Опишите лизосомы, как участников клеточного метаболизма. Какова их биологическая роль в клетке.

Лизосомы (от lysis – расщепление и soma – тело) обнаруживаются у большинства эукариотических клеток, но особенно много их в тех животных клетках, которые обладают способностью к фагоцитозу. Они представляют собой простые мембранные мешочки (стенка мешочка состоит из одинарной мембраны), наполненные гидролитическими (пищеварительными) ферментами-протеазами, нуклеазами, липазами и кислыми фосфатазами. Содержимое лизосом имеет кислую реакцию, и для лизосомных ферментов характерен низкий оптимум рН. Эти ферменты должны быть изолированы от всех остальных клеточных компонентов и структур, иначе они их разрушат. В животных клетках лизосомы обычно имеют округлую форму и диаметр от 0,2 до 0,5 мкм. На электронных микрофотографиях лизосомы представляются гомогенными.

В растительных клетках роль лизосом могут играть крупные центральные вакуоли. Впрочем, иногда в цитоплазме, особенно в погибающих клетках, бывают видны тельца, напоминающие по своему виду лизосомы животных клеток. Большая часть работ, посвященных лизосомам, выполнена на животных клетках.

Заключенные в лизосомах ферменты синтезируются на шероховатом ЭПР и транспортируются к аппарату Гольджи. Позже от него отпочковываются пузырьки Гольджи, содержащие ферменты, подвергшиеся необходимым превращениям. Такие пузырьки называются первичными лизосомами. Они выполняют ряд функций, связанных главным образом с внутриклеточным перевариванием, но иногда и с секрецией пищеварительных ферментов.

Переваривание материалов, поглощенных путем эндоцитоза. С пузырьками или вакуолями, образовавшимися в процессе эндоцитоза, могут сливаться первичные лизосомы. При этом образуются вторичные лизосомы, в которых происходит переваривание материалов, поступивших в клетку путем эндоцитоза. У некоторых простейших, например у амеб, эндоцитоз – это способ поглощения пищи. В других случаях он выполняет защитную функцию, когда, например, специализированные лейкоциты (фагоциты) и макрофаги захватывают и переваривают попавшие в организм бактерии. Вторичную лизосому можно назвать также пищеварительной вакуолью. Продукты переваривания поглощаются и усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем. Остаточные тельца направляются обычно к плазматической мембране, н здесь их содержимое выводится наружу (экзоцитоз). В некоторых клетках, в частности в клетках сердечной мышцы и в клетках печени, остаточные тельца сохраняются.

Своеобразную роль играют лизосомы в клетках щитовидной железы, которые под действием тиреотропного гормона (ТТГ) поглощают путем пиноцитоза тиреоглобулин. Образовавшиеся пиноцитозные пузырьки сливаются с первичными лизосомами, и тиреоглобулин подвергается частичному гидролизу для того, чтобы превратиться в активный гормон тироксин. Только после этого лизосомы путем слияния с плазматической мембраной изливают свое содержимое наружу – выделяют этот гормон в кровь.

Автофагия – процесс, посредством которого клетка уничтожает ненужные ей структуры. Сначала эти структуры окружаются одинарной мембраной, отделяющейся обычно от гладкого ЭПР, а затем такой мембранный мешочек с заключенной в нем структурой сливается с первичной лизосомой, в результате чего образуется вторичная лизосома, или автофагическая вакуоль, в которой структура переваривается. Данная последовательность событий входит как составная часть в естественный круговорот цитоплазматических органелл, при котором старые органеллы заменяются новыми. Автофагия наблюдается чаще в клетках, претерпевающих реорганизацию во время дифференцировки.

Выделение ферментов из клетки (экзоцитоз). Иногда ферменты, содержащиеся в первичных лизосомах, выделяются из клетки наружу. Это происходит, например, при замене хряща костной тканью в процессе развития. Аналогичное явление можно наблюдать, когда основное вещество кости разрушается при перестройке костной ткани в ответ на повреждения, при новых нагрузках и т.п. В этом случае ферменты секретируются лизосомами клеток, которые называются остеокластами.

Автолиз – это саморазрушение клетки, наступающее в результате высвобождения содержимого ее лизосом. Именно в связи с этим лизосомы были в свое время метко названы «орудиями самоубийства» (suicide bags). При некоторых процессах дифференцировки автолиз представляет собой нормальное явление; он может распространяться и на всю ткань, как это, например, имеет место при резорбции хвоста головастика во время метаморфоза. Автолиз наступает также после гибели клетки. Иногда он является следствием некоторых лизосомных болезней или результатом повреждения клетки.

 

34. Каковы основные молекулярные механизмы самосохранения биосистем? Что такое генный код? В чём заключается его универсальность? Укажите основные стадии биосинтеза белков.

Продолжительность жизни организмов ограни­чена, однако все они обладают способностью непрерывно «поддерживать жизнь», обеспечи­вая выживание вида. Вид выживает в результате того, что родители передают потомству свои ос­новные признаки, независимо от того, возникло ли потомство в результате полового или беспо­лого размножения. В поисках причин, обуслов­ливающих такую передачу признаков (наследо­вание), были открыты нуклеино­вые кислоты — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота) В молекулах этих кислот содержится закодиро­ванная информация, передающаяся от одного поколения организмов другому.

Нуклеиновые кислоты – высокомолекулярные биологические полимеры (полинуклеотиды), структурной ед является мононуклеотид (сост из: пятиуглеродного сахара; азотистого основания пуринового - А,Г и пиримидинового - Ц,Т/У; фосфорной кислоты).

Ген – участок ДНК, кодирующий определённый пептид (белок).

Генетический код – это соответствие м/д последовательностью нуклеотидов в молекуле ДНК и последовательностью аминокислот в синтезируемом белке.

Свойства и характеристики ген.кода:

-триплетность: каждая аминок-та кодируется тройкой нуклеотидов.

-код универсален: одни и те же триплеты кодируют одни и те же аминокислоты у всех организмов

-код вырожденный: данная аминок-та может кодироваться более чем одним триплетом.

-код неперекрывающийся: один и тот же нуклеотид не может входить в состав двух соседних триплетов

Биосинтез белка.

I. Транскрипция – переписывание последовательности оснований в одном из участков цепи ДНК в комплементарную последовательность оснований мРНК. Протекает внутри ядра (у прокариот), имеет 3 стадии:

1. для инициации транскрипции ДНК необходимо наличие специального участка в ДНК (промотора). Фермент РНК-полимераза связывается с промотором и происходит локальное расщепление двойной спирали ДНК => образуется открытый промоторный участок (фермент действует как застёжка молнии). Одна из цепей является матрицей для образования комплементарной одиночной цепи мРНК.

2. элонгация – удлинение цепи

3. терминация – прекращение роста мРНК происходит на специфических участках ДНК (терминаторах)

Образованная незрелая мРНК (пре-иРНК) подвергается процессингу и сплайсингу

Процессинг: кэпирование 5’-конца пре-иРНК, т.е. к 5’-концу присоединяется 5’-кэп-структура (защищает мРНК от ферментативного расщепления, способствует трансляции иРНК); к 3’-концу пре-иРНК присоединяется 3’-poly А – хвост

Сплайсинг – удаление интронов (структурные гены, которые связывают экзоны – гены, несущие информацию о первичной структуре белка)

II. Трансляция – процесс, посредством которого последовательность оснований в молекуле РНК переводится в последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Этот процесс происходит на рибосомах. Комплекс мРНК и нескольких рибосом назыв-ся полисомой. Трансляция протекает в направлении 5’ → 3’ концу и имеет3 стадии:

1. Инициация. Считывание информации с мРНК. Первый кодон связывает молекулу аминоацил-тРНК, содержащую комплементарный ему антикодон и несущую первую аминокислоту (обычно это метионин) синтезируемого полипептида. Затем второй кодон присоединяет к себе молекулу аминоацил-тРНК, содержащую комплементарный ему антикодон. Функция рибосомы в том, чтобы удерживать в нужном положении мРНК, тРНК и ферменты до тех пор, пока м/д соседними аминокислотами не образуется пептидная связь.

2. элонгация – удлинение полипептидной цепи

3. терминация – окончание синтеза – происходит по команде стоп-кодона: УАА / УАГ / УГА. На этом этапе полипептидная цепь покидает рибосому, и трансляция завершается.

Биосинтез белка (вариант 2)

Осуществляется на рибосомах. Для передачи информации с ДНК к месту синтеза белка требуется и-РНК. Процесс синтеза на цепи ДНК молекулы и-РНК – транскрипция. Она происходит на небольшом участке, отвечающие определённому гену. При этом часть двойной спирали ДНК раскручивается, обнажая короткий участок одной из цепей, который будет служить матрицей для синтеза и-РНК. Затем вдоль этой цепи движется фермент РНК-полимераза, соединяя между собой нуклеотиды в растущую цепь и-РНК. В результате образуется и-РНК, последовательность нуклеотидов которой является копией последовательности нуклеотидов матрицы. Синтезированная в ядре и-РНК отделяется от ДНК и через поря оболочки ядра поступает в цитоплазму, где прикрепляется к малой субъединице рибосомы. Нить и-РНК проходит между малой и большой субъединицей, а начальная часть вновь синтезированного белка находится в структуре большой субъединицы. Комплекс из и-РНК и нескольких рибосом – полисома. На ней осуществляется синтез белка (трансляция). Она начинается со стартового кодона АУГ. Отсюда рибосома движется вдоль молекулы и-РНК, что сопровождается ростом полипептидной цепи. Число АК в таком белке равно числу триплетов и-РНК. Выстраивание АК осуществляется на рмбосомах при помощи т-РНК. Благодаря определённому расположению комплиментарных нуклеотидов, цепь т-РНК имеет форму листа клевера. В противоположной части молекулы т-РНК располагается антикодон, ответственный за прикрепление к определённому триплету и-РНК. Комплексы аминоацил-т-РНК считывают информацию, закодированную в и-РНК. Этот комплекс с помощью антикодона присоединяется к кодону и-РНК на малой субъединице. Затем к той же рибосоме прикрепляется второй комплекс. В рибосоме оказываются 2 АК и между ними возникает пептидная связь. Первая т-РНК покидает рибосому. Затем к образованному дипептиду присоединяется третья АК, четвёртая АК и до тех пор, пока рибосома не дойдёт до одного из трёх “стоп-кодонов” – УАА, УАГ, УГА. После этого синтез белка прекращается. Синтез идёт непрерывно с большой скоростью.

 

35. Сравните основные стадии процессов митоза и мейоза. Какова биологическая роль отдельных стадий и процессов в целом?

Митоз (непрямое деление) – основной способ деления эукариотических клеток – деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Митоз – непрерывный процесс; делится на 4 стадии: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

В профазе происходит укорочение и утолщение хромосом за счёт их спирализации. В это время хромосомы состоят из двух хроматид, связанных между собой в области центромеры. С утолщением хромосом исчезает ядрышко и распадается ядерная оболочка. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме. Центриоли расходятся к полюсам клетки. В конце профазы образуется веретено деления.

В метафазе завершается образование веретена деления. Хромосомы образуют экваториальную пластинку. В метафазе строение хромосом двойное, соединённое в области центромеры.

В анафазе центромеры делятся и из каждой удвоенной хромосомы образуются 2 отдельные идентичные дочерние хромосомы. Разделившись, хромосомы с помощью микротрубочек веретена деления движутся к полюсам клетки. В клетке находятся 2 диплоидных набора хромосом.

В телофазе начинается раскручивание хромосом. Вокруг них формируется ядерная оболочка, ядрышки. Разрушается веретено деления. Происходит разделение цитоплазмы с образованием двух клеток.

Биологическое значение митоза: одинаковое распределение между дочерними клетками молекул ДНК, поэтому обеспечивается образование генетически равноценных клеток. Это обеспечивает эмбриональное развитие и рост организма, восстановление тканей после повреждений. Митоз является основой бесполого размножения организмов.

Мейоз – особый способ деления клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз включает 2 деления. Перед началом мейоза хромосомы удваиваются.

I деление (редукционное) приводит к образованию гаплоидных клеток из диплоидных. Оно начинается с профазы I, в которой осуществляется спирализация хромосом. Также происходит сближение парных хромосом одинаковыми участками – конъюгация. В результате образуются хромосомные пары – биваленты. При спирализации хроматиды гомологичных хромосом переплетаются между собой; хромосомы обмениваются участками – кроссинговер. После этого хромосомы расходятся. В метафазе I завершается формирование веретена деления. Биваленты устанавливаются в плоскости экватора. В анафазе I гомологичные хромосомы разделяются и расходятся к полюсам. К каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом, состоящий из двух хроматид. В телофазе I у полюсов веретена собирается гаплоидный набор хромосом, в котором каждый вид хромосом представлен одной хромосомой, состоящей из двух хроматид. Восстанавливается ядерная оболочка и материнская клетка делится на 2 дочерние.

