Уровни организации живой материи и жизни на Земле
Проявления жизни на Земле многообразны. Можно выделить уровни организации живой материи – молекулярный, клеточный, тканевой, органный, онтогенетический, популяционный, видовой, биогеоценотический, биосферный (9).
Свойства живой материи.
1. Химический состав – химические элементы одинаковы в живой и неживой природе. Отличается количество их.
2. Метаболизм (обмен веществ) – обмен веществ и энергии с неживой природой.
3. Единый принцип структурной организации – все живые организмы имеют клеточное строение. Клетка – единая структурно-функциональная единица, единица развития всех живых организмов на Земле.
4. Репродукция (самовоспроизведение) – размножение – свойство организмов воспроизводить себе подобных (бесполое и половое).
5. Наследственность – передача признаков, свойств и особенностей развития следующим поколениям.
6. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства.
7. Развитие – индивидуальное – онтогенез (возникает структурная организация особи), историческое – филогенез.
8. Рост – сопровождает развитие (увеличение количества клеток, тканей, размеров частей организма).
9. Раздражимость – реакция на внешние раздражители (таксисы, тропизмы, рефлексы, настии).
10. Движение – перемещение организмов в пространстве.
11. Дискретность – означает прерывистый, разделённый. Это всеобщее свойство материи. Элементарные частицы → атом → молекула → сложные соединения. Жизнь тоже проявляется в виде дискретных форм: вид → особь → органы → ткани → клетки → органоиды → молекулы.
12. Авторегуляция – организмы поддерживают постоянство химического состава и интенсивность течения физиологических процессов – гомеостаз.
13. Ритмичность – периодические изменения интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний (суточные – ритмы сна и бодрствования у человека, сезонные – активность и спячка у некоторых животных, годичные – рождение потомства). Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой, т.е. на приспособление к периодически меняющимся условиям среды.
14. Энергозависимость – все живые тела представляют собой «открытые» для поступления энергии системы. Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступает энергия и материя в виде пищи из окружающей среды.
Таким образом, живые организмы резко отличаются от неживых систем своей исключительной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью.
Уровни организации жизни на Земле – молекулярно-генетический, онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический (4).
Молекулярно-генетический – основная структура – НК, а именно ДНК, дифференцированная по длине на элементы кода – триплеты азотистых оснований, образующих гены. Элементарная единица – гены. Основные элементарные явления связаны с генами:
· способность к конвариантной редупликации (самовоспроизведение с изменениями);
· способность к локальным структурным изменениям – мутациям;
· способность передавать информацию, хранящуюся в них, внутриклеточным управляющим системам.
Этот уровень организации жизни даёт представление о сущности процессов, лежащих в основе эволюционного развития.
Онтогенетический – основная структура – особь (элементарная неделимая единица жизни на Земле). Основной процесс – онтогенез (процесс развёртывания, реализации наследственной информации, закодированной в управляющих структурах зародышевой клетки). Предполагают, что элементарной структурой являются клетки, а элементарным явлением – процессы, связанные с их дифференцировкой.
Популяционно-видовой – основная структура – популяция. Элементарное явление – изменение генотипического состава популяции. Элементарный материал – мутации. Элементарные факторы – мутационный процесс, популяционные волны, изоляции и естественный отбор. Популяция выступает как элементарная неразложимая эволюционная единица и является генетически открытой системой. Виды (как система популяций) являются наименьшими генетически закрытыми системами в природе.
Этот уровень тесно связан с молекулярно-генетическим и онтогенетическим. Конкретная среда протекания процесса эволюции в популяции – биогеоценоз.
Биогеоценотический – популяции разных видов образуют в биосфере Земли биоценозы. Все процессы протекают в основных единицах биосферы – биогеоценозах (БГЦ).
БГЦ – наиболее сложная природная система, это продукт совместного исторического развития видов. Виды при этом приспосабливаются друг к другу. Первичная основа БГЦ – растения и микроорганизмы – продуценты органического вещества. БГЦ – среда для эволюции популяций. Популяции разных видов воздействую друг на друга по принципу прямой и обратной связи.
Жизнь БГЦ регулируется силами, действующими внутри самой системы, т.е. это система саморегулирующаяся. БГЦ – динамическое и устойчивое сообщество. Чем многообразнее БГЦ, тем он более устойчив во времени и пространстве.
БГЦ незамкнутая система. В ней есть энергетические «входы» и «выходы», связывающие БГЦ между собой. Обмен веществ между ними возможен в газообразной, жидкой, твёрдой форме и в форме «живого вещества» (миграция животных).
Автономность и саморегуляция определяют БГЦ как элементарную единицу на этом уровне организации жизни на Земле.
БГЦ – основная биохорологическая (греч. хорос – пространство) единица биосферы.
Таким образом, четыре основных уровня организации жизни на Земле. И на всех уровнях жизнь охвачена процессом эволюции.