Cosa si riferisce al livello molecolare dell'organizzazione della vita. Livelli di base dell'organizzazione della vita

Il mondo della fauna è un insieme di sistemi biologici di diversi livelli di organizzazione e di diversa subordinazione. Sono in costante interazione. Esistono diversi livelli di materia vivente:

Molecolare- qualsiasi sistema vivente, per quanto complesso sia organizzato, si manifesta a livello di funzionamento delle macromolecole biologiche: acidi nucleici, proteine, polisaccaridi, nonché importanti sostanze organiche. Da questo livello iniziano i processi più importanti della vita dell'organismo: metabolismo e conversione dell'energia, trasmissione di informazioni ereditarie, ecc. - il livello più antico della struttura della natura vivente, al confine con la natura inanimata.

Cellulare- una cellula è un'unità strutturale e funzionale, anche un'unità di riproduzione e sviluppo di tutti gli organismi viventi che vivono sulla Terra. Non ci sono forme di vita non cellulari e l'esistenza di virus conferma solo questa regola, poiché possono mostrare le proprietà dei sistemi viventi solo nelle cellule.

Fazzoletto di carta- Il tessuto è un insieme di cellule simili nella struttura, unite dallo svolgimento di una funzione comune.

Organo- nella maggior parte degli animali, un organo è una combinazione strutturale e funzionale di diversi tipi di tessuti. Ad esempio, la pelle umana come organo comprende l'epitelio e il tessuto connettivo, che insieme svolgono una serie di funzioni, tra cui la più significativa è quella protettiva.

Organismo- un organismo multicellulare è un sistema integrale di organi specializzati per svolgere varie funzioni. Differenze tra piante e animali nella struttura e nei metodi di alimentazione. Il rapporto degli organismi con l'ambiente, la loro adattabilità ad esso.

popolazione-specie- un insieme di organismi della stessa specie, uniti da un habitat comune, crea una popolazione come un sistema di ordine sovra-organismo. In questo sistema si realizzano le più semplici, elementari trasformazioni evolutive.

Biogeocenotico- biogeocenosi - un insieme di organismi di specie diverse e di varia complessità organizzativa, tutti fattori ambientali.

biosferico La biosfera è il più alto livello di organizzazione della materia vivente sul nostro pianeta, compresa tutta la vita sulla Terra. Pertanto, la natura vivente è un sistema gerarchico organizzato in modo complesso.

2. Riproduzione a livello cellulare, mitosi e suo ruolo biologico

Mitosi (dal greco mitos - filo), un tipo di divisione cellulare, a seguito della quale le cellule figlie ricevono materiale genetico identico a quello contenuto nella cellula madre. La cariocinesi, divisione cellulare indiretta, è il metodo più comune di riproduzione cellulare (riproduzione), che garantisce l'identica distribuzione del materiale genetico tra le cellule figlie e la continuità dei cromosomi in un certo numero di generazioni cellulari.

Riso. 1. Schema di mitosi: 1, 2 - profase; 3 - prometafase; 4 - metafase; 5 - anafase; 6 - telofase precoce; 7 - telofase tardiva

Il significato biologico della mitosi è determinato dalla combinazione del raddoppio dei cromosomi in essa contenuti mediante la loro scissione longitudinale e la distribuzione uniforme tra le cellule figlie. L'inizio della mitosi è preceduto da un periodo di preparazione, compreso l'accumulo di energia, la sintesi dell'acido desossiribonucleico (DNA) e la riproduzione dei centrioli. La fonte di energia è ricca di energia, o i cosiddetti composti macroergici. La mitosi non è accompagnata da un aumento della respirazione, poiché nell'interfase si verificano processi ossidativi (il riempimento della "riserva energetica dell'ara"). Il riempimento e lo svuotamento periodico della riserva energetica dell'ara è la base dell'energia della mitosi.

Le fasi della mitosi sono le seguenti. Processo unico. La mitosi è solitamente suddivisa in 4 fasi: profase, metafase, anafase e telofase.

Riso. Fig. 2. Mitosi nelle cellule meristematiche della radice di cipolla (micrografia). Interfase

A volte descrivono un'altra fase che precede l'inizio della profase - preprofase (antifase). Preprophase - stadio sintetico Mitosi, corrispondente alla fine dell'interfase (periodi S-G 2). include la duplicazione del DNA e la sintesi del materiale dell'APPARECCHIO MITOTICO. PROFASE RIORGANIZZAZIONE del nucleo con CONDENSAZIONE e spiralizzazione del CROMOSOMA, distruzione della membrana nucleare e formazione dell'apparato mitotico attraverso la sintesi di proteine ed il loro "assemblaggio" in un sistema di SPINDLE orientato.DIVISIONE CELLULARE.