II деление мейоза следует сразу за первым и сходно с митозом. Профаза II непродолжительна. В метафазе II снова образуется веретено деления, хромосомы выстраиваются на экваторе. В анафазе II осуществляется разделение центромер и каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. Дочерние хромосомы направляются к полюсам клетки. В телофазе II происходит деление клеток: из двух гаплоидных клеток образуются 4 гаплоидные дочерние клетки.

Значение мейоза: обеспечение постоянства кареотипа в ряду поколений; обеспечение разнообразия генетического состава гамет. Это обеспечивает появление разнообразного потомства при половом размножении.

41. Дайте понятие биогеохимического цикла. Приведите основные закономерности.

Основных круговоротов веществ в природе два: большой (геологический) и малый (биогеохимический).

Большой круговорот веществ в природе (геологический) обусловлен взаимодействием солнечной энергии с глут бинной энергией Земли и осуществляет перераспределение ве­щества между биосферой и более глубокими горизонтами Земли.

Осадочные горные породы, образованные за счет вывет­ривания магматических пород, в подвижных зонах земной коры вновь погружаются в зону высоких температур и дав­лений. Там они переплавляются и образуют магму — источ­ник новых магматических пород. После поднятия этих по­род на земную поверхность и действия процессов выветри­вания вновь происходит трансформация их в новые осадоч­ные породы (рис. 1). Символом круговорота веществ явля­ется спираль, а не круг. Это означает, что новый цикл круго-

Рис. 1. Большой круговорот веществ ворота не повторяет в точности старый, а вносит что-то новое, что со временем приводит к весьма значительным из­менениям.

Большой круговорот — это и круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу. Влага, испарившаяся с по­верхности Мирового океана (на что затрачивается почти поло­вина поступающей к поверхности Земли солнечной энергии), переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверхностного и подзем­ного стока. Круговорот воды происходит и по более простой схеме: испарение влаги с поверхности океана — конденсация водяного пара — выпадение осадков на эту же водную поверх­ность океана.

Подсчитано, что в круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 тыс. км³ воды.

Круговорот воды в целом играет основную роль в форми­ровании природных условий на нашей планете. С учетом транс-пирации воды растениями и поглощения ее в биогеохимиче­ском цикле, весь запас воды на Земле распадается и восста­навливается за 2 млн лет (см. рис. 6.10).

Малый круговорот веществ в биосфере (биогеохимический), в отличие от большого, совершается лишь в преде­лах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в пре­вращении органического вещества при разложении вновь в не­органические соединения.

Этот круговорот для жизни биосферы — главный, и он сам является порождением жизни. Изменяясь, рождаясь и умирая, живое вещество поддерживает жизнь на нашей пла­нете, обеспечивая биогеохнмический круговорот веществ.

Главным источником энергии круговорота является сол­нечная радиация, которая порождает фотосинтез. Эта энер­гия довольно неравномерно распределяется по поверхности земного шара. Например, на экваторе количество тепла, при­ходящееся на единицу площади, в три раза больше, чем на архипелаге Шпицберген (80° с.ш). Кроме того, она теряется путем отражения, поглощается почвой, расходуется на транспирацию воды и т. д. (рис. 6,8) а, как мы уже отмечали, на фотосинтез тратится не более 5% от всей энергии, но чаще всего 2—3%.

В ряде экосистем перенос вещества и энергии осуществ­ляется преимущественно посредством трофических цепей.

Такой круговорот обычно называют биологическим. Он предполагает замкнутый цикл веществ, много­кратно используемый трофической цепью. Безусловно, он может иметь место в водных экосистемах, особенно в планк-

 

. 6.8. Поступление и распределение солнечной энергии в преде­лах биосферы Земли

 

тоне с его интенсивным метаболизмом, но не в наземных экосистемах, за исключением дождевых тропических лесов, где может быть обеспечена передача питательных вешеств «от растения к растению», корни которых на поверхности поч­вы.

