Система живой природы земли

7.3. Уровни организации живой природы

Уровень организации живой материи – это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют следующие уровни организации живой материи.

1. Молекулярный (молекулярно-генетический). Он включает в себя способ существования и самовоспроизводства сложных информационных органических молекул, высокомолекулярные органические соединения, такие как белки, вирусы, плазмиды, нуклеиновые кислоты и др.
2. Субклеточный (надмолекулярный). На этом уровне живая природа организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры.
3. Клеточный. На этом уровне живая природа представлена клетками, т.е. элементарной структурной и функциональной единицей живого.
4. Органо-тканевый. На этом уровне живая природа 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 определенную функцию или функции.
5. Организменный (онтогенетический). На этом уровне живая природа представлена организмами. Организм (особь, индивид) – неделимая единица жизни, ее реальный носитель, характеризующийся всеми ее признаками.

1. Биоценотический. На этом уровне живая природа образует биоценозы – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.
2. Биогеоценотический. На этом уровне живая природа формирует биогеоценозы – совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).
3. Биосферный. На этом уровне живая природа формирует биосферу – оболочку Земли, преобразованную деятельностью живых организмов.

7.4. Свойства живых систем

1. Клеточное строение. Все живые организмы, кроме вирусов, имеют клеточное строение.
2. Обмен веществ (метаболизм) и энергозависимость. Живые организмы являются открытыми системами, они зависят от поступления в них из внешней среды веществ и энергии. Живые существа способны использовать два вида энергии – световую и химическую, и поэтому признаку делятся на две группы: фототрофы (организмы, использующие для биосинтеза световую энергию – растения, цианобактерии) и хемотрофы (организмы, использующие для биосинтеза энергию химических реакций окисления неорганических соединений – нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др.). В зависимости от источников углерода живые организмы делят на автотрофы (организмы, способные создавать органические вещества из неорганических – растения, цианобактерии), гетеротрофы (организмы, использующие в качестве источника углерода органические соединения – животные, грибы и большинство бактерий) и миксотрофы (организмы, которые могут как синтезировать органические вещества из неорганических, так и питаться готовыми органическими оединениями (насекомоядные растения, представители отдела эвгленовых водорослей и др.).

1. Подготовительный этап заключается в расщеплении сложных углеводов до простых: глюкозы, жиров до жирных кислот и глицерина, белков — до аминокислот.
2. Бескислородный этап дыхания – гликолиз, в результате которо­го глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты (ПВК); в ито­ге образуется АТФ (из 1 моль глюкозы). У анаэробов или у аэробов при недостатке кислорода протекает брожение.
3. Кислородный этап – дыхание, т.е. полное окисление ПВК осуществляется в митохондриях эукариот в присутствии кислорода и включает две стадии: цепь последовательных реакций — цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот) и цикл переноса электронов; в итоге образуется 36 АТФ (из 1 моль глюкозы).

1. Саморегуляция (гомеостаз). Живые организмы обладают способностью поддерживать гомеостаз – постоянство своего химического состава и интенсивность обменных процессов.

1. Наследственность. Живые организмы способны передавать неизменными признаки и свойства из поколения в поколение с помощью носителей информации – молекул ДНК и РНК.
2. Изменчивость. Живые организмы способны приобретать новые признаки и свойства. Изменчивость создает разнообразный исходный материал для естественного отбора, т.е. отбора наиболее приспособленных особей к конкретным условиям существования в природных условиях, что в свою очередь приводит к появлению новых форм жизни и новых видов организмов.
3. Самовоспроизведение (размножение). Живые организмы способны размножаться – воспроизводить себе подобных. Благодаря размножению осуществляются смена и преемственность поколений.
4. Принято различать два основных типа размножения: бесполое и половое.
5. Индивидуальное развитие (онтогенез). Каждой особи свойствен онтогенез – индивидуальное развитие организма от зарождения до конца жизни (смерти или нового деления). Развитие сопровождается ростом.
6. Эволюционное развитие (филогенез). Живой материи в целом свойствен филогенез – историческое развитие жизни на Земле с момента ее появления до настоящего времени.
7. Адаптации. Живые организмы способны адаптироваться, т.е. приспосабливаться к условиям окружающей среды.
8. Ритмичность. Живые организмы проявляют ритмичность жизнедеятельности (суточную, сезонную и др.).
9. Целостность и дискретность. С одной стороны, вся живая материя целостна, определенным образом организована и подчиняется общим законам; с другой — любая биологическая система состоит из обособленных, хотя и взаимосвязанных элементов. Любой организм или иная биологическая система (вид, биоценоз и др.) состоит из отдельных изолированных, т.е. обособленных или отграниченных в пространстве, но тесно связанных и взаимодействующих между собой, частей, образующих структурно-функциональное единство.
10. Иерархичность. Начиная с биополимеров (белков и нуклеиновых кислот) и заканчивая биосферой в целом, все живое находится в определенной соподчиненности. Функционирование биологических систем на менее сложном уровне делает возможным существование более сложного уровня.
11. Негэнтропия. Согласно второму закону термодинамики, все процессы, самопроизвольно протекающие в изолированных системах, развиваются в направлении понижения упорядоченности, т.е. возрастания энтропии. В то же время по мере роста и развития живые организмы, наоборот, усложняются, что, что не противоречит второму закону термодинамики, поскольку живые организмы представляют собой открытые системы. Организмы питаются, поглощая при этом энергию извне, выделяют в окружающую среду тепло и продукты жизнедеятельности, наконец, погибают и разлагаются. По образному выражению Э. Шредингера, «организм питается отрицательной энтропией». Совершенствуясь и усложняясь, организмы вносят хаос в окружающий их мир.

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

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