Основные структурные уровни жизни

 

Системно-структурные уровни организации жизни чрезвычайно многообразны. Среди них выделяют: молекулярный, клеточный, тканевой, органный, онтогенетический, попу-ляционный, видовой, биогеоценотический, биосферный уровни. Могут также выделяться и другие уровни организации. Но как в неживой природе мы выделили три основных уровня: микро-, макро- и мегамир, так и в живой природе должны быть выделены важнейшие структурные уровни. В основе такого выделения – специфические дискретные структуры и фундаментальные биологические взаимодействия. В таком случае выделяют:

1) молекулярно-генетический уровень – уровень белков, нуклеиновых кислот и связанных с ними процессов, на котором элементарными структурными единицами являются гены. Важнейшей задачей биологии на этом уровне является изучение механизмов передачи генной информации, наследственности и изменчивости. Также ученые изучают процессы эволюции и загадку происхождения и сущности жизни;

2) онтогенетический уровень – на этом уровне изучается жизнедеятельность отдельных биологических индивидов, которыми могут быть как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Хотя многоклеточные организмы намного сложнее одной живой клетки, все они обладают системной организацией и выступают как единое целое. Сам термин онтогенез был введен Э. Геккелем для обозначения особенностей структурной и функциональной организации отдельных организмов.

Сегодня под онтогенезом понимают саморегулирующуюся иерархическую систему, определяющую согласованную реализацию наследственных признаков и функций, осуществляемых в пределах автономной живой особи.

Поэтому на онтогенетическом уровне организм изучается как единое целое. Минимальной живой системой, кирпичиком жизни является клетка, изучением которой занимается цитология. Изучением функционирования и развития многоклеточных живых организмов занимается физиология. До сих пор открытым остается вопрос о выяснении закономерностей регуляции внутриклеточных процессов, функций клетки и механизма включения генов в процессе клеточной дифференциации. Также пока не создана общая теория онтогенеза;

3) популяционно-биоценотический уровень – это надорганиз-менный уровень жизни. Он связан с тем, что особи в природе не изолированы друг от друга, а объединены в различные биосистемы. Важнейшей из таких систем является

популяция – совокупность особей одного вида, населяющих определенную территорию, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других особей своего вида.

Вид существует только через популяции, представляющие генетически закрытые системы. Они же являются элементарными единицами эволюции, так как только их изменение приводит к появлению новых видов. Исследование эволюционных процессов на уровне популяций является предметом исследования эволюционной биологии.

Еще одной важной надорганизменной системой является

биоценоз – сообщество организмов разных видов, населяющих определенную территорию. Биоценозы состоят из нескольких популяций.

Изучением популяционно-биоценотического уровня жизни занимается популяционная биология. В ее рамках развивается биологическое направление, изучающее популяции и биоценозы, тесно связанные между собой и окружающей средой. Необходимо изучить пространственную структуру и границы популяций, а также поведение животных в популяциях (этологическую структуру популяций). Но популяция – метаболически незамкнутая структура, поэтому в условиях изоляции она существовать не может. Самодостаточной системой является биоценоз, в рамках которого может осуществляться круговорот веществ в природе. Тем не менее, изучение трофических связей между популяциями является важнейшей задачей науки;

4) биосферный уровень – это еще более высокий надорганиз-менный уровень биогеоценозов, живого вещества и биосферы Земли.

Биогеоценоз (экосистема) – взаимообусловленный комплекс живых и абиотических (неживых) компонентов, связанных между собой обменом веществом и энергией.

Он представляет собой продукт совместного исторического развития многих видов растений и животных, в ходе которого виды приспосабливались друг к другу и к окружающей среде. Вся совокупность биогеоценозов планеты образует биосферу Земли.

Биосфера – это живое вещество планеты (совокупность всех живых организмов планеты, включая человека) и преобразованная им окружающая среда. Иными словами, биосфера – это живые организмы Земли и то пространство, на котором они обитают.

На этом уровне изучается круговорот вещества и энергии: каждое живое существо благодаря цепям питания после окончания жизненного цикла возвращает природе все, что было взято у нее. Таким образом, биосфера является единой экологической системой. Изучение функционирования этой системы, ее строения и функций является важнейшей задачей биологии на этом уровне жизни.