Иерархия уровней организации

������������� �������. ������ ����������� �����

Иерархия уровней организации

����� ������� �������� ���������, �� ������������ ��������, ������� ����������� ������������� �����������. ��� ��������, � ����� �������� ��������, ��� �����������, ������������ �� ��������� ���������, ������� ��������� � ������������ ���������� � ������ ���� � ������.

������� ������������� ���������, �����, ��� ����� (�������), ������, ��������, ���������, �����������, ��������, ������������ ����� �������. ������������� ���������� �������, � ������� �����, ��� ��������, ����������� � ������� �� ������� � �������.

���, � ����� ������� �������� ��������� �� �������������, �������������� ����������� ���������� ������ �����, � ���� ���������� ����� ��������� ��������.

������������� ������� ����������� ��������� �������� � ����� ������� ��������� ������, ��� ������ � ����� ������ �������� ����� ��� �������� ���������� �������.

� ������-������������� ����� ������ ���������� ������������� ������� � ������������ � ���������� �������, ����������� � ������������ ���������, ����������� ��� �������������� ������ �������������� ����������������� ��������� ��������. ������ ��������� ����� ���� �������� ��� �������, ������, �����, ������, ��������������� ���������, ��������.

��������� ������� ��������������� ������������� ������ ����������� � ����������� ������������ �������, �������� ���������� ������� � �����: �������� ������� ������������� ������, � ������� ����, ���������������� ����������, ������������ ����������, ����������� ������-���������� �������.

�������� ����� ���� ������� � � ��������� ��������� ��������� ������������� �������� (����. 1).

������� 1. ������ ����������� (��������), ���������� � �������������� ��������� (�� �. ��. �������� � ��., 1967, � �����������)

������� ������������� ��������������� ����������� (�� ������� ��������)������� ����������� (�� ������ ��������)
0,1 �� (100 ���)� �������������, �������������������, ���������������������
100�10 ������������������������������� (���������������)
20�0,2 ��� (200 ��)������ (��������������� � ����������������)�����������������������
200�1 ����������� ��������������������������������������� (����������-����������������)
����� 1 ���������������������������������-����������

������������������� ���� � ������� ��������� �������� �������������� (������, �����, ��������), ������������� ���� �� ����� ���� �������� (���������, ��������, ������������ ��������) �������� �� ����� ���������� �������������, ������ �� ��������� ������������� � ����������-�������� �������. ������-������������� ������������, ���������� �� ���� �������, ��� ������ ���� ������������ ����� � ���������������. ���, �������, ���������� �� �������� ������������ �������������� � �������� ���������� ���������, � ������� ��������� ��� ����������� ����������� � ��������� ���������.

����������� ����������� ��������������� ������������� ��������, ������������ � ���������, �� ���������, ������������ � ���� ������������ ������� �������� ����������, �� �� ������������ ������������� ������ ����������� ��������. ��� ��� ������� ����������� ������� � ��������� � ����������� ����������, ������� ���������� ����������� ���� �����.

����� �������, ������������� ����������� ����������������� ��������, ������, ��� �������, ������������������, ����������.

����������� ���� ������������� �������������� ����������� ���������� ������-������������� � �������������������� ����. ��� �������������, ��� ��� ��� �������� ������ ����������� ����� ������� ����� ����������� ����������� ������ �� ��������.

� ������ ����� �������� ������������ ���� ������ ��������� �������� ������ �������������� �������������� ����������� �����.

��� ������� ���� ������ ������������� ��������������� ��������������, �������� ������ ���������� ������ ������ ����������� �����.

� ��������� ������������� ���������� �����������-������������, ���������, �������������, ��� ����������������, ������������-�������, ������������������ ������.

����������� ������ ������������� ����������� � ���, ��� ��������� ������ ������������� ������� ����� ������������ � ��� �� ����� ������ ��������� ��� ������� ������ ������������ �������������������� �������.

������������ ������� � ��� ��������� ��� ������, ������������ ��������� �������, ������������ ��� ������������ �������, ���������� ������������� ��� ���������������� ������ ����� � ������� ���������� � �������� �����.

������������ ���������� ������� ������� �������� ������������� ��������, ��� �������� �� ����� �� ���� ����� ��������, ������ �� ���������, ������������������� �� ��� ������� �����, ������� ��������.

������������ �������� �� �����������-������������ ������ ������ ��� � �������� �������� ����������� �������, � ������� ������� ������������ � ������������ � �������������� ��������� ����� ������������� (������������) ����������.

������������ ������� ����������� ������ ����� � �������� ������������� ������������, ��� �������������������, � ������������ ��������� ��������� � ���������� �������������� � ���� ����������.

����� ������������ ��� ���������� ����������� ����������� � ����� ������������� ����������, ��� ������������ ��������������� � ����������� (������������) ������� ���������� � ���� ���������. ������������, ����� �������, �������� ������� ����������������.

� ���� ������������ ������������ ������� ��� ������ ������� � ��� (����� �� �������, �� ���������) ��������� ���������, ������� �������� ���������� �����. � ����������� ������������ ��� ��� ��������� ��������������� � ���������-������ � ����������� ����������� ��������� ���������.

��������� ��������� ��������� � ������������ �����������, ��� � ������ ������������ ��� �������������, �.�. ������������ ������ � ���������� �����������. ����� ��������� � �������� �������� �������� ������ (��� ��������) �������.

��������������� ������������, ����� �������, ������ ������� ����������� ������������.

������������� ����������, ������������� � ��������� ���, �� ��������� ��������������� � ��������� �����������������. ��� ��������� � ����������� �����, ������ ���������� � �������� ������.

���������� ������� �������������� ��������� ��������� ���������� �������, � ������� �������� ��� ������, ��� � � ������ � �������������, �������� (������), �� ��� ����������� �� �������� �������� ���, � ��������� ���, �������������� ��������� ������.

���������� ���� ��������� ���������� ��������� ������ �������������� ������������ ����� � ������������� ������� �� �����������-������������ ������ ����������� �����.

���������� ������������� ���������� � ���������� �������� ����������������� ������� ����������� ��������, ������� � ������������� ���������� ������� (����������). ��������� ���� ������� � ����� ������� ������������ ������, �������� ������������ ���������� ���������� ������.

������������ ������� ������������ ��������� ���������� �����������, ������������� ������ ������� �������, ������� � ����������.

��������� ������������ ������ ����������� ����� �������� ������������ � ��������� � �������, ������� ������������ (� ������������ � ��������� ������������ �����������) � �������� ���������� ������ � ������ ����������, ����������� ���������.

����� �������, �� ��������� ������ ����������� ��������� �������� ������������� ���������� � ����������� ������� � �������. ������������ ������� �� ���� ������ ������ �������������� � ������������ ������� ����� �� ���� ������ ������� �� �����������.

������������ �������� ��������� ���� ������ �������� ����� � �� �������� �� ������� ���������� �� ����������� ������������� � �������� ����� �������, ��� ��������� ����� ������� ���� ������� ����������������. ������������ ��������� ��������� � �������������� �������� ���������� ������������ ������� ������� ������.

��� ��������� ������������ ���� ���������, �������������� ��� ������ � ������������ ���������� �������� � ������ �����, ������������� ������, ������� � ������.

� ���� ���������� � ������������ �������� ������� ����� ���������� ���������� �������������� ���������� � ������������� ��������� � ��������, �� ������ �������� ����������� ������� ���������� ������� ����.

������������ �������� ������������-�������� ������ ������ ��������� � ������������ ������ ������ ����. ����������� ������ � ��������� ���������� ��������� �������� ���������, ������������� � �������� �������� ����������� ��� �������� ��������� ������ ���������� ���������.

��������� � ���� ����������� ���������������� ����������� ������������ ����� �������� ������������ �������.

�������� �� �������� ��������� ������������ ������������ ��������, �����, ��� ����������� �������, ��������� ����������� ������, ������������ �����, �������� � ����������� �������� ���������� ���������, ������� ������������ ������������ ������� �� ������ ������.

��������� ������ ���� �������� ���������� � ���������� ������������� ������������ (������, ������ ����, ��������������� �������) � ��������������� � ����������� ������ �����.

� �������� ����������� ������������� �������� �� ������������ ���������� ���������� ������ ��������������� ����� ���������� ����������, ���������� �� ������� ���������� � ������������, ������� ������ ������������ �������� ������������������� (�������������) ������.

