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.
- 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.
- Субклеточный (надмолекулярный). На этом уровне живая природа организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры.
- Клеточный. На этом уровне живая природа представлена клетками, т.е. элементарной структурной и функциональной единицей живого.
- 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.
- Организменный (онтогенетический). На этом уровне живая природа представлена организмами. Организм (особь, индивид) – неделимая единица жизни, ее реальный носитель, характеризующийся всеми ее признаками.
- Биоценотический. На этом уровне живая природа образует биоценозы – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.
- Биогеоценотический. На этом уровне живая природа формирует биогеоценозы – совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).
- Биосферный. На этом уровне живая природа формирует биосферу – оболочку Земли, преобразованную деятельностью живых организмов.
7.4. Свойства живых систем
- Клеточное строение. Все живые организмы, кроме вирусов, имеют клеточное строение.
- 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.).
- Подготовительный этап заключается в расщеплении сложных углеводов до простых: глюкозы, жиров до жирных кислот и глицерина, белков — до аминокислот.
- 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.
- 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).
- Саморегуляция (гомеостаз). Живые организмы обладают способностью поддерживать гомеостаз – постоянство своего химического состава и интенсивность обменных процессов.
- Наследственность. Живые организмы способны передавать неизменными признаки и свойства из поколения в поколение с помощью носителей информации – молекул ДНК и РНК.
- 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.
- Самовоспроизведение (размножение). Живые организмы способны размножаться – воспроизводить себе подобных. Благодаря размножению осуществляются смена и преемственность поколений.
- Принято различать два основных типа размножения: бесполое и половое.
- Индивидуальное развитие (онтогенез). Каждой особи свойствен онтогенез – индивидуальное развитие организма от зарождения до конца жизни (смерти или нового деления). Развитие сопровождается ростом.
- Эволюционное развитие (филогенез). Живой материи в целом свойствен филогенез – историческое развитие жизни на Земле с момента ее появления до настоящего времени.
- Адаптации. Живые организмы способны адаптироваться, т.е. приспосабливаться к условиям окружающей среды.
- Ритмичность. Живые организмы проявляют ритмичность жизнедеятельности (суточную, сезонную и др.).
- 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.
- 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.
- 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
Главные составные части природы
Литосфера – (с греч. – каменная оболочка) – верхняя твердая оболочка земного шара, в которую входит земная кора и верхняя часть мантии (расплавленного слоя внутри Земли). Литосфера имеет важное значение для жизни, потому что:
создает твердую основу поверхности (а жизнь возможна только на поверхности, так как внутри земли находится расплавленная масса – магма и в центре – железное ядро);
содержит в себе полезные ископаемые;
имеет особый органический слой – почву, создающую условия для жизни растительных организмов, которые, в свою очередь, являются пищей для человека и животных.
Атмосфера – газопаровая оболочка вокруг Земли, которая:
защищает Землю от влияния открытого космоса;
предотвращает перегрев и переохлаждение Земли, создает благоприятный температурный режим;
содержит азот (около 80%) – вещество которое входит в состав почти всех живых организмов, и кислород (около 20%) – вещество (газ), необходимое для дыхания и при соединении с водородом превращается в воду (то есть служит составным элементом воды – другого обязательного для жизни природного элемента).
Слой атмосферы очень тонок. 75% ее объема расположены в пространстве от поверхности Земли до высоты 10 км. Выше – так называемые разреженные слои атмосферы, содержащие всего 25% ее объема и простирающиеся на 30-50 км, за которыми – открытый космос.
Гидросфера – водная оболочка Земли между поверхностью Земли (литосферой) и атмосферой. Вода (в виде соленых морей, озер, океанов, пресных озер, рек, льдов) покрывает большую часть земной поверхности – около 70%, и только 30% земной поверхности составляет суша в виде материков и островов.
Значение гидросферы в том, что:
благодаря ей, атмосфере и литосфере (их взаимодействию) осуществляется круговорот воды в природе, что способствует нормальному развитию и жизни растительных и животных организмов;
вода является составной частью растительных и животных организмов (большую часть – около 80% — организма человека составляет вода);
вода (моря, океаны, реки, озера и т.д.) является средой обитания подводных растений и животных, рыб (которых не меньше, чем обитателей поверхности суши);
существует версия, что жизнь первоначально зародилась в воде и только затем часть живых организмов морей и океанов перешла на сушу.
Биосфера – сфера существования живых организмов («оболочка Земли, наполненная жизнью»). Биосфера охватывает:
всю литосферу и гидросферу;
нижние слои атмосферы (примерно 10 км от поверхности суши);
подземные слои – до 10 км вглубь, включая 0,5-1 км под дном океана.
Только в этом ареале возможна жизнь.
Биосфера – целостный взаимосвязанный организм, который охватывает наводный и подводный растительный и животные мира.
В настоящее время насчитывается пятьсот тысяч видов растений и полтора миллиона видов животных, из них 160 тысяч видов растений и животных – морские.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник