Уровни организации живых систем

Теоретический фундамент современной биологии (точка зрения системной методологии) – принцип сложной организации жизни:

• жизнь нельзя свести к какой-либо одной форме;
• живая природа – это весьма сложное и структурированное образование;
• в составе живого покрова Земли существует множество соподчиненных систем, обладающих различными степенями организованности, от рыхлых и случайных скоплений живых существ до самых высокоинтегрированных и высокоорганизованных особей.

Уровни организации представляют собой упорядоченность, которая является одним из основных свойств живого.

Можно выделить несколько ступеней организации живых систем, каждая из которых может быть разделена на несколько уровней:

Ø 1-я ступень – биологическая микросистема, включающая молекулярный и клеточный уровни;

Ø 2-я ступень – биологическая мезосистема, включающая тканевый, органный и организменный уровни;

Ø 3-я система – биологическая макросистема, включающая популяционно-видовой, биоценотический и биосферный уровни.

Эти основные уровни организации живого связаны между собой иерархическими отношениями так, что биосистемы низкого уровня организации являются элементами системы более высокого уровня (организмы выступают как элементарные единицы популяций и видов, популяции различных видов – как элементарные единицы биоценозов, биоценозы – как элементы биостромы, которая охватывает всю планету). Иерархическая система основных форм организации живого является структурой живого в биосфере.

Молекулярно-генетический уровень:

- Элементарными единицами этого уровня являются гены.

- Основные структуры на этом уровне представлены молекулами ДНК, которые дифференцированы по длине на элементы генетического кода – триплеты азотистых оснований, образующих гены.

- Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20 аминокислот, 4 азотистых основания, входящих в состав нуклеиновых кислот ДНК и РНК. В молекуле ДНК содержится наследственная информация, которая передается молекулами РНК.

- Биологическая энергия у всех организмов запасается в виде АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты.

- Аминокислоты, соединенные в длинные цепи пептидными связями, образуют белки. Разнообразие белков определяется не только входящими в их состав различными аминокислотами, но и их последовательностью в полипептидной цепи. Назначение белков – служить катализаторами для протекающих в организме биохимических реакций, а также выполнять функции структурных клеточных элементов.

Клеточный уровень:

Основной элементарной единицей всех живых организмов является клетка. Биосинтез и реализация наследственной информации у всех организмов возможны только на клеточном уровне. В истории жизни на нашей планете был такой период, когда все организмы состояли из одной или нескольких клеток. И у современных одноклеточных организмов клеточный уровень совпадает с организменным.

Органно-тканевый уровень:

- Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань, например, нервную, мышечную и т. д. Тканевый уровень возник вместе с появлением многоклеточных животных и растений, имеющих различающиеся между собой ткани.

- Совместно функционирующие клетки, относящиеся к разным тканям, составляют органы, например, сердце, печень, легкие и т.д.

- Органы, связанные функционально и анатомически и выполняющие определенные задачи, образуют системы организма. Например, нервная система, пищеварительная система, дыхательная и т.д.

Организменный уровень:

- Основная единица на этом уровне – организм, или особь. Жизнь всегда представлена в виде дискретных индивидуумов. Это в равной степени присуще микроорганизмам, растениям, животным. Организм (особь) – основная и первичная форма организации живого. Разделить особь на части без потери «индивидуальности» невозможно.

- Усложнение комбинации клеток, тканей, органов обеспечивает качественные особенности организмов. Этим объясняется разнообразие организмов, относящихся к разным видам, а также в пределах одного вида. В настоящее время на Земле обитает более миллиона видов животных и около полумиллиона видов растений.

- Важнейшая характеристика особи – онтогенез, или индивидуальное развитие (от образования зародышевой клетки до смерти). Онтогенез – это процесс развертывания, реализации наследственной информации, закодированной в управляющих структурах зародышевой клетки. Онтогенез имеет исключительно важное значение для эволюции. Через оценку особей в процессе естественного отбора происходит проверка жизнеспособности данного генотипа.