Уровни организации живой материи

Все живое на Земле характеризуется иерархичностью (соподчиненностью) структурной организации, начинающейся с гигантских полимерных молекул и продолжающийся на уровне клеток многоклеточных организмов и надорганизменных сообществ (вид, биогеоценоз, биосфера). Функционирование биологических систем на менее сложном уровне является необходимой предпосылкой осуществления свойств живого на более высоком уровне. Так, размножение (самовоспроизведение) на уровне многоклеточных организмов (человек) невозможно без репликации ДНК, деления клеток.

Биологические системы образуются из объединения множества компонентов в более крупные структурно-функциональные единицы, обладающие новыми свойствами, которые не встречаются по отдельности у их составных частей. Такие популяционный свойства, как длительное, в течение многих поколений, существование в среде, генофонд, возрастной и половой состав и др., отсутствуют у отдельных особей, составляющих эти популяции.

Все многообразие живой природы можно свести к пяти структурным уровням и выделить наиболее значимые биологические явления, специфичные данному уровню.

Уровень жизни – функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей «системе систем живого». Выделяют: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биосферно-биогеоценотический уровни организации.

Молекулярно-генетический уровень.

Любая живая система, вне зависимости от сложности организации, проявляется на уровне функционирования биополимеров – нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и др. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации.

Элементарная эволюционная единица – триплет нуклеотидов (кодон).

Элементарные эволюционные явления – репликация, рекомбинация, репарация, транскрипция, трансляция.

Этот уровень изучают науки: биохимия, биофизика, молекулярная биология, молекулярная генетика, вирусология, физиология, цитохимия, микробиология, используя следующие методы исследования: электрофорез, хроматография, ультрацентрифугирование, рентгеноструктурный анализ, радиоизотопы, искусственное моделирование систем.

Клеточный уровень.

Клетка является структурной, функциональной единицей, а также единицей развития всего живого на Земле.

Элементарная эволюционная единица – клетка.

Элементарное эволюционное явление – деление клетки.

Строение клетки и внутриклеточных компонентов, связи и отношения между клетками в различных тканях и органах изучают науки: цитология, гистология, вирусология, микробиология, физиология при помощи методов: световая и электронная микроскопия, центрифугирование, авторадиография, культура тканей и др.

Онтогенетический (организменный) уровень.

Многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, специализированных для выполнения различных функций. Органы – это структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей, выполняющих вместе целый ряд функций (кожа включает эпителиальную и соединительную ткани и вместе они выполняют ряд функций – защитную, барьерную, теплорегуляционную и др.). Ткани, в свою очередь, представляют собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции.

Элементарная эволюционная единица – организм.

Элементарное эволюционное явление – онтогенез организма и реализация наследственной информации.

Физиология, эндокринология, иммунология, эмбриология, экспериментальная морфология и другие отрасли биологии изучают процессы и явления, происходящие в организме, согласованное функционирование систем и органов, механизм работы органов и систем, их роль в жизнедеятельности организма, взаимоотношения органов, поведение организмов, приспособительные изменения и т. п. При этом используются методы: электрофизиологические, биохимические, компьютерного моделирования и др.

Популяционно- видовой уровень.

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие элементарные эволюционные преобразования.

Элементарная эволюционная единица – популяция.

Элементарное эволюционное явление – изменение генофонда популяции.

Этот уровень изучают генетика, морфология, физиология, экология. Изучение состава и динамики популяций неразрывно связано молекулярно-генетическим, клеточным и онтогенетическим уровнями. Методами исследования являются методы тех наук, которые изучают поставленные на этом уровне вопросы.

Биосферно-биогеоценотический уровень.

Биосфера, как система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на планете, представляет собой совокупность биогеоценозов. Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов со всеми факторами среды их обитания.

Элементарная эволюционная единица – биогеоценоз

Элементарное эволюционное явление – круговорот веществ.

Процессы, происходящие в биогеоценозах, изучают биогеоценология, экология, биохимия, геоботаника и другие отрасли биологии. На этом уровне ведутся комплексные исследования взаимоотношения абиотических и биотических компонентов биогеоценоза, изучаются миграции живого вещества в биосфере, пути и закономерности протекания энергетических кругооборотов.