Системы живой и неживой природы
По предмету исследования в естественных науках выделяются два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы.
В неживой природе в качестве структурных уровней организации материи выделяют элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, физический вакуум, макроскопические тела, планеты и планетные системы, звезды и звездные системы — галактики, системы галактик, метагалактику.
Самая крупная и наиболее близкая к идеалу в смысле «самообеспечения» биологическая система, которую мы знаем, — это биосфера, или экосфера; она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли как единое целое, чтобы поддерживать эту систему в состоянии устойчивого равновесия, получая поток энергии от Солнца, ее источника, и переизлучая эту энергию в космическое пространство [3].
Выделяются два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы. В неживой природе в качестве структурных уровней организации материи выделяют элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, физический вакуум, макроскопические тела, планеты и планетные системы, звезды и звездные системы — галактики, системы галактик, метагалактику. В живой природе к структурным уровням организации материи относят: системы доклеточного уровня, клетки, многоклеточные организмы, надорганизменные структуры.
Биогенетический закон
История создания
Фактически «биогенетический закон» был сформулирован ещё задолго до возникновения дарвинизма.
Немецкий анатом и эмбриолог Мартин Ратке (1793—1860) в 1825 г. описал жаберные щели и дуги у эмбрионов млекопитающих и птиц — один из наиболее ярких примеров рекапитуляции.
В 1824—1826 годах Этьен Серра сформулировал «закон параллелизма Меккеля-Серра»: каждый организм в своем эмбриональном развитии повторяет взрослые формы более примитивных животных.
В 1828 году Карл Максимович Бэр, основываясь на данных Ратке и на результатах собственных исследований развития позвоночных, сформулировал закон зародышевого сходства: «Эмбрионы последовательно переходят в своем развитии от общих признаков типа ко все более специальным признакам. Позднее всего развиваются признаки, указывающие на принадлежность эмбриона к определенному роду, виду, и, наконец, развитие завершается появлением характерных особенностей данной особи». Бэр не придавал этому «закону» эволюционного смысла (он до конца жизни так и не принял эволюционного учения Дарвина), однако позднее этот закон стал рассматриваться как «эмбриологическое доказательство эволюции» (см. Макроэволюция) и свидетельство происхождения животных одного типа от общего предка [2].
«Биогенетический закон» как следствие эволюционного развития организмов впервые был сформулирован (довольно нечётко) английским естествоиспытателем Чарльзом Дарвином в его книге «Происхождение видов» в 1859 г: «Интерес эмбриологии значительно повысится, если мы будем видеть в зародыше более или менее затененный образ общего прародителя, во взрослом или личиностном его состоянии, всех членов одного и того же большого класса» [2].
Яркий пример выполнения биогенетического закона — развитие лягушки, включающее в себя стадию головастика, который по своему строению гораздо больше похож на рыб, чем на земноводных:
У головастика, как и у низших рыб и рыбьих мальков, основой скелета служит хорда, только впоследствии в туловищной части обрастающая хрящевыми позвонками. Череп у головастика хрящевой, и к нему примыкают хорошо развитые хрящевые дуги; дыхание жаберное. Кровеносная система также построена по рыбьему типу: предсердие ещё не разделилось на правую и левую половины, кровь в сердце поступает только венозная, а оттуда через артериальный ствол идёт к жабрам. Если бы развитие головастика остановилось на этой стадии и не шло дальше, мы должны были бы без всяких колебаний отнести такое животное к надклассу рыб.
Зародыш человека в ходе эмбриогенеза проходит через аналогичные стадии. Затем, за период примерно между четвертой и шестой неделями развития он превращается из рыбоподобного организма в организм, неотличимый от зародыша обезьяны, и только потом приобретает человеческие черты. Такое повторение признаков предков в ходе индивидуального развития особи Геккель назвал рекапитуляция. Существует множество других примеров рекапитуляций, которые подтверждают выполнение «биогенетического закона» в некоторых случаях. Так, при размножении наземного рака-отшельника пальмового вора его самки перед вылуплением личинок заходят в море, и там из яиц выходят планктонные креветкообразные личинки зоэа, имеющие вполне симметричное брюшко. Затем они превращаются в глаукотоэ и оседают на дно, где находят подходящие раковины брюхоногих моллюсков. Некоторое время они ведут образ жизни, характерный для большинства раков-отшельников, и на этой стадии имеют характерное для этой группы мягкое спиральное брюшко с асимметричными конечностями и дышат жабрами. Выросшие до определенных размеров пальмовые воры покидают раковину, выходят на сушу, приобретают жесткое укороченное брюшко, похожее на абдомен крабов, и навсегда утрачивают способность дышать в воде. [2].