Riso. Fig. 3. Mitosi nei cespi meristematici della radice di cipolla (micrografia). Profase (figura intricata)

Riso. 4. Mitosi nelle cellule meristematiche della radice di cipolla (micrografia). Profase tardiva (distruzione della membrana nucleare)

METAFASE - consiste nel movimento dei CROMOSOMI sul piano equatoriale (metachinesi, o prometafase), nella formazione della PLACCA equatoriale ("stella madre") e nella separazione dei cromatidi, o cromosomi fratelli.

Riso. Fig. 5. Mitosi nelle cellule meristematiche della radice di cipolla (micrografia). prometafase

Fig.6. Mitosi nelle cellule meristematiche della radice di cipolla (micrografia). metafase

Riso. Fig. 7. Mitosi nelle cellule meristematiche della radice di cipolla (micrografia). Anafase

Anafase: lo stadio di divergenza dei cromosomi ai poli. Il movimento anafase è associato all'allungamento dei filamenti centrali di VERETIN, che allontana i poli mitotici, e all'accorciamento dei MICROTUBI cromosomici dell'apparato mitotico. L'allungamento dei filamenti centrali del MANDRINO avviene o per la POLARIZZAZIONE delle "macromolecole di riserva" che completano la costruzione dei MICROTUBI del fuso, oppure per la disidratazione di tale struttura. L'accorciamento dei microtubuli cromosomici è fornito dalle PROPRIETA' delle proteine contrattili dell'apparato mitotico, che sono capaci di contrarsi senza addensarsi. TELOFASE - consiste nella ricostruzione dei nuclei figli dai cromosomi raccolti ai poli, nella divisione del corpo cellulare (CITOTIMIA, CITOCINESI) e nella distruzione finale dell'apparato mitotico con la FORMAZIONE di un corpo intermedio. La ricostruzione dei nuclei figli è associata alla desperalizzazione cromosomica, al RIPRISTINO del nucleolo e dell'involucro nucleare. La citotomia viene effettuata mediante la formazione di una piastra cellulare (in una cellula vegetale) o mediante la formazione di un solco di fissione (in una cellula animale).

Fig.8. Mitosi nelle cellule meristematiche della radice di cipolla (micrografia). Telofase precoce

Riso. Fig. 9. Mitosi nelle cellule meristematiche della radice di cipolla (micrografia). telofase tardiva

Il meccanismo della citotomia è associato o alla contrazione dell'anello gelatinizzato del CYTOPLASMA che circonda l'EQUATOR (l'ipotesi dell'"anello contrattile") o all'espansione della superficie cellulare dovuta al raddrizzamento delle catene proteiche ad anello (l'"anello contrattile") ipotesi espansione MEMBRANA”)

Durata della mitosi- dipende dalle dimensioni delle cellule, dalla loro ploidia, dal numero di nuclei, nonché dalle condizioni ambientali, in particolare dalla temperatura. La mitosi dura 30-60 minuti nelle cellule animali e 2-3 ore nelle cellule vegetali. Fasi più lunghe della mitosi associate ai processi di sintesi (preprofase, profase, telofase) l'auto-movimento dei cromosomi (metachinesi, anafase) viene eseguito rapidamente.

IL SIGNIFICATO BIOLOGICO DELLA MITOSI - la costanza della struttura e il corretto funzionamento degli organi e dei tessuti di un organismo multicellulare sarebbero impossibili senza la conservazione dello stesso insieme di materiale genetico in innumerevoli generazioni cellulari. La mitosi fornisce importanti manifestazioni dell'attività vitale: sviluppo embrionale, crescita, ripristino di organi e tessuti dopo il danno, mantenimento dell'integrità strutturale dei tessuti con costante perdita di cellule nel corso del loro funzionamento (sostituzione di eritrociti morti, cellule della pelle, epitelio intestinale , ecc.) Nei protozoi, la mitosi fornisce la riproduzione asessuata.

3. Gametogenesi, caratterizzazione delle cellule germinali, fecondazione

Cellule sessuali (gameti) - Gli spermatozoi maschili e le uova (o uova) femminili si sviluppano nelle ghiandole sessuali. Nel primo caso, il percorso del loro sviluppo è chiamato SPERMATOGENESI (dal greco sperma - seme e genesi - origine), nel secondo - OVOGENESI (dal latino ovo - uovo)

I gameti sono cellule sessuali, la loro partecipazione alla fecondazione, la formazione di uno zigote (la prima cellula di un nuovo organismo). Il risultato della fecondazione è il raddoppio del numero di cromosomi, il ripristino del loro insieme diploide nello zigote.Le caratteristiche dei gameti sono un unico insieme aploide di cromosomi rispetto all'insieme diploide di cromosomi nelle cellule del corpo2. Stadi di sviluppo delle cellule germinali: 1) aumento per mitosi del numero di cellule germinali primarie con un insieme diploide di cromosomi, 2) crescita delle cellule germinali primarie, 3) maturazione delle cellule germinali.

FASI DELLA GAMETOGENESI - nel processo di sviluppo sessuale sia degli spermatozoi che delle uova, si distinguono le fasi (fig.). Il primo stadio è il periodo di riproduzione, in cui le cellule germinali primarie si dividono per mitosi, a seguito della quale il loro numero aumenta. Durante la spermatogenesi, la riproduzione delle cellule germinali primarie è molto intensa. Inizia con l'inizio della pubertà e procede durante l'intero periodo riproduttivo. La riproduzione delle cellule germinali primarie femminili nei vertebrati inferiori continua quasi per tutta la vita. Nell'uomo, queste cellule si moltiplicano con la massima intensità solo nel periodo di sviluppo prenatale. Dopo la formazione delle ghiandole sessuali femminili - le ovaie, le cellule germinali primarie smettono di dividersi, la maggior parte muore e viene assorbita, il resto rimane dormiente fino alla pubertà.

La seconda fase è il periodo di crescita. Nei gameti maschili immaturi, questo periodo è espresso in modo non nitido. Le dimensioni dei gameti maschili aumentano leggermente. Al contrario, le uova future - gli ovociti a volte aumentano centinaia, migliaia e persino milioni di volte. In alcuni animali, gli ovociti crescono molto rapidamente - entro pochi giorni o settimane, in altri la crescita continua per mesi e anni. La crescita degli ovociti viene effettuata a causa di sostanze formate da altre cellule del corpo.

Il terzo stadio è il periodo di maturazione, o meiosi (Fig. 1).

Riso. 9. Schema di formazione delle cellule germinali

Le cellule che entrano nel periodo della meiosi contengono un insieme diploide di cromosomi e già raddoppiano la quantità di DNA (2n 4c).

Nel processo di riproduzione sessuale, gli organismi di qualsiasi specie di generazione in generazione mantengono il loro numero caratteristico di cromosomi. Ciò è ottenuto dal fatto che prima della fusione delle cellule germinali - fecondazione - nel processo di maturazione, il numero di cromosomi diminuisce (riduce) in essi, ad es. da un insieme diploide (2n) si forma un insieme aploide (n). I modelli di meiosi nelle cellule germinali maschili e femminili sono essenzialmente gli stessi.

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Esistono tali livelli di organizzazione della materia vivente - livelli di organizzazione biologica: molecolare, cellulare, tissutale, organo, organismo, popolazione-specie ed ecosistema.

Livello di organizzazione molecolare- questo è il livello di funzionamento delle macromolecole biologiche - biopolimeri: acidi nucleici, proteine, polisaccaridi, lipidi, steroidi. Da questo livello iniziano i processi vitali più importanti: metabolismo, conversione di energia, trasmissione di informazioni ereditarie. Questo livello è studiato: biochimica, genetica molecolare, biologia molecolare, genetica, biofisica.

Questo è il livello delle cellule (cellule di batteri, cianobatteri, animali unicellulari e alghe, funghi unicellulari, cellule di organismi multicellulari). Una cellula è un'unità strutturale del vivente, un'unità funzionale, un'unità di sviluppo. Questo livello è studiato da citologia, citochimica, citogenetica, microbiologia.

Livello di organizzazione tissutale- Questo è il livello in cui si studia la struttura e il funzionamento dei tessuti. Questo livello è studiato dall'istologia e dall'istochimica.

Livello di organizzazione dell'organo- Questo è il livello degli organi degli organismi multicellulari. Anatomia, fisiologia, embriologia studiano questo livello.

Livello di organizzazione dell'organismo- questo è il livello degli organismi unicellulari, coloniali e multicellulari. La specificità del livello organismico è che a questo livello avviene la decodifica e l'implementazione dell'informazione genetica, la formazione di caratteristiche inerenti agli individui di una data specie. Questo livello è studiato dalla morfologia (anatomia ed embriologia), fisiologia, genetica, paleontologia.

Livello di popolazione-specieè il livello degli aggregati di individui - popolazioni e specie. Questo livello è studiato da sistematica, tassonomia, ecologia, biogeografia, genetica delle popolazioni. A questo livello si studiano le caratteristiche genetiche ed ecologiche delle popolazioni, i fattori evolutivi elementari e il loro impatto sul patrimonio genetico (microevoluzione), il problema della conservazione delle specie.

Livello di organizzazione dell'ecosistema- questo è il livello dei microecosistemi, dei mesoecosistemi, dei macroecosistemi. A questo livello vengono studiati i tipi di nutrizione, i tipi di relazioni tra organismi e popolazioni in un ecosistema, la dimensione della popolazione, la dinamica della popolazione, la densità della popolazione, la produttività dell'ecosistema, le successioni. Questo livello studia l'ecologia.

Assegna anche livello di organizzazione biosferica materia vivente. La biosfera è un gigantesco ecosistema che occupa parte dell'involucro geografico della Terra. Questo è un mega ecosistema. Nella biosfera c'è un ciclo di sostanze ed elementi chimici, così come la conversione dell'energia solare.

2. Gli acidi nucleici (DNA e RNA) e le proteine attirano l'attenzione come substrato della vita. Gli acidi nucleici sono composti chimici complessi contenenti carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto e fosforo. Il DNA è il materiale genetico delle cellule e determina la specificità chimica dei geni. Sotto il controllo del DNA avviene la sintesi proteica, a cui partecipa l'RNA. Tutti gli organismi viventi in natura sono costituiti dagli stessi livelli di organizzazione; questo è un modello biologico caratteristico comune a tutti gli organismi viventi. Si distinguono i seguenti livelli di organizzazione degli organismi viventi: Livello molecolare-genetico.

Questo è il livello più elementare caratteristico della vita. Non importa quanto sia complessa o semplice la struttura di qualsiasi organismo vivente, sono tutti costituiti dagli stessi composti molecolari. Un esempio di ciò sono gli acidi nucleici, le proteine, i carboidrati e altri complessi complessi molecolari di sostanze organiche e inorganiche.

A volte sono chiamate sostanze macromolecolari biologiche. A livello molecolare avvengono vari processi vitali degli organismi viventi: metabolismo, conversione di energia. Con l'aiuto del livello molecolare, viene effettuato il trasferimento di informazioni ereditarie, si formano i singoli organelli e si verificano altri processi.

Livello cellulare.

La cellula è l'unità strutturale e funzionale di tutti gli organismi viventi sulla Terra. I singoli organelli nella cellula hanno una struttura caratteristica e svolgono una funzione specifica. Le funzioni dei singoli organelli nella cellula sono interconnesse e svolgono processi vitali comuni.

Negli organismi unicellulari (alghe e protozoi unicellulari), tutti i processi vitali hanno luogo in una cellula e una cellula esiste come organismo separato. Ricorda alghe unicellulari, clamidomona, clorella e protozoi - amebe, infusori, ecc. Negli organismi multicellulari, una cellula non può esistere come organismo separato, ma è un'unità strutturale elementare dell'organismo.

livello dei tessuti.

Un insieme di cellule e sostanze intercellulari simili per origine, struttura e funzioni forma un tessuto. Il livello tissutale è tipico solo per gli organismi multicellulari. Inoltre, i singoli tessuti non sono un organismo olistico indipendente. Ad esempio, i corpi degli animali e degli esseri umani sono costituiti da quattro diversi tessuti (epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso). I tessuti vegetali sono chiamati: educativi, tegumentari, di supporto, conduttivi ed escretori. Richiama la struttura e le funzioni dei singoli tessuti.

Livello d'organo.

Negli organismi multicellulari, l'unione di diversi tessuti identici, simili per struttura, origine e funzioni, forma il livello dell'organo. Ogni organo contiene diversi tessuti, ma tra questi uno è il più significativo. Un organo separato non può esistere come un intero organismo. Diversi organi, simili per struttura e funzione, si uniscono per formare un sistema di organi, ad esempio la digestione, la respirazione, la circolazione sanguigna, ecc.