������������ ������� �� ��������������� ������ ������������ �������� ������� � ������������� �������. ������� ���� � ���� ������������ � ������� ����������� ����� ����������. ����������� � ��� �������� � ������������ � �������������� ����� �������.

������������, ���������� �� �������� ������� � ��������������� ������������ ����� �����, ���������� �� ������� � ������ �������� � ������� ��������������� �����, ��� ��������.

����������� ���� ������ �������� ��������� ������������� �������, ��� ������� ���������� �������� �, �������������, ���� ������������� �����. ���� ������������ ������� � ������� �� ���������� ������� ��������, ��� ��� ����� �������������, ����� ���� ������������� ������ � ������ ������� ������������� ��������.

� ������������� ������������� �� �����������-������������ ������ ������� ������������ ������ ����� �������� � ���� ������� ���������������� � �������� ����������� ������������. ������ ���� ���������� ������ ������� � ��������������, ������������ � �������������� ����������� ������������� �� ���� ������ �������.

�� ���������������� ������ ������������� ����������, ����������� � �����, ������������� � �������� ��������� � ������� ���������. ����������� ����� ������� ������� ���������� ��������� �������� ������������� ������.

�� ������������-������� ������ ������������ ������������ �������� ���������, ����������� � �����������-�������������, ���������� � ����������������� �������.

������������� ���� ������������������� ������ ������� � ����������� ��������� ���������� ������ �����, ��������������� � ����������� ���������� � ������������ ����� ��������. ������ ������������� ������ ����� ��������� �������� �� ������������ �� �������.

������������� ������ �������� ����� ��������� ������������� ��������, ������������ ����������� �������� �������� �������. ������� �������� ��� ���� ������� ������������ ��������� � ������� ���������������� � �� �����, ������, � ���������� ������������� � ���� �� ���������� ��������.

���������� ������� ������� ����� �� ������ ������� �� �����������

����� ������������� ���� ������� ������������, �������������������, �����������-�������������� ����������, ������������������ �������������� ������������� � ������ ������� ����, ������, �����, ���������, ������������, ����������, ����� �������, �� ���� �������.

������ � ��� ����� ��������, ��� ������� �������� � ��������, ����� ��������� ���� � �������������� ������ �, ��������, � ����������. ��������, ������, ������, ��� � ��� �������� ��������, ������������ ����� ��� �������. �������������, �������� ������������ ����� ������������ �����.

� ������ �������, �������� ������, ������������� ����� ���������, �������� �� ��������. ������ ���� �������� ������ ���������� ��������� ���������� ������� ���������� ���������.

���������, � ���� �������, ������������ ����� �� ��������� ���������� ���������� ������ �����, � ����������� ����������� ���������� ��������������������� ����������. ����������������������� ������������ � �������� �������� ������ ��������� ������������ ���������� � ���������� ������������� � ���������� ��������������� ���������.

������������ ����� ���������� ���������� �������� ������������. ����������������� ���������� ������������� (������������) ���������� �������� ����������� ������� � �����, ������������ ������������ ������ �������������� �������� � ��������.

� ������ �����������, ����������� ����, ������� �������������� ������������ � ������ ���������� ������������� ��� ������������� ����� �������������� �� ������ ������ ��� ���������, �� � ����� � �����.

����������� ����������� � ����� ��� ���� �� ������� ������ ������� � ���������, �������� ��� � �������������� ��������� ����������. �� ����� ���� ������������ ����� ��������, ���������� ��������� ��������, ������������� ������������ ��������� ���� �������.

������������ ���, ����������� ������������ �������� ������ �� ���� ����������� ��������� ������������ � �������������� ��������, ���� ������ ����� ��������� � ����� � �������� ����������, ��������� ����������� ������ � ���������, ��������� ������������ � ����������� �� ����������� ��������� � ��� �������, �������������� ������������ ���������� �������� �� ���� ������� �����.

����������� ������������ ������ �������� ������������ �������� ������ ������� ����������� ����� �������, �������������, ������ ���������� �� ����������, �.�. ����������� � ���������� ������.

������������ �������� � ���������� ����� ������� ���, ��������� ����� � ���������� ������, ����������� �� ������������� ������ � ����� ������. ������ � ��� ����������� � ������������� ��������� � ��� ����������� ��������������� � ��������� �������� ��������� ������������ ���������� �����������.

������� ��������������� ����� ��������� ����� � ������ ���������� �� ������� ������������ �������� ���� ������� �, �������������, ��� ������������ �������, ������� � ���� �������.

�� �����������-������������ ������ ��� ������� ������� ���, ��������� � ������, ���������������� � ����� ������� �������������� ����, ������������-������� � ��������� � �������� �� ����������, ���������� � ������� ����������, ������������������ � ������������ ������� ������, ���������� ����������, ����������, �����������.

����� ��������������� ��������� �� ������ ����������, ������� � ��������������� � ��������������� ���������. ��������� ������������� ���������� �������� � ��������� ����������� ������.

������� ����������, ������, ��� �� ����� ������������ ��� ����������� ����� ������������ ����� �������� �� �������� ������� �� ��������� ����������.

����������� �������������� ���������� ���������� � ������������� ���������� � �������� �� �������� ���������� ����, ��� ��� �������� ������������������� ���������. ������, ������� ������� ��� �������, ������� ����������������� ����������� ����� � �����������.

������������������ ������� ���������� ������� ���������� ��������, �.�. ��������� ������ �� ��������� ������������������ ����������. �������� ������������� ��������� �������������� ��������� ������� ������� � �������, ���������� ����� ��������� �������. �������� � ������������������ �������� �������������� ������������ �������, � ����� � ��� �� �������� ��������������.

������ ����� ������������� ������ � �����������. ��� ����������� � ���, ��� ��������� ��������� � ���� �������� ������������ � ������� ���� ���������� ����� ������� � � ������� � �� ������������ ����������. � ����� �������� ������� �������� ��� ���������� ���������, ����������� ��������� ��������������, � �������� ������� ������������� ����� ����������.

� ������ �� ����� �������� �������� ����� ����� ����������� ���������� ����������� ��������, ������ � ����� �������� �������� ����������� ���������������, �.�. ������������ ���������� ������������� ��������� ����������. � ������� �������������� ������� ���������� ���������� ����������������� � �������� ������������� �������� (����������� ������� ).

���������� ���� ������� �������� ����� ������������� �������, ��� �����, ������, ��������, ���������, �����������. ���� �� ������� ����������� � ��������������� ����������� ���������.

� ������ ���������� ����� ��� ������� ������� ����� ������������ ���������� ��� ������.

� ���� ������������� ���� ���������� �� �������, ����������� ��� ������������������ ������������� ������, ������������ �������� ������������� �������� �������������� ������� ������� ����������� ����� � ��������� ��� ��� ������������� ��������� � ���������. ��������� ��������� ���������� ������� �������� ����� �������, ����������� ����� �� ������� ��� ��� ����� 3,5 ����. ���.

����������� ���������� ������������� ��������������� � �����. ������������� ������� ��������

�� ������� ����� ������ ������� ����� ����������� ���������� �����, ��� ����������� ������������� ��� � �������� ������������� ������� �������� � ���������� ��������.

��� ��������, ��� ��� �� ������������� ���������, � � ������ ������� ������������ ����������, ���������, ������������, ���� ������������ ���������, ���������� � ���� ����������� ����������, ������������ ������������. ������������, ������, �� ����������������� ����� ��������� ����� �������.

������������ ����� �������� ��������� ���� �� ��, ��� ������ ������������ �������� �������������� ���� Homosapiens, �.�. ������������, ����������� ������� �������������, � �� �������������� ��������.

������� �������� ���������� � ������� ������������� ����. ���� ��� ����������� � ���������� �� ���������� ������� ����� ������� ������� ���������� �� ������������� �������, ����� ����, �� ������������ ����� ������ �������� �� ���� ������ �������.

������������ ���������� ������������, �� ������������ ��������� ��������. ��������� ��������� ������������� ����������������� ������������� ��������� ������������ �� ��������������� ������������� ����������, ������� ���������� ��� ������������� ����������.

�������������� ����������, ���������������� � �������� �������� �����, ��������� ������ ���� � ��������� ��������. ������� ������������� ������� �.�.

����������� �����, ��� �������������� � ���������� �������� �������� �� �������� ������� �����, � ������ �� �������������� � ���������� �������� ���������� � ����������������� � ���������� �������� ������� �����. �� ��� ������, ������� ������ �������������� � ���� ������� ��������.

