Жива природа як багаторівнева система
Уся жива природа побудована за ієрархічним принципом. Їй притаманні різні рівні організації структур, між якими існує складна підпорядкованість. Життя на кожному рівні його організації вивчають відповідні галузі біології.
На молекулярному рівні проходить межа між живим і неживим. Молекулярний рівень живого вивчають такі науки, як біохімія, молекулярна біологія, молекулярна генетика, ензимологія тощо. Предметом дослідження цих наук є структурно-функціональні особливості молекул. На цьому рівні відбуваються основні процеси життєдіяльності, такі як обмін речовин, живлення, дихання, подразливість.
Клітинний рівень організації живого вивчають такі науки, як цитологія, цитофізіологія, цитогенетика. Предметом цих наук є вивчення структурно-функціональної організації клітин, що вступають як у ролі самостійних організмів (наприклад, бактерії, одноклітинні тварини й рослини), так і тих, що входять до складу багатоклітинних організмів.
Клітини, що мають спільне походження та виконують подібні функції, утворюють тканини. Тканинний рівень організації живого вивчає наука гістологія. Предметом гістологіх є вивчення структурно-функціональної організації різних типів тканин. Оскільки тканини утворюють органи, то часто кажуть про органо-тканинний рівень організації живого, що характерний тільки для багатоклітинних організмів.
Організмовий рівень організації живого – це рівень цілісного організму. Його вивчає безліч біологічних наук, наприклад анатомія, фізіологія, ембріологія, біологія розвитку тощо.
Організми утворюють біологічні системи надорганізмового рівня - популяції та види, тому виділяють популяційно-видовий рівень організації живого. Цей рівень вивчають такі науки, як систематика, популяційна генетика, популяційна екологія, еволюційна біологія тощо. Предметом вивчення цих наук є генетичні, екологічні й еволюційні характеристики популяцій і видів.
Існують системи надорганізмового рівня більш складні, ніж вид. Так, історично сформовану сукупність рослин, тварин, мікроорганізмів, які населяють ділянку суходолу або водойми (біотоп) і характеризуються певними стосунками як між собою, так і з абіотичними факторами навколишнього середовища, називають біценозом. Виділяють біоценотичний рівень організації живого, який вивчає наука біоценологія.
Біогеоценотичний рівень організації живого ще складніший. Біогеоценоз – це сукупність організмів різних видів і різної складності організації з усіма факторами конкретного середовища їхнього проживання – компонентами атмосфери, гідросфери й літосфери. Він включає неорганічні й органічні речовини, автотрофні й гетеротрофні організми. Біогеоценологія є наукою, що вивчає структуру й основні функції біогеоценозу – акумуляцію то перерозподіл енергії.
Біосферний рівень організації живого – це найвищий рівень організації життя на нашій планеті. Біосфера – це геологічна оболонка Землі, що заселена живими організмами, перебуває під їхнім впливом і зайнята продуктами їхньої життєдіяльності, глобальна екосистема Землі. Наука, яка вивчає виникнення, еволюцію, структуру й механізми функціонування біосфери, називається біосферологія. У її основі лежить учення В.І. Вернадського про біосферу.
Однак не можна забувати про те, що природа не знає про наш поділ на науки, вона єдина, і рівні організації тісно пов’язані між собою.
Біологічні системи, як правило, добре структуровані, функціонально спеціалізовані, географічно або екологічно ізольовані та являють собою складні багаторівневі ієрархії.
Жива матерія являє собою ієрархію взаємозалежних і взаємопідпорядкованих рівнів організації. Це означає, що будь-яку систему можна розглядати як елемент більш високого рівня організації та, навпаки, елементпредставляє собою систему для більш низьких рівнів організації. Інакше кажучи, кожний кожний рівень є одночасно і системою, і елементом. Наприклад, людина як організм є системою, що зкладається з елементів-органів, і водночас вона сама є елементом – членом певної популяції людей.
Живі системи мають низку важливих властивостей.
По-перше, живі вони є відкритими системами й для них характерний обмін речовин.
По-друге, живі системи стійкі. Будь-яка жива система має здатність протистояти впливу зовнішнього середовища, використовуючи одержувану ззовні енергію. Живим системам властива адаптація, тобто пристосованість до умов навколишнього середовища. Їм притаманний гомеостаз – здатність підтримувати сталість свого внутрішнього середовища.
По-третє, живі системи можуть змінюватися у ході індивідуального й історичного розвитку, еволюціонувати.
Утім властивості живих систем цим не вичерпуються. Так, живим організмам притаманні спадковість, мінливість, подразливість, циклічні та інші важливі фундаментальні властивості.
Біологічні системи більш низького рангу, наприклад клітини, попри певну самостійність, оскільки пов’язані з навколишнім середовищем обміном речовин, енергії та інформації.
Особливість біологічних об’єктів як ієрархічних систем обумовила виділення основних рівнів організації живої природи: клітинного, організменого, популяційно-видового, біоценотичного, екосистемного й біосферного. Від рівня до рівня спостерігається ускладнення біологячних систем і поява в них нових властивостей та якостей.