Рис. 3. Последовательные стадии развития зародышей рыбы (А), курицы (Б), свиньи (В), человека (Г) [5].
Под эволюцией, т. е. развитием, понимается процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые в конечном итоге приводят к изменениям коренным, качественным, завершающимся возникновением новых материальных систем, структур, форм и видов.
Новые виды могут возникать только в пределах одной популяции, поскольку вид — это группа скрещивающихся между собой организмов, которые не могут скрещиваться с представителями других таких групп. Изменение генных частот в каждой популяции составляет молекулярную основу эволюции, происходящей на основе естественного отбора. Естественный отбор не является единственным фактором эволюции, хотя он очень важен. Основную массу эволюционного материала составляют различные формы мутаций, т. е. изменение наследственных свойств организмов, возникающих естественным путем или вызванных искусственными средствами. Мутации вносят новые гены в генофонд данной популяции, но сами мутации достаточно редки. Мутации как бы поставляют сырье, на которое действует естественный отбор.
Библиографический список
1. Библиотека Гумер-Наука [электронный ресурс]: http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/guseihan/15.php (дата обращения: 18.03.2013)
2. Свободная энциклопедия Википедия [электронный ресурс]: Биогенетический закон http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E8%EE%E3%E5%ED%E5%F2%E8%F7%E5%F1%EA%E8%E9_%E7%E0%EA%EE%ED (дата обращения: 18.03.2013)
3. Одум Ю. Экология: В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. — М.: Мир, 1986. — 328 с.
4. Студенту Вуза [электронный ресурс]: Принципы эволюции и развитие живой системы http://studentu-vuza.ru/index.php?option=com_search&Itemid=5 (дата обращения: 18.03.2013)
5. «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.
Источник
Основные уровни организации живой природы — примеры, характеристика и таблица
Живая природа представляет собой совокупность организмов. Они отличаются по уровню сложности состава и выполняют определённые функции в обеспечении деятельности всего живого на Земле. Вся система организации живой природы подчинена жесткой иерархии, где каждый предыдущий уровень входит в последующий, более сложный по своей структуре. Таким образом, все живое начинается с элементарных молекул и поэтапно достигает глобального биосферного уровня.
Таблица «Уровни организации живой природы»
| Уровень | Компоненты | Элементарные единицы | Описание процессов |
| Молекулярно-генетический (молекулярный) | Атомы, молекулы, биополимеры | Ген | Молекулы соединяются и создают определённые комплексы, отвечающие за кодирование, хранение, реализацию и передачу генетических данных, обмен веществ, превращение энергии |
| Клеточный | Комплексы молекул химических соединений, органоиды | Клетка | Клетка может существовать как самостоятельный организм или быть частью многоклеточного организма. Для того, чтобы развиваться, она трансформирует всю полученную энергию. В клетке происходит биосинтез, деление, транспорт веществ |
| Тканевый | Клетки и межклеточное вещество | Клетка | Происходит образование тканей из клеток, имеющих определённое строение и выполняющих похожие функции |
| Органный | Ткани | Ткань | Органы создаются благодаря соединению тканей. Каждый орган выполняет определенную функцию, отвечая за процессы газообмена, кроветворения, пищеварения, выделения, движения и т. д. У простейших организмов за эти процессы ответственны органеллы, более совершенные организмы обладают системой органов |
| Организменный | Система органов | Орган | Система органов формирует организм, способный к самостоятельному существованию. Каждая особь уникальна, обладает собственной генетической структурой |
| Популяционно-видовой | Группы особей | Популяция | Особей, имеющих одинаковый генофонд и схожие морфологические и поведенческие признаки объединяют в один вид. Представители одного вида, занимающие общий ареал и частично или полностью изолированные от других подобных групп образуют популяцию. Внутри популяции особи способны к взаимодействию друг с другом, скрещиванию и производству плодовитого потомства, при этом каждое новое поколение вида адаптируется к изменяющимся условиям окружающего мира, эволюционирует |
| Биогеоценотический | Разнообразные популяции, условия и факторы окружающей среды, пищевые цепи | Биогеоценоз | На данном уровне происходит круговорот веществ и энергии, гомеостаз популяций, обеспечение биоценоза приемлемыми условиями обитания и ресурсами |
| Биосферный | Биогеоценоз, антропогенное воздействие | Биосфера | Этот уровень объединяет все круговороты веществ и энергии в единый глобальный круговорот. Здесь происходит взаимодействие всех живых и неживых веществ, а также воздействие человека на все процессы, происходящие в глобальной экосистеме Земли |
Источник