�������� ����� � ����� �� �� ������ ������� � ��������� ������������ ��������, ������������� � ���� ������������� � ����������. �������� ��������������� ����������� � �������������� � �������� ������ ����������� ��� ������� ��������� � ��������� ��������� ��� ������ ���������� ������ �������.

������������ ������������� �������������� �������� ��, ��� ��� ����������� � �������� ������������� �������� ������� ������������� ��������. ������������� �������� � �������������� ����������� � ��������� ��������, � �� ����������� ��������������� ���� � ����������� ��������� ������ ���������������� � ��������.

������ � ��� ��� �������� � ���������� ����� �� ���� ����������, ������������� � ������������� ��� ��������� ��������� �������������� ���� ����� �������.

� �������� ������� ��������� � �������� ��������, ������� � �������� ����� ��������������� ������������� ��������� ������� ������� ����������� ����� � �����������-�������������, ����������, �����������������, ������������-��������, �������������������.

��������� ��������� ����� � � ��������� ����� ���������� � ���������� �������, ������������� ������������, ������������ ������� ������� ���, ������ �����, �������� � ��������� ���� ������������� ������. ������ ��������� �������� � ���������� ����� ������������ ����� ������� ����� ���� ��������� ������������� ������� � ���������������.

� ����� ������ ����� ����� ����������� ����������� ������������ ������������� ����� ����� ���������� ������������� �������������� ���������� � ��������� ����� ����� ���� �������.

������������� �� �������� ������������ ������������ ��������, ������������� ����, ������������� � ��������� ������������ ��������� ���������� � �����������-������������� ����� ������ ������������� (��������, �� ������� �� ��������� ������ � ������ ����� ���������� ������������ �, �������������, �������������� �������������).

���������� � ��� ���������, �� ��� ���� �������������������� �����������, ����������� ������������������ ������� �������� ��������, ��������� �� ���������� ���� �������� � ������������� ������� ����������������� �����.

������� ��� ��������������� �������� ������������� �����, ������������ ����������� ������� ������ �� ��� ������ ��������������� ��������� � ���������.

� ������� ������� ��� ������� � ���, ��� � �������� ����������� �������������� � ����������� ������������ ����������� ������������ �� �������� ����������� �� ����� ����������� �����, ��� ��� ����������, ���� � ����������� ����� ������, ���������� ������������� ������ ����� ����������� ��������, ������ �������������� ����������.

����������   ..  221  222  223   ..

Источник: https://zinref.ru/000_uchebniki/00500biologia/000_lekcii_biologia_04/222.htm

Иерархическая система жизни. понятие об уровнях организации

Иерархия уровней организации

Мир жизни представляет собой СИСТЕМУ, которой свойственна ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ. Под системой в науке понимают единство, составленное из значительного числа элементов, которые находятся в закономерных отношениях и связях друг с другом.

Главные биологические категории – геном (генотип), клетка, организм, популяция, биогеоценоз, биосфера –представляют собой СИСТЕМЫ. Иерархической называется система, элементы которой расположены в порядке от высшего к низшему.

Так, биосфера слагается из биоценозов (экосистем), представленных популяциями организмов разных видов, совокупность родственных видов образует род, совокупность родов – семейств и т.д.

С другой стороны, популяции представлены особями, тела которых имеют клеточное строение, а жизнедеятельность клеток находится под контролем взаимодействующих друг с другом генов. Иерархический принцип организации предусматривает наличие в системе УРОВНЕЙ, самостоятельных по происходящим в них процессам, но связанных общностью главной решаемой задачи.

В биологии и медицине вплоть до настоящего времени широко используется классификация УРОВНЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО, ориентированная на многоклеточный организм (Г.Ч.Браун,- 20-е годы ХХ в.; Р.Джерард, Н.А.Наумов, А.Б.Новиков, – 40-е г.; В.И.Кремянский, К.М.Хайлов – конец 50-х и др.).

Основное значение СИСТЕМНОГО ПОДХОДАдля биологии состояло в том, что он содействовал началу критического пересмотра МОНОЦЕНТРИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ ЖИЗНИ (организмоцентризма; видоцентризма)и открыл пути к ПОЛИЦЕНТРИЧЕСКОМУ мышлению, которое все системы живой природы(уровни) рассматриваются как ее РАВНОЗНАЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

Это, в свою очередь, создало возможность СИНТЕЗА знаний об уровнях организации биологической реальности:

· Лежащих ниже вида(модель эволюционной теории; классическая и молекулярная биология)

· Лежащих выше вида(модель экологических дисциплин).

Объединение этих моделей – дело будущего.

В классификации, ориентированной на многоклеточный организм, выделяемые уровни соответствуют важнейшим, прежде всего с точки зрения функциональной морфологии и патологии, структурам или частям многоклеточного организма, которые, к тому же, являются в разных дисциплинах объектами изучения. Это объясняет, почему выделяемые уровни коррелируют как с размерами структур, так и с разрешающей способностью методов, прежде всего морфофункциональных, биохимических и биофизических, которыми широко пользуются биологи и врачи (табл.1).

Таблица 1. Уровни организации (изучения), выделяемые в многоклеточном организме (по Э.де Робертсу и др., с изменениями)

Размеры объекта Объект изучения Уровень организации (по объекту изучения) Уровень организации (по методу изучения)
0,1 мм (100 мкм) и более Организм, органы Организменный, органный Анатомический
100-10 мкм Ткани Тканевый Гистологический (светооптический)
20-0,2 мкм (200 нм) Клетки, эукариотичесике и прокариотические Клеточный Цитологический
200-10 нм Клеточные компоненты Субклеточный Ультраструктур (электронно-микроскопический)
10-1 нм биополимеры Макро-молекулярный Физико-химический

Взаимопроникновение идей и методов различных областей естествознания (физики, химии, биологии), возникновение наук на стыке этих областей (биофизика, биохимия, молекулярная биология) привели к расширению классификации, вплоть до выделения молекулярного и атомарно-электронного уровней. Их введение не изменяет главного принципа классификации – ориентации на отдельно взятый организм, что не охватывает всего многообразия жизненных явлений.

Возможность исследовать фундаментальные биологические процессы на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях, использование их результатов для создания лечебно-диагностических технологий не является единственной чертой биологии второй половины ХХ в.

Практические перспективы обеспечивают интерес к процессам в сообществах организмов – популяциях, экосистемах. Это также нашло отражение в современных вариантах приведенной раньше классификации, в которую стали включать видовой, биогеоценотический и биосферный уровни.

В результате появилась система, которая формально состоит из суборганизменных, организменных и надорганизменных уровней.

Сформулированным подходам отвечает классификация УРОВНЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ КАК ОСОБОГО ПРИРОДНОГО ЯВЛЕНИЯ, в основу которой положена идея об ОБЪЕДИНЯЮЩЕЙ РОЛИ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА.

В этой классификации обозначены:

· Молекулярно-генетический

· Клеточный

· Организменный (онтогенетический)

· Популяционно-видовой

· Биогеоценотический (экосистемный) уровни (н.В.Тимофеев-Ресовский, 1958-1961).

Ее особенность заключается в том, что отдельные уровни определяются на основе выделения для каждого из них только ему присущих ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЕДИНИЦЫ и ЭЛЕМЕНТАРНОГО ЯВЛЕНИЯ.

ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА – это структура (объект), закономерные изменения которой, обозначаемые как ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ЯВЛЕНИЕ, обусловливают специфический для соответствующего уровня вклад в процесс эволюции, т.е.

в решение глобальной биологической задачи сохранения и развития жизни.

Соответствие выделяемых уровней узловым моментам эволюционного процесса, вне которого не стоит ни одно живое существо, делает их неформальными, распространяющимися на всю область жизни – от доклеточных форм и прокариот до млекопитающих и человека.

Элементарной единицей на МОЛЕКУЛЯРНОГЕНЕТИЧЕСКОМ уровне служит ГЕН – фрагмент молекулы НК, в котором записан определенный в качественном и количественном отношении объем генетической (биологической) информации.

Элементарное явление заключается в феномене КОНВАРИАНТНОЙ РЕДУПЛИКАЦИИ гена, что означает его самовоспроизведение с ограниченным, но закономерно случающимся искажением закодированной в гене информации.

Путем репликации ДНК происходит копирование (тиражирование) генетической информации, чем обеспечивается сохранность и преемственность, иными словами, консерватизм свойств организмов определенного вида в ряду поколений.