Livello di organismo.

Le piante (chlamydomonas, chlorella) e gli animali (ameba, infusori, ecc.), i cui corpi sono costituiti da una cellula, sono un organismo indipendente. Un individuo separato di organismi multicellulari è considerato un organismo separato. In ogni singolo organismo avvengono tutti i processi vitali caratteristici di tutti gli organismi viventi: nutrizione, respirazione, metabolismo, irritabilità, riproduzione, ecc. Ogni organismo indipendente lascia la prole.

Negli organismi multicellulari, cellule, tessuti, organi e sistemi di organi non sono un organismo separato. Solo un sistema integrale di organi specializzati nell'esecuzione di varie funzioni forma un organismo separato e indipendente. Lo sviluppo di un organismo, dalla fecondazione alla fine della vita, richiede un certo periodo di tempo. Questo sviluppo individuale di ogni organismo è chiamato ontogenesi. Un organismo può esistere in stretta relazione con l'ambiente.

Livello di popolazione-specie.

Un aggregato di individui di una specie o di un gruppo che esiste da molto tempo in una certa parte dell'areale relativamente distante da altri aggregati della stessa specie costituisce una popolazione. A livello di popolazione si realizzano le più semplici trasformazioni evolutive, che contribuiscono al graduale emergere di una nuova specie.

Livello biogeocenotico.

La totalità degli organismi di specie diverse e di organizzazione di varia complessità, adattata alle stesse condizioni ambientali, è chiamata biogeocenosi, o comunità naturale. La composizione della biogeocenosi comprende numerosi tipi di organismi viventi e condizioni ambientali. Nelle biogeocenosi naturali, l'energia viene accumulata e trasferita da un organismo all'altro. La biogeocenosi comprende composti inorganici, organici e organismi viventi.

livello biosferico.

La totalità di tutti gli organismi viventi sul nostro pianeta e il loro habitat naturale comune costituisce il livello biosferico. A livello biosferico, la biologia moderna risolve problemi globali, come la determinazione dell'intensità della formazione di ossigeno libero da parte della copertura vegetale terrestre o le variazioni della concentrazione di anidride carbonica nell'atmosfera associate alle attività umane.

In particolare, le proprietà degli esseri viventi possono essere chiamate:

1. Autorinnovamento, che è associato a un costante scambio di materia ed energia, e che si basa sulla capacità di immagazzinare e utilizzare informazioni biologiche sotto forma di molecole informative uniche: proteine e acidi nucleici.

2. Autoriproduzione, che assicura la continuità tra generazioni di sistemi biologici.

3. Autoregolazione, che si basa sul flusso di materia, energia e informazione.

4. La maggior parte dei processi chimici nel corpo non sono in uno stato dinamico.

5. Gli organismi viventi sono in grado di crescere.

permanente, che trascorrono il loro intero ciclo vitale nell'organismo ospite, utilizzandolo come fonte di cibo e habitat (ad esempio ascaridi, tenie, pidocchi);

un) intracavitaria - localizzato in cavità collegate all'ambiente esterno (ad esempio nell'intestino - ascaridi, tricocefali);

b) fazzoletto di carta localizzato nei tessuti e nelle cavità chiuse; (p. es., trematode epatico, tenia cisticerchi);

in) intracellulare- localizzato nelle cellule; (es. plasmodia malarica, toxoplasma).

aggiuntivo, o secondi ospiti intermedi (es. pesce per il trematode del gatto);

1) Alimentare(attraverso la bocca con il cibo) - uova di elminti, cisti di protozoi in caso di mancato rispetto delle regole di igiene personale e igiene alimentare (verdure, frutta); larve di elminti (trichinella) e forme vegetative di protozoi (toxoplasma) con lavorazione culinaria insufficiente dei prodotti a base di carne.

2) Aviotrasportato(attraverso le mucose delle vie respiratorie) - virus (influenza) e batteri (difterite, peste) e alcuni protozoi (toxoplasma).

3) Contatta la famiglia(contatto diretto con una persona malata o animale, attraverso biancheria e articoli per la casa) - uova di elminti da contatto (ossiuri, tenia nana) e molti artropodi (pidocchi, scabbia).

4) Trasmissibile- con la partecipazione del vettore - artropode:

un) inoculazione - attraverso la proboscide durante l'aspirazione del sangue (plasmodia malarica, tripanosomi);

b) contaminazione- quando si grattano e si strofinano gli escrementi o l'emolinfa portatrice sulla pelle (tifo schifoso, peste).

