы и трилобиты Богатая флора семенных и травянистых папоротников; появляются древние голосеменные; вымирают древовидные хвощи, плауны и папоротники Образование пыльцевой трубки и семени Карбон, 65±10 Доминируют земноводные, моллюски, акулы, двоякодышащие рыбы; появляются и быстро развиваются крылатые формы насекомых, пауки, скорпионы; возникают первые пресмыкающиеся; заметно уменьшаются трилобиты и стегоцефалы Обилие древовидных папоротникообразных, образующих «каменноугольные леса»; возникают семенные папоротники; исчезают псилофиты Появление внутреннего оплодотворения; появление плотных оболочек яйца; ороговение кожи Девон, 55 Преобладают панцирные, моллюски, трилобиты, кораллы; появляются кистепёрые, двоякодышащие и лучепёрые рыбы, стегоцефалы Богатая флора псилофитов; появляются мхи, папоротниковидные, грибы Расчленение тела растений на органы; преобразование плавников в наземные конечности; появление органов воздушного дыхания Силур, 35 Богатая фауна трилобитов, моллюсков, ракообразных, кораллов; появляются панцирные рыбы, пер вые наземные беспозвоночные (многоножки, скорпионы, бескрылые насекомые) Обилие водорослей; растения выходят на сушу — появляются псилофиты Дифференцировка тела растений на ткани; разделение тела животных на отделы; образование челюстей и поясов конечностей у позвоночных Ордовик, 55±10 Кембрий, 80±20 Преобладают губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, трилобиты; появляются бесчелюстные позвоночные (щитковые), моллюски Процветание всех отделов водорослей Протерозойская, 2600 Широко распространены простейшие; появляются все типы беспозвоночных, иглокожих; появляются первичные хордовые — подтип Бесчерепные Широко распространены сине-зелёные и зелёные водоросли, бактерии; появляются красные водоросли Появление двусторонней симметрии Архейская, 3500 Возникновение жизни: прокариоты (бактерии, сине-зелёные водоросли), эукариоты (простейшие), примитивные много-клеточные Появление фотосинтеза; появление аэробного дыхания; появление эукариотических клеток; появление полового процесса; появление многоклеточности

Источник

4. Уровни организации живого

1. Молекулярный– глубинный, начальный уровень. Все живые организмы состоят из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов и др. веществ, которые построеныпо единому плану(мономеры → полимеры) и близки по строению или идентичны у всех живых организмов.

Но надо помнить, что «в изолированном виде (т.е.выделенные из клеток) биомолекулы являются неживыми» (А.П.Пехов). Хотя, например, Сент-Дьёрдьи считал, что биомолекулыкачественно отличаются от прочих веществ, несут некую непознаваемую сущность(«Живые молекулы«).

2. Клеточный уровень.Клетка— элементарная единица организацииживой материи. «Cellulaexcellula», Р.Вирхов (1858). С этого уровня начинается жизнь; свободноживущих неклеточных форм жизни не существует. Вирусы – особая форма организации материи.

3. Тканевой. Ткань – совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции. Ткани появились в ходе эволюции у многоклеточных организмов как следствие специализации клеток.

У животных: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная и др.

У растений: меристематическая, защитная, основная и проводящая.

4. Органный.Органы – структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей. Например,кожа– орган, состоящий из эпителиальной и соединительной ткани, выполняет защитную функцию. У одноклеточных вместо органов –органеллы.

5. Организменный.Организм – это особь, самостоятельное живое существо. Существуют одно- и многоклеточные организмы. На этом уровне реализуется генетическая информация, превращается в признаки.

6. Популяционный.Популяция – совокупность организмов одного и того же вида, населяющих определенную территорию (ареал). Внутри вида может существовать от одной до многих тысяч популяций.

Популяция – элементарная единица эволюции, в ней возникают измененные формы, которые дают начало новым видам.

7. Видовой.Вид – единица классификации живых существ. В настоящее время известно 0,5 млн видов растений и 1,5 млн видов животных. При этом существует 20 млн видов бактерий. В организме человека 10 13 клеток, а бактерий на 2-3 порядка больше, т.е. человек – это случайный, временный гость в мире микробов. Хозяева – они, а не мы.

8. Биогеоценотический.Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и факторов среды их обитания. Организмы, входящие в биогеоценоз, зависят друг от друга: одни производят питательные субстраты, другие – их потребляют, третьи разрушают.

9. Глобальный (биосферный).Биосфера – совокупность всех биогеоценозов. Высший уровень жизни, на котором происходит круговорот веществ и энергии планетарного масштаба.

Между разными уровнями живого существует единство и взаимосвязь. При переходе от более низкого к более высокому уровню сохраняются все структуры и функции, присущие более низкому уровню, и добавляются качественно новые. Элементы системы объединяются между собой не механически, они не могут существовать друг без друга. При их объединении возникаетновая сущность (так называемоеэмерджентноесвойство), и так на каждом уровне.

Таким образом, живому присуща системная организация (А.П.Пехов).

Источник

3. Общее представление об уровнях организации живой природы

Под уровнем организации живой материи подразумевают то функциональное место, которое данный биологический объект занимает в общей системе организации природы.

Выделяют несколько уровней организации живых систем, которые отражают соподчинённость, иерархичность структурной организации жизни.

• Молекулярный (молекулярно-генетический) уровень — самый низкий уровень проявления жизни. Структурными элементами этого уровня являются молекулы нуклеиновых кислот, белков, липидов, углеводов и других органических веществ. На этом уровне происходят явления, связанные с размножением и обменом веществ. Изучением жизни на молекулярном уровне занимается молекулярная биология.
• Клеточныйуровень представлен клеткой — основной единицей строения, функционирования и размножения живых организмов. Процессы, связанные с функционированием клеток, изучает цитология.
• Тканевый уровень изучает гистология.

Ткань — это совокупность межклеточного вещества и сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям клеток.

Орган — это часть организма, выполняющая определённые функции, имеющая определённое строение и занимающая в организме определённое место.

• Организменныйуровень изучают разные науки, например, физиология и аутэкология (экология особей). Особь как целостный организм представляет собой элементарную единицу жизни. В другой форме жизнь в природе не существует.

Организм — это любое живое тело, способное существовать самостоятельно и обладающее рядом свойств, которые отличают его от неживых тел.

• Популяционно-видовойуровень характеризуется объединением родственных особей в группы — популяции, а популяций — в виды. Здесь действуют законы внутривидовых взаимоотношений, возникают и накапливаются мутации, происходит естественный отбор. Этот уровень организации изучают такие науки, как демэкология (или популяционная экология), эволюционное учение.

Популяция — это совокупность свободно скрещивающихся организмов одного вида, обитающих долгое время на общей территории, относительно изолированных от других таких же совокупностей.

• Биогеоценотическийуровень представлен экосистемами, т. е. сообществами, образованными популяциями разных видов и окружающей средой. Этот уровень организации изучает биоценология, или синэкология (экология сообществ).

Биогеоценоз — это совокупность всех видов с различной сложностью организации и всех факторов среды их обитания.

• Биосферныйуровень — это высший уровень организации жизни. Биосфера состоит из всех биогеоценозов, существующих на Земле. Как и любой живой системе, биосфере характерен круговорот веществ и превращение энергии.

Источник