Время от времени в силу ограниченной устойчивости к внешним воздействиям (тепловые колебания, ультрафиолетовое и ионизирующие излучения, химически агрессивные свободные радикалы) или вследствие ошибок синтеза, рекомбинации структура молекул ДНК нарушается, вследствие чего генетическая информация изменяется. В последующих репликациях ДНК-нарушения воспроизводятся в молекулах-копиях и наследуются клетками и организмами следующих поколений, чем обусловлена лабильность свойств живых форм.

Указанные нарушения, известные в генетике как генные (истинные) мутации, возникают и тиражируются закономерно, что делает процесс репликации ДНК конвариантным, т.е. с изменениями.

Благодаря феномену конвариантной редупликации на молекулярно-генетическом уровне обеспечиваются два непременных условия эволюции – НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ и МУТАЦИОННАЯ ( по Ч.Дарвину, неопределенная или индивидуальная) ИЗМЕНЧИВОСТЬ.

Биологическая информация ДНК (геном, генотип) не участвует в процессах жизнедеятельности непосредственно, но только будучи перенесенной на белок («первичный» фенотип). Учитывая, что естественный отбор происходит по фенотипам особей, такой перенос информации является необходимым условием эволюции.

Он осуществляется благодаря механизму матричного синтеза, в котором ДНК выполняет функцию матрицы, но уже для образования молекулы-посредника и (м) РНК, контролирующей образование белка.

Отмеченное дает основание рассматривать матричный синтез информационных макромолекул (ДНК, РНК, белки), как принципиальный момент в ряду элементарных явлений МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО уровня.

В реализации генетической информации ДНК в конкретные проявления жизнедеятельности синтез белков представляет собой лишь первый шаг. Он, также как и репликация ДНК, требует для своего осуществления надлежащего морфологического, вещественного (субстратного) и энергетического обеспечения.

Структурной, функциональной и генетической основой процессов жизнедеятельности является КЛЕТКА, представляющая собой элементарную единицу КЛЕТОЧНОГО УРОВНЯ. Для выполнения своих функций клеткой простейшего микроорганизма микоплазмы требуется порядка 100, а клеткой млекопитающего – примерно 10 тыс.

биохимических превращений. Несмотря на различия в объеме выполняемой химической работы, в основе жизнедеятельности клеток обоих типов лежит согласованное по времени и объему сопряженное функционирование потоков информации, энергии и веществ.

В таком сопряжении и состоит элементарное явление клеточного уровня.Клетка представляет собой биологическую структуру в одно и то же время необходимую и достаточную, чтобы жизнь существовала и развивалась во всей ее полноте.

В силу этого элементарное явление клеточного уровня служит биоинформационной, энергетической и вещественной предпосылкой процессов жизнедеятельности на всех других уровнях организации.

Элементарной единицей ОРГАНИЗМЕННОГО (ОНТОГЕНЕТИЧЕСКЕОГО) уровня является ОСОБЬ, рассматриваемая во времени, т.е. как ее онтогенез.

Закономерные видоспецифичные изменения в продуктивную фазу индивидуального развития составляют элементарное явление онтогенетического уровня.

Эти изменения обеспечивают рост организма, дифференциацию его частей и одновременно интеграцию развития в целостный процесс, морфофункциональную специализацию клеток, тканей и органов.

Благодаря онтогенезу, происходящему в определенных условиях среды, наследственная информация воплощается в структуры и процессы. На основании генотипа формируется фенотип особи.

Элементарной единицей ПОПУЛЯЦИОННО-ВИДОВОГО уровня служит ПОПУЛЯЦИЯ – определенная совокупность особей одного вида. Объединение особей в популяцию происходит благодаря общности гено(алело)фонда, используемого в процессе полового размножения для создания генотипов особей следующего поколения.

Действие на генофонд популяции элементарных эволюционных факторов (главные из них – мутационный процесс, колебания численности особей в популяции, миграции, естественный отбор, изоляция) приводит к эволюционно значимым изменениям генофонда в ряду поколений, которые соответствуют элементарному явлению на этом уровне.

Организмы одного вида населяют территорию (ареал) с известными абиотическими параметрами (климат, химизм почв и вод, высота над уровнем моря и т.д.) и взаимодействуют с организмами своего и других видов.

В процессе совместного исторического развития (коэволюция) на данной территории из представителей различных систематических групп образуются устойчивые во времени, но динамичные сообщества –БИОЦЕНОЗЫ (ЭКОСИСТЕМЫ), которые служат элементарной единицей БИОГЕОЦЕНОТИЧЕСКОГО (экосистемного) уровня.

Элементарное явление на рассматриваемом уровне представлено вещественно-энергетическими круговоротами и потоками. Ведущая роль в них принадлежит живым организмам.

Биогеоценозы, различаясь по видовому составу и характеристикам абиотической части, представляют собой открытые в вещественном и энергетическом плане системы. В своей совокупности они образуют на планете единый комплекс – область распространения жизни – БИОСФЕРУ.

Рассмотренная система включает уровни, отражающие важнейшие биологические явления, вне которых невозможна эволюция и, следовательно, само существование жизни. Хотя элементарные единицы и явления выделяемых уровней различны, все они тесно взаимосвязаны, решая свою специфическую задачу в рамках единого эволюционного процесса.

С редупликацией (молекулярно-генетический уровень) связаны элементарные основы этого процесса в виде наследственности, мутационной изменчивости, матричного синтеза. Особая роль клеточного уровня состоит в энергетическом, вещественном и информационном обеспечении происходящего на других уровнях.

На онтогенетическом уровне биологическая информация генотипа преобразуется в комплекс фенотипических признаков организма. Возникающий фенотип становится объектом действия естественного отбора.

На популяционно-видовом уровне через механизм отбора и избирательной репродукции организмов определяется эволюционная ценность изменений, относящихся по своему происхождению к молекулярно-генетическому, клеточному или онтогенетическому уровню. При этом проявляется иерархический характер межуровневых отношений.

К примеру, мутационные изменения ДНК в первую очередь сказываются на функциональных параметрах клеток, далее через клеточные механизмы онтогенеза оказывают влияние на ход индивидуального развития, структурно-функциональный итог, которого в виде показателей жизнеспособности и репродуктивного потенциала организма проявляется на уровне популяций.

Специфическая роль биогеоценотического уровня состоит в образовании сообществ организмов, приспособленных к совместному проживанию в известной среде обитания и различающихся по своей роли в природных вещественно-энергетических круговоротах. На этом уровне осуществляется планетарная геохимическая функция жизни.

Уровни, о которых идет речь, отражают структуру эволюционного процесса, одним из результатов которого является ЧЕЛОВЕК.Из этого следует, что типичные для выделяемых уровней элементарные единицы и явления характеризуют и людей, правда, с особенностями в силу их социальной сущности.

В пользу сказанного свидетельствует то, что факторы здоровья и патологии человека распределены по всем уровням.

Воспроизводство из поколения в поколение людей с достаточным генетическим здоровьем обеспечивается элементарными явлениями молекулярно-генетического уровня – тиражированием и передачей от родителей потомству эволюционно выверенной благоприятной информации, тогда как конвариантный характер редупликации (мутации) несет в себе перспективы наследственной патологии.

Благодаря способности клеток к реализации биоинформации в конкретных процессах жизнедеятельности и в организации требуемого взаимодействия организма и среды, устанавливается уровень жизнеспособности, отвечающий критериям здоровья.

Нарушение нормального хода внутриклеточных потоков информации, энергии и веществ, приводит к патологии – клеточным дистрофиям, снижению функционального потенциала.

Зрелый в структурно-функциональном отношении, жизнеспособный, здоровый организм возникает как результат нормального индивидуального развития, тогда как нарушения последнего приводят к уродствам или снижению общей жизнеспособности.

