4. Рівні організації живих систем.
Сколько уровней иерархии выделяют, что они представляют собой?
М.Ф.Веденов, В.И.Кремянский– выделяют 3 уровня иерархии живого:
1) самоорганизующиеся «комплексы»;
2) биомакромолекулы;
3) клеточный, многоклеточный организмы.
К.М.Завадскийвыделяет 5 уровней иерархии:
1) организм;
2) популяция;
3) биоценоз;
4) биогеографическая сфера;
5) биосфера.
Представим эту классификацию в виде таблицы, дополнив ее теми отраслями биологии, которые изучают данный уровень организации и методами, которыми проводят исследования на данном уровне.
|
№п/п |
Уровень организации |
Какая отрасль биологии изучает данный уровень |
Что именно изучают |
Методы исследования на данном уровне |
|
1 |
Молекулярный |
Биохимия, биофизика, молекулярная биология, молекулярная генетика, физиология, цитохимия, многие разделы вирусологии, микробиологии |
Физико-химические процессы, происходящие в живом организме (синтез, разложение, взаимные преобразования белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и др. веществ в клетке; обмен веществ, энергии и информации, которые регулируют эти процессы). |
Электрофорез, хроматография, ультрацентрифугирование, рентгеноструктурный анализ, радиозотопы, ЯМР (ядерный магнитный резонанс), СФ (спектрофотометрия), ИМС (искусственное моделирование систем) и др. |
|
2 |
Клеточный и тканевый |
Цитология, гистология, многие разделы вирусологии, микробиологии и физиологии |
Строение клетки и внутриклеточных компонентов; связи и отношения между клетками в различных тканях и органах. |
Микроскопия, электронная микроскопия, центрифугирование, авторадиография, культура тканей и др. |
|
3 |
Организменный |
Физиология (растений и животных), эндокринология, иммунология, эмбриология, экспериментальная морфология и др. |
Процессы и явления, происходящие в особи (индивидууме), и согласованное функционирование ее органов и систем; механизмы работы органов и систем, их роль в жизнедеятельности организма, взаимоотношения органов, поведение организмов, приспособительные изменения и т.п. |
Электрофизиологические, биохимические, кибернетические методы. |
|
4 |
Популяционно-видовой |
Генетика, морфология, физиология, экология. |
Элементарную единицу эволюционного процесса – популяцию (т.е. совокупность особей одного вида, населяющих определенную территорию, более или менее изолированную от соседних совокупностей). Изучают состав и динамику популяции (что неразрывно связано со всеми предыдущими уровнями).
|
Соответствующие методы тех наук, которые изучают поставленные на этом уровне вопросы. |
|
5 |
Биогеоценотический или биосферный |
Биогеоценология, экология, биогеохимия и др. |
Процессы, происходящие в биогеоценозах (экосистемах) – элементарных структурах и функциональных единицах биосферы: - взаимоотношения биотических и абиотических компонентов; Миграция живого вещества в биосфере; Пути и закономерности протекания энергетических кругооборотов. Этот подход дает возможность предвидеть последствия хозяйственной деятельности человека. |
Комплексные исследования, координация усилий ученых-биологов многих стран мира в форме международной программы «Человек и биосфера». |
Слюсарев А.А., Жукова С.В. структурируют иерархию живого в следующие 3 основные группы или ступени:
Биологические микросистемы – включают следующие уровни:
- молекулярный (молекулярно-генетический);
- субклеточный;
- клеточный.
2. Биологические мезосистемы – включают следующие уровни:
- тканевый (ткани);
- органный (органы);
- организменный (организм как целое) или онтогенетический.
3. Биологические макросистемы – включают следующие уровни:
- популяционно-видовой;
- биоценотический;
- биосфера в целом (глобальный).
В.Г.Афанасьев выделяет 6 уровней организации живого и отмечает, что каждый из уровней организации имеет неодинаковые признаки (существенные черты жизни). Причем, по мере движения от низших уровней к высшим расширяется круг этих признаков, их «набор» пополняется, обогащается, достигнув предельной полноты только на уровне биосферы:
1) живая молекула (протоплазма) - молекулярный уровень несет отдельные, хотя и существенные признаки жизни;
2) клетка – в нее молекулярные образования входят как компоненты в систему – дополняет эти признаки другими, интегрирует их, связывает, в результате чего частичные свойства живого (которые уже содержатся на уровне молекул) получают возможность проявиться). Например молекула ДНК в клетке – уже действует, передается, формирует организм в соответствии с кодом;
3) организм (особь)- воплощает в действительность, а именно в тело и вещество (сому) наследственную информацию, заложенную на предыдущих уровнях;
4) вид (популяция) - наследственность определяет и формирует на этом уровне видовые (популяционные) признаки; на этом уровне живого вступает в силу такое качество живого как разнокачественность, которая приводит к внутривидовой конкуренции (а в результате – к естественному отбору). На этом уровне жизнь обогащается такими свойствами как самовоспроизводимость себя самой, единого качества, но в различных модификациях.
5) биогеоценоз - вид (в отличие от молекулы, клетки в целом, организма, особи) имеет дело не только с биологической, но и с абиотической (неживой) и антропогенной (человеческой) средой. На этом уровне интегрированы внутривидовые, межвидовые связи, связи вида в целом, совокупности видов со средой.
6) биогеосфера - существуют еще космические, геохимические функции жизни, благодаря которым космическая энергия превращается в земную.
Только изучение совокупности всех уровней живого позволяет получить широкую панораму жизни, систему жизни в целом