Transplacentare(attraverso la placenta) - toxoplasma, plasmodia malarico.

Sessuale(durante il rapporto sessuale) - Virus dell'AIDS, Trichomonas.

Trasfusione(durante la trasfusione di sangue) - Virus dell'AIDS, plasmodia malarico, tripanosomi.

a) altamente adattato(le contraddizioni nel sistema praticamente non compaiono);

Si distinguono le seguenti forme di manifestazione della specificità:

d'attualità: una certa localizzazione nell'ospite (pidocchi del capo e del corpo, acari della scabbia, elminti intestinali);

età(ossiuri e tenia nana colpiscono più spesso i bambini);

di stagione(focolai di dissenteria amebica sono associati al periodo primaverile-estivo, trichinosi - al periodo autunno-inverno).

Tutti gli esseri viventi sul pianeta sono divisi in diversi gruppi e sistemi. La biologia lo dice allo studente anche nelle classi elementari del liceo. Ora voglio studiare in dettaglio i livelli di organizzazione della fauna selvatica, di conseguenza, presentando tutte le conoscenze acquisite in una tabella concisa e di facile comprensione.

Un po' sui livelli

In generale, la scienza ha 8 di questi livelli. Ma qual è il principio di divisione? Qui tutto è semplice: ogni livello successivo incorpora tutti i precedenti. Cioè, è più grande e più corposo, più voluminoso e più pieno.

Livello uno - Molecolare

Questo livello è studiato in dettaglio dalla biologia molecolare. Di cosa si tratta? Qual è la struttura delle proteine, quali funzioni svolgono, quali sono gli acidi nucleici e il loro lavoro in genetica, sintesi proteica, RNA e DNA: tutti questi processi sono caricati a livello molecolare. È qui che iniziano i processi vitali più importanti di tutti gli organismi: il metabolismo, la produzione di energia necessaria per l'esistenza, ecc. Gli scienziati sostengono che questo livello difficilmente può essere definito vivo, è piuttosto considerato chimico.

Livello due - cellulare

Cosa c'è di interessante nel livello cellulare di organizzazione della natura vivente? Segue il molecolare e, come suggerisce il nome, si occupa delle cellule. La biologia di queste particelle è studiata da una scienza come la citologia. La cellula stessa è la più piccola particella indivisibile del corpo umano. Qui vengono considerati tutti i processi che sono direttamente correlati all'attività vitale della cellula.

Livello tre - tessuto

Gli specialisti chiamano anche questo livello multicellulare. E questo non è sorprendente. Dopotutto, infatti, il tessuto è un insieme di cellule che hanno quasi la stessa struttura e funzioni simili. Se parliamo di quelle scienze che studiano questo livello, allora stiamo parlando della stessa istologia, oltre che dell'istochimica.

Livello quattro - organo

Considerando i livelli di organizzazione della natura vivente, è necessario parlare anche dell'organo. Perché è speciale? Quindi, gli organi sono formati dai tessuti negli organismi multicellulari e dagli organelli negli organismi unicellulari. Le scienze che si occupano di questi problemi sono l'anatomia, l'embriologia, la fisiologia, la botanica e la zoologia.

Va anche notato che, quando studiano i livelli di organizzazione della natura vivente, gli esperti a volte combinano tessuti e organismi in un unico capitolo. Dopotutto, sono molto legati tra loro. In questo caso, stiamo parlando del livello organo-tessuto.

Quinto livello - organismico

Il livello successivo è chiamato "organismal" nella scienza. In cosa differisce dai precedenti? Oltre al fatto che include nella sua composizione i precedenti livelli di organizzazione della fauna selvatica, c'è anche una divisione in regni: animali, piante e funghi. È coinvolto nei seguenti processi:

Cibo.
Riproduzione.
Metabolismo (oltre che a livello cellulare).
Interazione non solo tra organismi, ma anche con l'ambiente.

In effetti, ci sono ancora molte funzioni. Questa sezione si occupa di scienze come la genetica, la fisiologia, l'anatomia, la morfologia.

Il sesto livello - specie di popolazione

Tutto è semplice anche qui. Se alcuni organismi sono morfologicamente simili, cioè hanno all'incirca la stessa struttura e hanno un genotipo simile, gli scienziati li combinano in una specie o popolazione. I principali processi che si verificano qui sono la macroevoluzione (cioè un cambiamento nel corpo sotto l'influenza dell'ambiente), così come l'interazione tra loro (questa può essere sia una lotta per la sopravvivenza che per la riproduzione). Questi processi sono studiati dall'ecologia e dalla genetica.