Говоря о вкладе в здоровье онтогенетического уровня, специальное внимание следует уделить старению, которое уже само по себе предусматривает плохое самочувствие (недужность). Здоровье потомства зависит от особенностей генофонда родительской популяции, учитывая наличие в нем неблагоприятных в их фенотипическом проявлении аллелей, составляющих генетический груз. Свою лепту в здоровье на популяционном уровне вносит исторически сложившаяся в популяциях людей система брачных отношений. Первостепенную роль в достижении желаемого уровня здоровья современное здравоохранение отводит условиям и образу жизни, то есть факторам, характеризующим биоценотический уровень. К этому уровню относится большинство из идентифицированных на настоящий момент факторов риска утраты здоровья.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/11_112964_ierarhicheskaya-sistema-zhizni-ponyatie-ob-urovnyah-organizatsii.html

Экология СПРАВОЧНИК

Иерархия уровней организации

Иерархический подход дает удобную основу для подразделения и изучения сложных ситуаций или широких градиентов. Как указывал Новиков (Г оу1ко1£, 1945), эволюция Вселенной характеризуется и непрерывностью, и дискретностью.

Развитие можно рассматривать как процесс непрерывный, поскольку оно состоит ® нескончаемом изменении, но вместе с тем этот процесс дискретен, поскольку развитие проходит через ряд отдельных уровней организации. В гл. 3 будет показано, что организованность жизни поддерживается постоянным, но ступенчатым потоком энергии.

Таким образом, деление ступенчатого ряда, или иерархии, на компоненты во многих случаях искусственно, но иногда такое деление может быть основано на естественных разрывах. Так как каждый уровень в спектре биосистемы «интегрирован», т. е. взаимосвязан с другими уровнями, здесь нельзя найти резких границ или разрывов в функциональном смысле.

Их нет даже между организмом и популяцией. Например, организм, изолированный от популяции, не в состоянии жить долго, точно так же, как изолированный орган не может длительное время сохраняться как самопод-;держивающаяся единица без своего организма.

Подобным же юбразом сообщество не может существовать, если в нем не происходит круговорот веществ и в него не поступает энергия. Тот ¡же аргумент можно привлечь для опровержения уже упоминавшегося неверного представления о том, будто бы человеческая цивилизация может существовать независимо от мира природы.[ …]

Более подробно теория иерархической организации рассматривается в работе Пэтти (РаНее, 1973).[ …]

Рассматриваемый нами принцип можно выразить иным способому исходя из понятия о несводимых свойствах, суть которого заключается в том, что свойства целого невозможно свести к сумме свойств его частей.

Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне; он должен быть изучен непосредственно.[ …]

Для иллюстрации принципа эмерджентности приведем два примера, один из физики, другой из экологии. Водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду жидкость, совершенно непохожую по своим свойствам на исходные газы.

А определенные водоросли и кишечнополостные животные, эволюционируя совместно, образуют систему кораллового рифа, возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий такой комбинированной системе поддерживать высокую продуктивность в водах с очень низким содержанием этих элементов.

Следовательно, фантастическая продуктивность и разнообразие коралловых рифов — эмерджентные свои« ства, характерные только для уровня рифового сообщества..[ …]

Редукционистский подход, преобладавший в науке и технике со времен Исаака Ньютона, дал много полезного. Так, исследования на клеточном и молекулярном уровнях создают прочную .основу для решения в будущем проблем на организменном уровне, например проблем терапии и профилактики рака.

Однако, проводя исследования только на клеточном уровне, мы не получим ответов на вопросы, связанные с благополучием или сохранением цивилизации; для этого необходимо понять высшие уровни организации, чтобы найти решения таких проблем, как из-.

лишний рост народонаселения, социальные беспорядки, загрязнение среды и другие формы «рака» общества и окружающей среды. И холистический, и редукционистский подходы следует использовать в равной мере, не противопоставляя их друг ДРУГУ- Новая наука — экология — стремится к синтезу, а не к разделению.

По-видимому, возрождение холистического подхода по крайней мере частично связано с неприязнью общества к ученому — узкому специалисту, который не может переключаться на решение крупномасштабных проблем, требующих неотложного рассмотрения. Эта точка зрения хорошо изложена в эссе историка Линн Уайт (White, 1980).

В соответствии со сказанным выше мы будем обсуждать принципы экологии на уровне экосистемы, уделяя в то же время достаточно внимания таким подсистемам, как организм, популяция и сообщество, и такой надсистеме, как биосфера. Такова философская основа организации глав настоящей книги.[ …]

К счастью, в последнее десятилетие успехи техники позволили на количественном уровне изучать большие сложные системы, такие, как экосистемы.

Метод меченых атомов, новые физико-химические методы (спектрометрия, колориметрия, хроматография), дистанционные методы зондирования, автоматический мониторинг, математическое моделирование, компьютерная техника послужили необходимыми для этого инструментами.

Техника, разумеется, обоюдоострое оружие: она может быть как средством изучения целостности человека и природы, так и средством уничтожения того и другого.[ …]

Рисунки к данной главе:

Источник: https://ru-ecology.info/post/103664003260002/

Иерархическая система. Уровни организации жизни

Иерархия уровней организации

Живая природа является целостной, но неоднородной системой, которой свойственна иерархическая организация. Под системой, в науке понимают единство, или целостность, составленное из множества элементов, которые находятся в закономерных отношениях и связях друг с другом.

Главные биологические категории, такие, как геном (генотип), клетка, организм, популяция, биогеоценоз, биосфера, представляют собой системы. Иерархической называется система, в которой части, или элементы, расположены в порядке от низшего к высшему.

Так, в живой природе биосфера слагается из биогеоценозов, представленных популяциями организмов разных видов, а тела организмов имеют клеточное строение.

Иерархический принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни, что удобно с точки зрения изучения жизни как сложного природного явления.

В медико-биологической науке широко используют классификацию уровней в соответствии с важнейшими частями, структурами и компонентами организма, являющимися для исследователей разных специальностей непосредственными объектами изучения. Такими объектами могут быть организм как таковой, органы, ткани, клетки, внутриклеточные структуры, молекулы.

Выделение уровней рассматриваемой классификации хорошо согласуется с разрешающей способностью методов, которыми пользуются биологи и врачи: изучение объекта невооруженным глазом, с помощью лупы, светооптического микроскопа, электронного микроскопа, современных физико-химических методов.

Очевидна связь этих уровней и с типичными размерами изучаемых биологических объектов (табл. 1).

Таблица 1. Уровни организации (изучения), выделяемые в многоклеточном организме (по Э. Дс. Робертсу и др., 1967, с изменениями)

Взаимопроникновение идей и методов различных областей естествознания (физики, химии, биологии), возникновение наук на стыке этих областей (биофизика, биохимия, молекулярная биология) повлекли за собой расширение классификации, вплоть до выделения молекулярного и электронно-атомного уровней. Медико-биологические исследования, проводимые на этих уровнях, уже сейчас дают практический выход в здравоохранение. Так, приборы, основанные на явлениях электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонанса, с успехом применяют для диагностики заболеваний и состояний организма.

Возможность исследовать фундаментальные биологические процессы, происходящие в организме, на клеточном, субклеточном и даже молекулярном уровнях является выдающейся, но не единственной отличительной чертой современной биологии. Для нее типичен углубленный интерес к процессам в сообществах организмов, которые определяют планетарную роль жизни.

Таким образом, классификация пополнилась надорганизменными уровнями, такими, как видовой, биогеоценотический, биосферный.

Разобранной выше классификации придерживается большинство конкретных медико-биологических и антропобиологических наук. Это неудивительно, так как она отражает уровни организации живой природы через исторически сложившиеся уровни ее изучения.

В задачу курса биологии медицинского вуза входит преподать наиболее полную характеристику биологического «наследства» людей.

Для решения этой задачи целесообразно воспользоваться классификацией, наиболее близко отражающей именно уровни организации жизни.

В названной классификации выделяются молекулярно-генетический, клеточный, Организменный, или онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический уровни.

Особенность данной классификации заключается в том, что отдельные уровни иерархической системы жизни определяются в ней на общей основе выделения для каждого уровня элементарной единицы и элементарного явления.

Элементарная единица – это структура или объект, закономерные изменения которых, обозначаемые как элементарное явление, составляют специфический для соответствующего уровня вклад в процесс сохранения и развития жизни.

Соответствие выделяемых уровней узловым моментам эволюционного процесса, вне которого не стоит ни одно живое существо, делает их всеобщими, распространяющимися на всю область жизни, включая человека.

Элементарной единицей на молекулярно-генетическом уровне служит ген – фрагмент молекулы нуклеиновой кислоты, в котором записан определенный в качественном и количественном отношении объем биологической (генетической) информации.

Элементарное явление заключается прежде всего в процессе конвариантной редупликации, или самовоспроизведении, с возможностью некоторых изменений в содержании закодированной в гене информации.