Однако в масштабах всей биосферы такой круговорот невозможен. Здесь действует биогеохимический круговорот, представляющий собой обмен макро- и микроэлементов и простых неорганических веществ (СО„ Н₂0) с веществом атмосферы, гидросферы и литосферы. Круговорот отдель­ных веществ В. И. Вернадский назвал бив геохимическими циклами. Суть цикла в следующем: химические элементы, поглощенные организмом, впоследствии его покидают, ухо­дя в абиотическую среду, затем, через какое-то время, сно­ва попадают в живой организм, и т. д. Такие элементы на­зывают биофилъными. Этими циклами и круговоротом в це­лом обеспечиваются важнейшие функции живого вещест­ва в биосфере. В. И. Вернадский выделяет пять таких функ­ций:

— первая функция — газовая — основные газы атмосферы Зем­ли, азот и кислород, биогенного происхождения, как и все подземные газы — продукт разложения отмершей органи­ки;

— вторая функция — концентрационная — организмы накап­ливают в своих телах многие химические элементы, среди которых на первом месте стоит углерод, среди металлов — первый кальций, концентраторами кремния являются диа­томовые водоросли, йода — водоросли (ламинария), фос­фора — скелеты позвоночных животных;

— третья функция — окислительно-восстановительная — ор­ганизмы, обитающие в водоемах, регулируют кислородный режим и создают условия для растворения или же осажде­ния ряда металлов (V, Mb, Fe) и неметаллов (S) с перемен­ной валентностью;

— четвертая функция — биохимическая — размножение, рост

перемещение в пространстве жипого ве­щества;

— пятая функция — биомохилт ческая деятельность челоае» ко —- охватывает все разрастающееся количество веществ земной коры, в том числи таких концентраторов углерода, кнк уголь, нефть, газ и другие, для хозяйственных и быто­вых нужд человеке.

В бногеохкмических круговоротах следует' различать дне чисти, как бы два среза: 1)резервный фонд — это огром­ная масса движущихся веществ, не связанных с организмами; 2) обменный фонд — значительно меньший, но весьма активный, обусловленный прямым обменом биогенным ве­ществом между организмами и их непосредственным окру­жением. Если же рассматривать биосферу в целом, то в ней можно выделить: 1) круговорот газообразных веществ с ре­зервным фондом в атмосфере и гидросфере (океан) и 2) осадочный цикл с резервным фондом в земной коре (в геологи­ческом круговороте).В связи с этим, следует отметить, лишь одни-вдннствем-пый на Земле процесс, который не тратит, а, наоборот, свя­зывает солнечную энергию и даже накапливает ее — это соз­дание органического вещества в результате фотосинтеза. В связывании и запасании солнечной энергии и заключается основная планетарная функция живого вещества на Земле.

 

3. Дайте определения и сущность понятий: «начала термодинамики», «качество энергии». В чем заключается понятие энтропии? Что такое «стрела времени» в термодинамических процессах?

Все химические процессы и превращения подчиняются законам термодинамики.

Первое начало термодинамики в формулировке Гельмгольца-Майера: общее количество энергии в изолированной системе остается постоянным. Т.Е. для любого химического процесса общая энергия системы и ее окружения всегда остается постоянной. Энергия не разрушается и не создается, а только переходит из одного вида в другой. Виды энергии: атомная, электрическая, химическая, механическая, тепловая. Согласно 1 закону термодинамики, каждый процесс в природе мог бы протекать так же легко в обратном направлении, как и в прямом. В действительности, природные процессы протекают самопроизвольно только в одном направлении, они необратимы, т.е. их нельзя заставить идти в обратную сторону, не изменив состояние окружающей среды.

В качестве критерия необратимости оказалось пригодным понятие энтропии (S), введенное Клаузиусом в 1859 г. Энтропия – мера неупорядоченности системы. Энтропия – характеристика структурного состояния системы.

Второе начало термодинамики: система и ее окружение, будучи предоставлены самой себе, приближаются обычно к состоянию максимальной неупорядоченности. Т.е., изменение энтропии для изолированной системы всегда положительно: ΔS >0. это значит, что высокоупорядоченные системы легко разрушаются, если на поддержание их упорядоченности не затрачивается энергия.

Таким образом, второе начало термодинамики указывает на­правление происходящих в изолированных системах процессов: возмож­ны лишь такие процессы, которые приводят к возрастанию хаоса и беспорядка в этих системах, к снижению уровня их организо­ванности. Именно поэтому говорят, что второе начало термодинами­ки определяет термодинамическую стрелу времени, т.е. однонаправленность развития событий.Для изолированных систем нормальному ходу времени соответствуют процессы, приводящие к увеличению хаоса и беспорядка в этих системах.Все биологические системы подчиняются этим двум законам термодинамики и управляются ими.