Settimo livello - biogeocenotico

Il nome è difficile da pronunciare, ma abbastanza semplice. Deriva dalla parola biogeocenosi. Sono già considerati molteplici processi in cui si verifica l'interazione degli organismi. Stiamo parlando di catene alimentari, di competizione e riproduzione, di reciproca influenza degli organismi e dell'ambiente gli uni sugli altri. Questi problemi sono affrontati da una scienza come l'ecologia.

L'ultimo, ottavo livello è biosferico

Già qui la biologia è chiamata a risolvere tutti i problemi globali. In fondo, infatti, la biosfera è un immenso ecosistema dove avviene la circolazione di elementi e sostanze chimiche, i processi di conversione dell'energia per garantire l'attività vitale di tutta la vita sulla terra.

Conclusioni semplici

Dopo aver considerato tutti i livelli dell'organizzazione strutturale della natura vivente e, come è diventato chiaro, ce ne sono 8, si può immaginare un'immagine di tutta la vita sulla terra. Dopotutto, solo strutturando le tue conoscenze, puoi comprendere a fondo l'essenza di quanto sopra.


Organismo	O un individuo o un organismo	processi di differenziazione
popolazione-specie	popolazione	Ci sono processi di cambiamento del genotipo in questa popolazione
Biogeocenotico-biosferico	Biogeocenosi	La circolazione delle sostanze avviene
Genetica molecolare		Attività - il trasferimento di informazioni genetiche all'interno delle cellule

Qual è il modo più semplice per rappresentare i livelli di organizzazione della natura vivente? Il tavolo è ciò che illustra perfettamente qualsiasi materiale. Ma per facilitare la comprensione, gli scienziati spesso mettono nella tabella solo 4 livelli combinati presentati sopra.

I livelli di organizzazione del mondo organico sono stati discreti dei sistemi biologici, caratterizzati da subordinazione, interconnessione e modelli specifici.

I livelli strutturali dell'organizzazione della vita sono estremamente diversi, ma i principali sono molecolari, cellulari, ontogenetici, popolazioni-specie, biocenotici e biosferici.

1. Standard di vita genetico molecolare. I compiti più importanti della biologia in questa fase sono lo studio dei meccanismi di trasmissione dell'informazione genetica, dell'ereditarietà e della variabilità.

Esistono diversi meccanismi di variabilità a livello molecolare. Il più importante di questi è il meccanismo della mutazione genetica: la trasformazione diretta dei geni stessi sotto l'influenza di fattori esterni. I fattori che causano la mutazione sono: radiazioni, composti chimici tossici, virus.

Un altro meccanismo di variabilità è la ricombinazione genica. Tale processo avviene durante la riproduzione sessuale negli organismi superiori. In questo caso, non vi è alcun cambiamento nella quantità totale di informazioni genetiche.

Un altro meccanismo di variabilità è stato scoperto solo negli anni '50. Questa è una ricombinazione non classica di geni, in cui vi è un aumento generale della quantità di informazioni genetiche dovuto all'inclusione di nuovi elementi genetici nel genoma cellulare. Molto spesso, questi elementi vengono introdotti nella cellula dai virus.

2. Livello cellulare. Oggi, la scienza ha stabilito in modo affidabile che la più piccola unità indipendente della struttura, del funzionamento e dello sviluppo di un organismo vivente è una cellula, che è un sistema biologico elementare capace di autorinnovarsi, auto-riproduzione e sviluppo. La citologia è una scienza che studia una cellula vivente, la sua struttura, funzionando come un sistema vivente elementare, esplora le funzioni dei singoli componenti cellulari, il processo di riproduzione cellulare, l'adattamento alle condizioni ambientali, ecc. La citologia studia anche le caratteristiche delle cellule specializzate, la formazione delle loro funzioni speciali e lo sviluppo di strutture cellulari specifiche. Pertanto, la citologia moderna è stata chiamata fisiologia cellulare.

Un progresso significativo nello studio delle cellule si è verificato all'inizio del XIX secolo, quando il nucleo cellulare è stato scoperto e descritto. Sulla base di questi studi, è stata creata la teoria cellulare, che è diventata il più grande evento in biologia nel 19° secolo. Fu questa teoria che servì come base per lo sviluppo dell'embriologia, della fisiologia e della teoria dell'evoluzione.