Путем редупликации ДНК происходит копирование заключенной в генах биологической информации, что обеспечивает преемственность и сохранность (консерватизм) свойств организмов в ряду поколений. Редупликация, таким образом, является основой наследственности.

В силу ограниченной стабильности молекул или ошибок синтеза в ДНК (время от времени, но неизбежно) случаются нарушения, которые изменяют информацию генов. В последующей редупликации ДНК эти изменения воспроизводятся в молекулах-копиях и наследуются организмами дочернего поколения.

Указанные изменения возникают и тиражируются закономерно, что и делает редупликацию ДНК конвариантной, т.е. происходящей иногда с некоторыми изменениями. Такие изменения в генетике получили название генных (или истинных) мутаций.

Конвариантность редупликации, таким образом, служит основой мутационной изменчивости.

Биологическая информация, заключающаяся в молекулах ДНК, не участвует непосредственно в процессах жизнедеятельности. Она переходит в действующую форму, будучи перенесена в молекулы белков.

Отмеченный перенос осуществляется благодаря механизму матричного синтеза, в котором исходная ДНК служит, как и в случае с редупликацией, матрицей (формой), но для образования не дочерней молекулы ДНК, а матричной РНК, контролирующей биосинтез белков.

Отмеченное дает основание причислить матричный синтез информационных макромолекул также к элементарному явлению на молекулярно-генетическом уровне организации жизни.

Воплощение биологической информации в конкретные процессы жизнедеятельности требует специальных структур, энергии и разнообразных химических веществ (субстратов). Описанные выше условия в живой природе обеспечивает клетка, служащая элементарной структурой клеточного уровня.

Элементарное явление представлено реакциями клеточного метаболизма, составляющими основу потоков энергии, веществ и информации.

Благодаря деятельности клетки поступающие извне вещества превращаются в субстраты и энергию, которые используются (в соответствии с имеющейся генетической информацией) в процессе биосинтеза белков и других соединений, необходимых организму.

Таким образом, на клеточном уровне сопрягаются механизмы передачи биологической информации и превращения веществ и энергии. Элементарное явление на этом уровне служит энергетической и вещественной основой жизни на всех других уровнях ее организации.

Элементарной единицей организма того уровня является особь в ее развитии от момента зарождения до прекращения существования в качестве живой системы, что позволяет также назвать этот уровень онтогенетическим. Закономерные изменения организма в индивидуальном развитии составляют элементарное явление данного уровня.

Эти изменения обеспечивают рост организма, дифференциацию его частей и одновременно интеграцию развития в единое целое, специализацию клеток, органов и тканей.

В ходе онтогенеза в определенных условиях внешней среды происходит воплощение наследственной информации в биологические структуры и процессы, на основе генотипа формируется фенотип организмов данного вида.

Элементарной единицей популяционно-видового уровня служит популяция – совокупность особей одного вида. Объединение особей в популяцию происходит благодаря общности генофонда, используемого в процессе полового размножения для создания генотипов особей следующего поколения.

Популяция в силу возможности межпопуляционных скрещиваний представляет собой открытую генетическую систему.

Действие на генофонд популяции элементарных эволюционных факторов, таких, как мутационный процесс, колебания численности особей, естественный отбор, приводит к эволюционно значимым изменениям генофонда, которые представляют элементарные явления на данном уровне.

Организмы одного вида населяют территорию с известными абиотическими показателями (климат, химизм почв, гидрологические условия) и взаимодействуют с организмами других видов.

В процессе совместного исторического развития на определенной территории организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые во времени сообщества – биогеоценозы, которые служат элементарной единицей биогеоценотического (экосистемного) уровня.

Элементарное явление на рассматриваемом уровне представлено потоками энергии и круговоротами веществ. Ведущая роль в этих круговоротах и потоках принадлежит живым организмам. Биогеоценоз – это открытая в вещественном и энергетическом плане система.

Биогеоценозы, различаясь по видовому составу и характеристикам абиотической своей части, объединены на планете в единый комплекс – область распространения жизни, или биосферу.

Источник: https://mirznanii.com/a/7813/ierarkhicheskaya-sistema-urovni-organizatsii-zhizni

Иерархические уровни организации живой материи

Иерархия уровней организации

I .Молекулярный (молекулярно – генетический) уровень

· начальный (самый низкий) уровень организации живого

· универсален для всех царств живой природы

· с этого уровня начинаются обмен веществ и превращение энергии, изменчивость, передача наследственной информации и др.

· основная масса химических элементов представлена С , Н , N , О – 98 %

· является жизненным субстратом для всех животных , растений , вирусов и представлен :

а ) 20 видами одних и тех же аминокислот , образующих всё многообразие белков

б ) 5 одинаковых азотистых оснований , образующих нуклеиновые кислоты – ДНК , РНКхранение изменение и реализация наследственной информации

в ) липидами ( жирами )

г ) полисахаридами

д ) аденозинтрифосфорная кислота – АТФ – аккумулятор биологической энергии

· выделенные из клеток биологические молекулы являются неживыми

· элементарная единица – ген

· элементарное явление – генетическая конвариантная редупликация ( самовоспроизведение ) ДНК

· механизм осуществления элементарного явления – матричный синтез

· обуславливает возможность некоторых изменений информации гена – генные мутации

II .Субклеточный уровень

· элементарная структура – клеточные компоненты – органоиды

· элементарное явление – функциональная активность органоидов

III . Клеточный уровень

· Клеткаэлементарная самостоятельная структуро-функциональная единица, характерная для всех живых организмов ( прокариот и эукариот ), единица размножения и развития

· в структуре и функция клеток растений и животных нет принципиальных различий

· с этого уровня начинается жизнь ( возможность матричного синтеза биополимеров)

· обеспечивает структуры , процессы , энергетику и химические субстраты для реализации генетической информации

· элементарное явление – реакции клеточного метаболизма – основа потоков энергии, вещества и информации , которые возможны только на клеточном уровне

· характерная особенность клеточного уровня – специализация клеток и раздражимость

· клеточный уровень у одноклеточных организмов совпадает с организменным

IV . Тканевый уровень

· Тканьсовокупность клеток и межклеточных элементов с одинаковым типом происхождения и организаци ( строения , размеров , расположения и функций )

· возник в ходе эволюционного развития вместе с многоклеточностью

· у многоклеточных организмов образуется в процессе онтогенеза как следствие дифференциации клеток

· ткани сходны на уровне многоклеточных животных – 5 основных тканей и растений – 6 основных тканей

· совместно функционирующие клетки , относящиеся к разным тканям , образуют органы

V. Органный уровень

Орган – структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей ( часть многоклеточного организма , выполняющая определённые функции

· у более совершенных организмов имеются системы органов

VI .Организменный уровень

· элементарная структура – особьэлементарная единица жизни(представлена одноклеточными и многоклеточными организмами растительной и животной природы)

· происходит от одного зачатка (зиготы , споры , части другого организма)

· элементарное явление – закономерное изменение организма в процессе индивидуального развития (онтогенеза) – рост , дифференциация , интеграция частей , возможные только на этом уровне

· воплощение фенотипа на основе генотипа (декодирование и реализация наследственной информации)

· существует в виде огромного разнообразия форм (более миллиона видов животных и около 500 тысяч видов растений)

· вне особей жизни в природе не существует

· осуществляется саморегуляция гомеостаза с помощью нервной и эндокринной систем

· подвержен действию эволюционных и экологических факторов

VII . Популяционно-видовой уровень

· элементарная единицапопуляциясовокупность свободно скрещивающихся особей одного вида образующих относительно изолированную самовоспроизводящуюся , территориальную открытую генетическую систему надорганизменного порядка

· популяция – элементарная единица эволюционного процесса (в ней начинаются процессы видообразования)

· Вид совокупность популяций , занимающая определённый ареал , особи которых способны к скрещиванию с образованием плодовитого потомства ( генетически стабильная система )

VIII .Биогеоценотический уровень (экосистемны )

· элементарная структура –биоценозисторически сложившиеся , устойчивые сообщества популяций разных видов , связанных между собойи окружающей неживой природой обменом веществ , энергии и информации (биогеоценоз в случае учёта физических факторов)

· на этом уровне осуществляются вещественно-энергетические круговороты , связанные с жизнедеятельностью организмов (элементарное явление)

· биогеоценозы составляют биосферу и обуславливают все процессы , происходящие в ней

IX .Биосферный уровень (глобальный)

