Уровни организации биологических систем и их эмерджентные свойства

Структура экологии

В современной экологии выделяют три основных раздела:

1. Теоретическая экология – изучает функционирование биосистем.

Делится на:

Экологию I (классическая биологическая наука, связанная с другими естественными науками; ее задачей является описание и попытка объяснения различных явлений), которая делится на аутэкологию (в основе организменный подход, т.е. изучение взаимоотношений организма с окружающей средой), демэкологию (популяционный подход), синэкология (экосистемный подход).

Экология II – ее нельзя полностью отнести к биологическим наукам. В центре внимания не отдельные организмы и их сообщества, а потоки вещества и энергии, движения которых происходят за счет жизнедеятельности организма.

2. Инвайронментальная – изучает ситуации, в которых оказывается биологическая система. Её задачей является улучшение технологических и производственных отношений.

3. Социальная экология – изучает социосистемы, то есть человеческое общество и его взаимоотношения с природой, основной задачей является улучшение этих отношений.

Основные свойства живого:

1. Существенным отличием живого является обмен веществом, энергией и информацией. Организм способен существовать лишь в непрерывном потоке этих обменов.

2. Единство химического состава – для живых организмов характерен тот же химический состав, что и для неживых объектов. Однако соотношения компонентов в живом и неживом неодинаково. Для живого 98,8% - кислород, водород, углерод (макроэлементы). 1% - кальций, калий, магний, кремний.

0,2% - сера, фосфор, хлор, натрий, алюминий, железо.

0,01% - все остальные элементы.

3. Самовоспроизведение: каждое отдельно взятое биологическая система существует ограниченное время, поэтому поддержание жизни невозможно без воспроизведения себе подобных структур, в основе которого лежит образование новых молекул за счет информации ДНК.

4. Наследственность: состоит в способности организма передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение, что связано с относительной стабильностью строения генетического аппарата.

5. Изменчивость – связана со способностью приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости создаете разнообразный материал для естественного отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования.

6. Способность к росту и развитию: любой организм с момента зарождения растет, увеличиваясь в размере и массе, но при этом сохраняет общие черты вида.

7. Саморегуляция – это внутреннее регулирование всех процессов, полное подчинение их единому порядку, поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаза). В основе лежит принцип обратной связи – сигнал для включения какого-либо регулируемого процесса может быть изменение состояния определенной системы.

8. Раздражимость – выражается реакциями организма на внешнее воздействие и связана с передачей информации.

9. Дискретность – любая биологическая система состоит из отдельных, но взаимодействующих частей, которые образуют структурно функциональное единство.

10. Иерархичность – жизнедеятельность биологических систем на менее сложном уровне является предпосылкой осуществления свойств живого на более высоком уровне.

Уровни организации биологических систем и их эмерджентные свойства.

1. Молекулярно-генетический: только для этого уровня присуще проявление основного свойства живого – обмен веществом, энергией и информацией.

2. Организменный. В организме возникают системы органов, специализированные для выполнения различных функций, однако все функции подчинены поддержанию целостности организма.

3. Популяционно-видовой. Для этого уровня свойственно поддержание таксономических признаков. Важно, что именно с этого уровня начинаются эволюционные преобразования.

4. Биоценотический. Формирование устойчивых и динамичных сообществ со сложными трофическими и энергетическими связями, а так же круговоротом веществ и превращениями энергии.

5. Биосферный. На этом уровне протекает существование биологической формы жизни, которая все биосферы не существует, происходит глобальный круговорот веществ и превращения энергии.