Лекция № 13

Тема 4.3 Уровни организации материи.

1. Уровни организации живой природы: клеточный, организменный, надорганизменный.

Особенности биологического уровня развития материи

Изучение биологического уровня развития материи прежде всего сталкивается с вопросом о сущности живого. Большая Советская энциклопедия определяет жизнь как высшую по сравнению с физической и химической форму существования материи, закономерно возникающую при определённых условиях в процессе её развития. Будучи правильным по существу, это определение не дает конструктивных подходов к выделению живого из неживого. Опираясь на это определение, невозможно, скажем, определить, представляет ли наша планета живое существо, как считал знаменитый фантаст Конан Дойль, или же это глыба косной материи, несущаяся в космосе.

Классическая биология выделяет шесть признаков, полный набор которого отличает живое от неживого.

Особенность химического состава. Живое обязательно должно включать в себя белки и нуклеиновые кислоты.

Обмен веществом и информацией с окружающей средой. Живые организмы — открытые системы.

Способность к воспроизведению, наличие признаков, передаваемых по наследству.

Устойчивость. Способность к развитию и эволюции.

Способность к саморегуляции и, как следствие, приспособляемость к внешней среде.

Раздражимость. Способность к взаимодействию со средой обитания.

Следует заметить, что перечисленные признаки, невзирая на их популярность, являются спорными. Так, на протяжении многих лет обсуждается возможность неуглеродных форм жизни. К. Э. Циолковский предполагал возможность жизни на основе кремния. Впрочем, образцы неуглеродной жизни до сих пор не были обнаружены.

Спорным является также вопрос о природе вирусов. Находясь внутри клетки-носителя, вирус проявляет все отличительные признаки живого. Однако вне этой клетки вирус не способен к размножению и, следовательно, не может считаться живым.

Характерным для живого является иерархическая структура. Основание ее составляют нуклеиновые кислоты. Важнейшую роль среди них играет дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которую считают носителем наследственной информации. Молекулы ДНК входят в структуры, которые благодаря своей специфической окрашиваемости получили название “хромосомы”. Полный набор хромосом входит в ядро клетки и удивительным образом связан с признаками, наследуемыми ею.

Клетка представляет собой следующий иерархический уровень живого. В простейшем случае весь организм может состоять из одной живой клетки.

Большинство живых организмов состоят из многих клеток. Однако между организмом и простым конгломератом клеток имеются существенные различия. Клетки живого организма обладают специализацией. Так, клетки ваших костей — остеоны, как по виду, так и по функциям существенно отличаются от нервных клеток — нейронов. Кроме специализации клетки живого организма взаимосвязаны, обеспечивая ему возможность адаптации к окружающей среде и способность к саморегуляции и самовосстановлению.

Организмы одного вида составляют биологическую систему, именуемую популяцией. Отдельные популяции в процессе своей жизнедеятельности могут поддерживать друг друга. Набор таких взаимно поддерживающих друг друга популяций образует биологические сообщества. Большие биологические сообщества совместно со средой их обитания образуют биогеоценозы. Совокупность всех живых существ, обитающих на Земле, образуют биосферу.

Человеческая популяция в свою очередь подразделяется на социальные системы. При классификации по территориальному признаку она подразделяется на государства. Если же проводить классификацию по производственным отношениям, то в популяции можно выделить различные социальные классы. Это, например, класс собственников средств производства — капиталистов и класс неимущих — пролетариат. Впрочем, социальная классификация этим не ограничивается.

Особенности социальной организации человеческих сообществ побудили выдающегося отечественного ученого В. И. Вернадского выделить еще одну материальную систему, получившую название “ноосфера” — сфера разума.

Современная биология не ограничивается выделением структурных единиц и классификацией. Значительным успехом биологической науки явилось создание эволюционной теории, предложившей удовлетворительную трактовку изменяемости видов. Механизм эволюции предлагает современная генетика, достигшая на сегодняшний день значительных успехов.

Молекулярный уровень организации жизни

Представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке.

Компоненты

Молекулы неорганических и органических соединений

Молекулярные комплексы

Основные процессы

Объединение молекул в особые комплексы

Кодирование и передача генетической информации

Науки, ведущие исследования на этом уровне

Биохимия

Биофизика

Молекулярная биология

Молекулярная генетика

Клеточный уровень организации жизни

Представлен разнообразными органическими клетками.

-растительные и животные клетки общие по происхождению

-клетки являются структурной и функциональной основой всех живых существ

Тканевый уровень организации жизни

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). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.

Организменный (онтогенетический) уровень организации жизни

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

Науки, ведущие исследования на этом уровне

Анатомия

Биология развития

Аутэкология

Генетика

Гигиена

Морфология

Физиология

Популяционно-видовой уровень организации жизни

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

Науки, ведущие исследования на этом уровне

Генетика популяций

Эволюция

Биогеоценотический уровень организации жизни

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)

Науки, ведущие исследования на этом уровне

Биогеография

Биогеоценология

Экология

Биосферный уровень организации жизни

Представлен 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

Науки, ведущие исследования на этом уровне

Экология

Глобальная экология

Космическая экология

Социальная экология

http://www.grandars.ru/

http://dic.academic.ru/

https://ru.wikipedia.org

Date: 2016-02-19; view: 1216; Нарушение авторских прав