· Биосферачасть атмосферы , литосферы и гидросферы , занятая живыми организмами или следами их деятельности

· самый высокий уровень организации живого ( живых систем )

· объединяет все вещественно-энергетические круговороты в единый глобальный , планетарный круговорот веществ и энергии

Общие замечания

· на всех уровнях жизнь представляет из себя открытую систему , условием существования которой является непрерывный поток энергии и материи

· для молекулярного и субклеточного ( надмолекулярного ) уровней окружающей средой является внутренняя среда клетки

· для клеток , тканей и органов – внутренняя среда организма (внешняя живая и неживая среда на этих уровнях воспринимается опосредованно , т.е. через изменение внутренней среды)

· для организмов и их сообществ среду составляют другие организмы и условия неживой природы

· между различными уровнями организации живого существует диалектическое единство ( при переходе от одного уровня к другому связан с сохранением функциональных механизмов предшествующих уровней и сопровождается возникновением новых структур и функций )

· представление о биологической форме существования материи складывается только при комплексном изучении явлений жизни на всех уровнях



Источник: https://infopedia.su/17x6e4d.html

Иерархические уровни организации жизни. Элементарные единицы, элементарные явления и проявления главных свойств жизни на различных уровнях ее организации

Иерархия уровней организации

1.Молекулярный уровень. Он представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке. Компоненты:

Молекулы неорганических и органических соединений

Молекулярные комплексы

Основные процессы:

Объединение молекул в особые комплексы, осуществляющие кодирование и передачу генетической информации.

2.Клеточный уровень. Основная единица – клетка, является самостоятельно функционирующий биологической единицей. Отдельные органоиды в составе клетки имеют характерное строение и выполняют определенную функцию. У одноклеточных организмов все жизненные процессы проходят в одной клетке.

У многоклеточных организмов одна клетка не может существовать как отдельный организм, но она является элементарной структурной единицей организма. Только на этом уровне возможны реализация генетической информации и процессы биосинтеза.

Для одно­клеточных организмов этот уровень совпадает с организменным;

3.Тканевой уровень. Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью.

У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). На этом уровне происходит специализация клеток. Компоненты: Клетка — основной структурный компонент организма.

Из клеток образованы ткани и органы многоклеточного организма.Основные процессы:специализация клеток, их дифференцировка.

4.Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл.

У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей.

Для позвоночных характерна цефализация, заключающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.

5. Организменный уровень. Он представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий. Компоненты:

Клетка — основной структурный компонент организма. Из клеток образованы ткани и органы многоклеточного организма. Основные процессы:

· Обмен веществ (метаболизм)

· Раздражимость

· Размножение

· Онтогенез

· Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности

· Гомеостаз

6.Популяционно-видовой уровень Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций. Компоненты: Группы родственных особей, объединённых определённым генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой. Основные процессы:

· Генетическое своеобразие

· Взаимодействие между особями и популяциями

· Накопление элементарных эволюционных преобразований

· Осуществление микроэволюции и адаптация к изменяющейся среде

· Видообразование

· Увеличение биоразнообразия

7.Биогеоценотический уровень. Он представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни. Компоненты:

· Популяции различных видов

· Факторы среды

· Пищевые цепи, потоки веществ и энергии

Основные процессы:

· Биохимический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь

· Подвижное равновесие между живыми организмами и абиотической средой (гомеостаз)

· Обеспечение живых организмов условиями обитания и ресурсами (пищей и убежищем)

8.Биосферный уровень. Онпредставлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой. Компоненты:

· Биогеоценозы

· Антропогенное воздействие

Основные процессы:

· Активное взаимодействие живых и неживых веществ планеты

· Биологический глобальный круговорот веществ и энергии

· Активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы, его хозяйственная и этнокультурная деятельность

Биологические (живые) системы – особый этап развития и формы движения материи. Общая теория систем, теория биологических систем. Организация открытых биологических систем в пространстве и во времени (хронобиология).

Живые системы – особый этап развития и форма движения материи. Их основные свойства: специфический химический состав, пространственно-временная организация, обмен веществ, энергии и информации, саморегуляция и гомеостаз, самовоспроизведение, наследственность, изменчивость, развитие, раздражимость, движение.

Живая система – открытая, саморегулирующаяся, самовоспроизводящаяся система.

Элементами клетки как целостной системы являются молекулы, ее части и органоиды, связанные между собой; элементами организма – клетки, ткани, органы и системы органов; элементами вида – особи и популяции; элементами биосферы – все живые организмы, связанные со средой обитания и образующие биогеоценозы.

Основы концепции общей теории систем были заложены в середине прошлого столетия Людвигом фон Берталанфи. Именно он разработал общую теорию систем. Она охватывает все объекты природы и общества.

Теория выделяет биологические, социальные, космические, физические, экономические и прочие системы, объединяющиеся в три крупные категории: микромир, макромир и мегамир.

К микромиру относятся элементарные частицы и атомы, к макромиру — все, от молекул до океанов и материков, к мегамиру — космические объекты. Макромир включает и живые системы.

Открытые биологические системы – это совокупность постоянно взаимодействующих живых элементов, выстроенная в определенном иерархическом порядке и открытая в той или иной степени для обмена с окружающей средой. Признаки: Единый химический состав. Все природные объекты построены из одних и тех же молекул.

Наследственность — свойство передавать особенности строения и функционирования из поколения в поколение. Изменчивость — свойство приобретать в течение жизни новые характеристики и навыки. Рост и развитие. Представляют собой направленное необратимое изменение. Выделяют индивидуальное и историческое развитие живых систем, называемые онтогенезом и филогенезом соответственно.

Раздражимость (рефлексы, таксисы) — свойство реагировать на стимулы и изменения окружающей среды. Дискретность. Любая живая система состоит из отдельных, но взаимодействующих элементов, образующих иерархическую структуру. Саморегуляция. Существуют внутренние механизмы поддержания гомеостаза, способствующие выживаемости системы.

Саморегуляция основана на принципе отрицательной обратной связи. Ритмичность. Усиление и ослабление различных процессов через равные промежутки времени.

Источник: https://cyberpedia.su/11x5720.html

1.7. Иерархическая система. Уровни организации жизни

Иерархия уровней организации

Живаяприрода является целостной, но неоднороднойсистемой, которой свойственна иерархическаяорганизация.Под системой,в науке понимают единство, или целостность,составленное из множества элементов,которые находятся в закономерныхотношениях и связях друг с другом.

Главные биологические категории, такие,как геном (генотип), клетка, организм,популяция, биогеоценоз, биосфера,представляют собой системы. Иерархическойназывается система, в которой части,или элементы, расположены в порядке отнизшего к высшему.

Так, в живой природебиосфера слагается из биогеоценозов,представленных популяциями организмовразных видов, а тела организмов имеютклеточное строение.

Иерархическийпринцип организации позволяет выделитьв живой природе отдельные уровни,что удобно с точки зрения изучения жизникак сложного природного явления.

Вмедико-биологической науке широкоиспользуют классификациюуровней всоответствии с важнейшими частями,структурами и компонентами организма,являющимися для исследователей разныхспециальностей непосредственнымиобъектами изучения. Такими объектамимогут быть организм как таковой, органы,ткани, клетки, внутриклеточные структуры,молекулы.

Выделение уровней рассматриваемойклассификации хорошо согласуется сразрешающей способностью методов,которыми пользуются биологи и врачи:изучение объекта невооруженным глазом,с помощью лупы, светооптическогомикроскопа, электронного микроскопа,современных физико-химических методов.

Очевидна связь этих уровней и с типичнымиразмерами изучаемых биологическихобъектов (табл.1.1).

Таблица1.1. Уровняорганизации (изучения), выделяемые вмногоклеточном организме (по Э. Дс.Робертсу и др.,1967, сизменениями)

Размеры объекта

Объект изучения

Уровень организации (по объекту изучения)

Уровень организации (по методу изучения)

0,1 мм (100мкм) и

более

Организм, органы

Организменный, органный

Анатомический

100—10 мкм

Ткани

Тканевый

Гистологический (светооптический)

20—0,2 мкм (200 нм)

Клетки (эукариотические и прокариотические)

Клеточный

Цитологический

200—1 нм

Клеточные компоненты

Субклеточный

Ультраструктурный (электронно-микроскопический)

Менее 1 нм

Молекулы

Макромолеку-лярный

Физико-химический

Взаимопроникновениеидей и методов различных областейестествознания (физики, химии, биологии),возникновение наук на стыке этих областей(биофизика, биохимия, молекулярнаябиология) повлекли за собой расширениеклассификации, вплоть до выделениямолекулярного и электронно-атомногоуровней. Медико-биологические исследования,проводимые на этих уровнях, уже сейчасдают практический выход в здравоохранение.Так, приборы, основанные на явленияхэлектронного парамагнитного и ядерногомагнитного резонанса, с успехом применяютдля диагностики заболеваний и состоянийорганизма.