Качество энергии характеризует ее работоспособность. Чем дальше состояние системы от термодинамического равновесия, тем выше качество. И наоборот, чем ближе система к равновесию, тем качество ниже и тем меньше мы можем получить от системы энергии. Виды энергии: атомная, электромагнитная, химическая, механическая, тепловая. Этот ряд – ряд последовательной деградации энергии, ее перехода во все более рассеянное, вырожденное состояние.

33. Что такое закономерность образования потока вещества? Опишите критерии: замкнутость, степень замкнутости.

При обсуждении закона (принципа) «энергетической проводимости» уже упоминался второй экологический закон, по Ю. Н. Куражсковскому, «закон сохранения жизни»: жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока вещества, энергии и информации. Прекращение движения в этом потоке прекращает жизнь». Скорее, это общий диалектический постулат или, уже, действительно закон жизни, а не только экологии, хотя он справедлив и для любых экологических образований и вообще многих природных систем» даже непосредственно не связанных с живым.

Более специфичен для экологических и биоценотических систем закон однонаправленности потока энергии: энергия, получаемая сообществом (экосистемой) и усваиваемая продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой передается консумеятам первого, второго и т. д. порядков, а затем редуцентам с падением потока на каждом трофическом уровне в результате процессов, сопровождающих дыхание. Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) поступает ничтожное количество изначально вовлеченной энергии (не более 0,25, максимум 0,35%), говорить о «круговороте энергии» нельзя. Существует лишь круговорот веществ, поддерживаемый потоком энергии.

Из закона однонаправленности потока энергии, конечно, с учетом ее рассеивания, а потому «бокового» использования в соседних экосистемах, и того обстоятельства, что энергия приходит в экосистему не только непосредственно от Солнца, но и опосредованно через вещественные абиотические экологические компоненты (атмосферу, воду, субстраты), вытекают многочисленные следствия и прежде всего правило (принцип) экологического дублирования. Однонаправленность потока энергии формирует в экосистемах относительно замкнутый круговорот веществ. Закономерности распространения информации также связаны с потоком энергии и перемещением вещества, но они пока еще мало изучены. Видимо, здесь большую роль играют горизонтальные связи между экосистемами, хотя информационные сети явно гуще и лучше налажены в пределах образований каждого уровня их иерархии. Пока еще поле обобщений в области экоинформатики почти не возделано. Тут непочатый край работы для специалистов.

Эмпирически более ясен вопрос о взаимоотношении энергии, вещества и информации внутри экосистем и отношении этого взаимодействия к их динамическим качествам. В начале 70-х гг. был сформулирован закон внутреннего динамического равновесия, а затем четыре основных следствия из него. Формулировка закона: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем (в том числе экосистем) и их иерархии взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально-структурные количественные и качественные перемены, сохраняющие общую сумму вещественно-энергетических, информационных и динамических качеств систем, где эти изменения происходят, или в их иерархии.

Действие закона внутреннего динамического равновесия совершенно четко связано с законом однонаправленности потока энергии. Именно ограниченность этого потока и специфические свойства формируют всю массу связей в экосистеме в их разнообразии. Поэтому и соблюдается экологический аналог законов сохранения массы и энергии. Этот закон — одна из основных путеводных нитей в управлении природопользованием, впрочем, нитей, долго игнорировавшихся.

Важные для практики следствия из закона внутреннего динамического равновесия:

Любое изменение среды (вещества, энергии, информации, динамических качеств экосистем) неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, идущих в сторону нейтрализации произведенного изменения или формирования новых природных систем, образование которых при значительных изменениях среды может принять необратимый характер.

Все закономерности саморегуляции ценозов обобщают­ся в виде принципа стабильности: любая относительно замкнутая био­система с проходящим через нее потоком энергии в ходе саморегуляции развивается в сторону устойчивого состояния. Этот принцип характерен не только для ценозов -нижнего уровня иерархии, но и для биосферы в целом. Тут важно то, что ценоз стремится к нормальной «энергетической проводимости с помощью механизмов, обобщенно сформулированных в правилах (принципах) экологического дублирования, эквивалентности, подвижного равновесия, продукционной оптимизации и, вероятно, других, еще не открытых исследователями.

Если принцип стабильности справедлив, то парадигма континуума получает еще одно ограничение, а парадигма организма—лишний аргумент своей справедливости. Правда, система может складываться и из ненадежных элементов — правило конструктивной эмерджентности.