Уровни организации живого и система биологических наук.

Живая природа представляет собой совокупность огромного количества объектов различной организации, для удобства изучения которых, принято различать уровни организации живого. Уровень организации – функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей «системе систем» живого.

Молекулярный (молекулярно-генетический) уровень организации представлен молекулами различных химических веществ, входящих в состав клетки. К таким молекулам относятся молекулы как органического, так и неорганического происхождения. Наиболее значимыми молекулами неорганической природы являются молекулы кислорода, водорода, железа и некоторых солей. К органическим молекулам относятся молекулы белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, липидов, сахаров. Несмотря на достаточно большое разнообразие органических молекул, большие различие в их строении и функции, основными компонентами данных молекул являются атомы углерода, кислорода, водорода и азота.

Синтез органических молекул из неорганических, создание из низкомолекулярных соединений высокомолекулярных и надмолекулярных образований, физико-химические процессы, лежащие в основе этого образования являются основой жизнедеятельности и функционирования всех живых организмов. Изучением процессов, протекающих на молекулярном уровне, занимается молекулярная биология.

Следующим уровнем организацией является более сложная структура, построенная из молекул, но являющаяся иногда самостоятельной единицей живого – клетка – Клеточный уровень организации. Именно клетка является той элементарной единицей живого, которой присуще все его свойства. Все клетки принято делить на доядерные – не имеющие четко обособленного ядра, и ядерные – имеющие четко оформленное ядро. К доядерным клеткам относятся бактериальные клетки, к ядерными – большинство одноклеточных организмов, клетки растений и животных.

Отдельная клетка представляет собой сложно организованную структуру, включающую систему органоидов, выполняющих различные функции, определенный количественный и качественный состав химических элементов. Клетка является системой, обладающей гомеостазом – способностью поддерживать внутреннюю среду в определенных, строго ограниченных рамках. Это позволяет клетке выживать в изменяющихся условиях окружающей среды. Это обеспечивается сложной системой мембран и рецепторов. Изучением функционирования клеток занимается целый ряд биологических наук. Общие строением и функции органоидов изучает цитология – наука о клетке. Изучением прокариотических клеток занимается микробиология, доклеточных организмов – вирусов и плазмид – вирусология. Изучению простейших одноклеточных растений и животных посвящены разделы ботаники и зоологии. Известно, что любой живой организм формируется из одной клетки – зиготы, появившейся в результате слияния двух половых клеток. Строение половых клеток, зиготы, этапы формирования эмбриона и зародыша изучает эмбриология.

Клетки представляют собой не только самостоятельные образования, но и лежат в основе более сложных образований – тканей растений и животных – Органно-тканевой уровень организации живого. Объединение клеток в ткани и разделение функций между тканями и соответственно клетками стало важнейшим этапом в эволюции живого, так как в дальнейшем привело к появлению сложных многоклеточных организмов. На уровне тканей происходит уже более заметное разделение между растениями и животными. Основными тканями животных является эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная, у растений выделяют меристематические, покровные, проводящие. Для каждого вида тканей характерно особая форма, строение, химический состав клеток. Многие высокоспециализированные клетки утрачивают один или несколько своих органоидов, некоторые приобретают дополнительные. Например, проводящие ткани растений утрачивают большинство органоидов, но приобретают более прочную клеточную стенку, половые клетки так же являются высокоспециализированными и обладают особым строением, клетки мышечной ткани имеют большое количество митохондрий. Строение и функции тканей изучает гистология.

Следующий уровень организации живого – Популяционно-видовой. Вид – это группа сходных по строению и происхождению особей, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство. Популяция- структурная единица вида, форма существования вида в данных условиях. Структуру и свойства популяции изучает популяционная экология.

Биоценотический уровень организации живого – это взаимосвязанная структура видов, населяющих более или менее однородный участок суши или водоема.

И завершающий уровень организации живого – Биосферный – совокупность всех биоценозов Земли.

Лекция 3.