Возможностьисследовать фундаментальные биологическиепроцессы, происходящие в организме, наклеточном, субклеточном и даже молекулярномуровнях является выдающейся, но неединственной отличительной чертойсовременной биологии. Для нее типиченуглубленный интерес к процессам всообществах организмов, которыеопределяют планетарную роль жизни.

Таким образом,классификация пополнилась надорганизменнымиуровнями, такими, как видовой,биогеоценотический, биосферный.

Разобраннойвыше классификации придерживаетсябольшинство конкретных медико-биологическихи антропобиологических наук. Этонеудивительно, так как она отражаетуровни организации живой природы черезисторически сложившиеся уровни ееизучения.

В задачу курса биологиимедицинского вуза входит преподатьнаиболее полную характеристикубиологического «наследства» людей.

Длярешения этой задачи целесообразновоспользоваться классификацией, наиболееблизко отражающей именно уровниорганизации жизни.

Вназванной классификации выделяютсямолекулярно-генетический, клеточный,Организменный, или онтогенетический,популяционно-видовой, биогеоценотическийуровни. Особенность данной классификациизаключается в том, что отдельные уровнииерархической системы жизни определяютсяв ней на общей основе выделения длякаждого уровня элементарнойединицы иэлементарногоявления.

Элементарнаяединица— этоструктура или объект, закономерныеизменения которых, обозначаемые какэлементарное явление, составляютспецифический для соответствующегоуровня вклад в процесс сохранения иразвития жизни.

Соответствие выделяемыхуровней узловым моментам эволюционногопроцесса, вне которого не стоит ни одноживое существо, делает их всеобщими,распространяющимися на всю областьжизни, включая человека.

Элементарнойединицей на молекулярно-генетическомуровне служитген— фрагментмолекулы нуклеиновой кислоты, в которомзаписан определенный в качественном иколичественном отношении объембиологической (генетической) информации.

Элементарное явление заключается преждевсего в процессе конвариантнойредупликации,или самовоспроизведении, с возможностьюнекоторых изменений в содержаниизакодированной в гене информации.

Путемредупликации ДНК происходит копированиезаключенной в генах биологическойинформации, что обеспечивает преемственностьи сохранность (консерватизм) свойстворганизмов в ряду поколений. Редупликация,таким образом, является основойнаследственности.

Всилу ограниченной стабильности молекулили ошибок синтеза в ДНК (время отвремени, но неизбежно) случаютсянарушения, которые изменяют информациюгенов. В последующей редупликации ДНКэти изменения воспроизводятся вмолекулах-копиях и наследуются организмамидочернего поколения.

Указанные изменениявозникают и тиражируются закономерно,что и делает редупликацию ДНК конвариантной,т.е. происходящей иногда с некоторымиизменениями. Такие изменения в генетикеполучили название генных(или истинных) мутаций.

Конвариантность редупликации, такимобразом, служит основой мутационнойизменчивости.

Биологическаяинформация, заключающаяся в молекулахДНК, не участвует непосредственно впроцессах жизнедеятельности. Онапереходит в действующую форму, будучиперенесена в молекулы белков.

Отмеченныйперенос осуществляется благодарямеханизму матричногосинтеза, вкотором исходная ДНК служит, как и вслучае с редупликацией, матрицей(формой), но для образования не дочернеймолекулы ДНК, а матричной РНК, контролирующейбиосинтез белков.

Отмеченное даетоснование причислить матричный синтезинформационных макромолекул также кэлементарному явлению намолекулярно-генетическом уровнеорганизации жизни.

Воплощениебиологической информации в конкретныепроцессы жизнедеятельности требуетспециальных структур, энергии иразнообразных химических веществ(субстратов). Описанные выше условия вживой природе обеспечивает клетка,служащая элементарной структуройклеточногоуровня.

Элементарное явление представленореакциямиклеточного метаболизма,составляющими основу потоков энергии,веществ и информации.

Благодарядеятельности клетки поступающие извневещества превращаются в субстраты иэнергию, которые используются (всоответствии с имеющейся генетическойинформацией) в процессе биосинтезабелков и других соединений, необходимыхорганизму.

Таким образом, на клеточномуровне сопрягаются механизмы передачибиологической информации и превращениявеществ и энергии. Элементарное явлениена этом уровне служит энергетическойи вещественной основой жизни на всехдругих уровнях ее организации.

Элементарнойединицей организме/тогоуровняявляется особьв ее развитии от момента зарождения допрекращения существования в качествеживой системы, что позволяет такженазвать этот уровень онтогенетическим.Закономерные изменения организма виндивидуальном развитии составляютэлементарное явление данного уровня.

Эти изменения обеспечивают росторганизма, дифференциацию его частейи одновременно интеграцию развития вединое целое, специализацию клеток,органов и тканей.

В ходе онтогенеза вопределенных условиях внешней средыпроисходит воплощение наследственнойинформации в биологические структурыи процессы, на основе генотипа формируетсяфенотип организмов данного вида.

Элементарнойединицей популяционно-видовогоуровня служитпопуляциясовокупность особей одного вида.Объединение особей в популяцию происходитблагодаря общности генофонда,используемого в процессе половогоразмножения для создания генотиповособей следующего поколения.

Популяцияв силу возможности межпопуляционныхскрещиваний представляет собой открытуюгенетическую систему.

Действие на генофонд популяцииэлементарных эволюционных факторов,таких, как мутационный процесс, колебаниячисленности особей, естественный отбор,приводит к эволюционно значимымизменениям генофонда, которые представляютэлементарные явления на данном уровне.

Организмыодного вида населяют территорию сизвестными абиотическими показателями(климат, химизм почв, гидрологическиеусловия) и взаимодействуют с организмамидругих видов.

В процессе совместногоисторического развития на определеннойтерритории организмов разныхсистематических групп образуютсядинамичные, устойчивые во временисообщества—биогеоценозы,которые служат элементарной единицейбиогеоценотического(экосистемного) уровня.

Элементарноеявление на рассматриваемом уровнепредставлено потоками энергии икруговоротами веществ. Ведущая роль вэтих круговоротах и потоках принадлежитживым организмам. Биогеоценоз— этооткрытая в вещественном и энергетическомплане система.

Биогеоценозы, различаясьпо видовому составу и характеристикамабиотической своей части, объединенына планете в единый комплекс— областьраспространения жизни, или биосферу.

Приведенные вышеуровни отражают важнейшие биологическиеявления, без которых невозможны эволюцияи, следовательно, само существованиежизни. Хотя элементарные единицы иявления на выделяемых уровнях различны,все они тесно взаимосвязаны, решая своюспецифическую задачу в рамках единогоэволюционного процесса.

С конвариантнойредупликацией на молекулярно-генетическомуровне связаны элементарные основыэтого процесса в виде явленийнаследственности и истинной мутационнойизменчивости. Особая роль клеточногоуровня состоит в энергетическом,вещественном и информационном обеспечениипроисходящего на всех других уровнях.

На онтогенетическом уровне биологическаяинформация, находящаяся в генах,преобразуется в комплекс признаков исвойств организма. Возникающий такимобразом фенотип становится доступнымдействию естественного отбора.

Напопуляционно-видовом уровне определяетсяэволюционная ценность изменений,относящихся к молекулярно-генетическому,клеточному и онтогенетическому уровням.

Специфическая роль биогеоценотическогоуровня состоит в образовании сообществорганизмов разных видов, приспособленныхк совместному проживанию в определеннойсреде обитания. Важной отличительнойчертой таких сообществ является ихустойчивость во времени.

Рассмотренныеуровни отражают общую структуруэволюционного процесса, закономернымрезультатом которого является человек.Поэтому типичные для этих уровнейэлементарные структуры и явленияраспространяются и на людей, правда, снекоторыми особенностями в силу ихсоциальной сущности.

Источник: https://studfile.net/preview/878622/page:9/

Book for ucheba
Добавить комментарий