La parte più importante di tutte le cellule è il nucleo, che immagazzina e riproduce le informazioni genetiche, regola i processi metabolici nella cellula.

Tutte le celle sono divise in due gruppi:

Procarioti: cellule prive di nucleo

gli eucarioti sono cellule che contengono nuclei

Studiando una cellula vivente, gli scienziati hanno attirato l'attenzione sull'esistenza di due tipi principali della sua nutrizione, che hanno permesso di dividere tutti gli organismi in due tipi:

Autotrofi: producono i propri nutrienti

· Eterotrofi - non può fare a meno di alimenti biologici.

Successivamente sono stati chiariti fattori così importanti come la capacità degli organismi di sintetizzare le sostanze necessarie (vitamine, ormoni), fornirsi energia, dipendenza dall'ambiente ecologico, ecc.. Pertanto, la natura complessa e differenziata delle relazioni indica la necessità per un approccio sistematico allo studio della vita a livello ontogenetico.

3. Livello ontogenetico. organismi pluricellulari. Questo livello è sorto come risultato della formazione di organismi viventi. L'unità di base della vita è l'individuo e il fenomeno elementare è l'ontogenesi. La fisiologia si occupa dello studio del funzionamento e dello sviluppo degli organismi viventi multicellulari. Questa scienza considera i meccanismi d'azione delle varie funzioni di un organismo vivente, il loro rapporto tra loro, la regolazione e l'adattamento all'ambiente esterno, l'origine e la formazione nel processo di evoluzione e sviluppo individuale di un individuo. In effetti, questo è il processo di ontogenesi: lo sviluppo dell'organismo dalla nascita alla morte. In questo caso si verificano crescita, movimento delle singole strutture, differenziazione e complicazione dell'organismo.

Tutti gli organismi multicellulari sono composti da organi e tessuti. I tessuti sono un gruppo di cellule fisicamente connesse e sostanze intercellulari per svolgere determinate funzioni. Il loro studio è oggetto di istologia.

Gli organi sono unità funzionali relativamente grandi che combinano vari tessuti in determinati complessi fisiologici. A loro volta, gli organi fanno parte di unità più grandi: i sistemi corporei. Tra questi ci sono i sistemi nervoso, digestivo, cardiovascolare, respiratorio e altri. Solo gli animali hanno organi interni.

4. Livello demografico-biocenotico. Questo è un livello sovra-organismo della vita, la cui unità di base è la popolazione. A differenza di una popolazione, una specie è un insieme di individui che sono simili per struttura e proprietà fisiologiche, hanno un'origine comune, possono incrociarsi liberamente e produrre una prole fertile. Una specie esiste solo attraverso popolazioni che rappresentano sistemi geneticamente aperti. La biologia delle popolazioni è lo studio delle popolazioni.

Il termine "popolazione" fu introdotto da uno dei fondatori della genetica, V. Johansen, che lo definì un insieme geneticamente eterogeneo di organismi. Successivamente, la popolazione iniziò a essere considerata un sistema integrale, in continua interazione con l'ambiente. Sono le popolazioni i veri sistemi attraverso i quali esistono le specie di organismi viventi.

Le popolazioni sono sistemi geneticamente aperti, poiché l'isolamento delle popolazioni non è assoluto e lo scambio di informazioni genetiche di volta in volta non è possibile. Sono le popolazioni che agiscono come unità elementari dell'evoluzione; i cambiamenti nel loro patrimonio genetico portano all'emergere di nuove specie.

Le popolazioni capaci di esistenza e trasformazione indipendenti sono unite nell'aggregato del successivo livello sovraorganismo: le biocenosi. Biocenosi - un insieme di popolazioni che vivono in una determinata area.

La biocenosi è un sistema chiuso alle popolazioni straniere, per le sue popolazioni costituenti è un sistema aperto.

5. Livello biogeocetonico. La biogeocenosi è un sistema stabile che può esistere a lungo. L'equilibrio in un sistema vivente è dinamico, cioè rappresenta un movimento costante attorno a un certo punto di stabilità. Per il suo funzionamento stabile, è necessario avere un feedback tra i suoi sottosistemi di controllo e di esecuzione. Questo modo di mantenere un equilibrio dinamico tra i vari elementi della biogeocenosi, causato dalla riproduzione in massa di alcune specie e dalla riduzione o scomparsa di altre, che porta ad un cambiamento nella qualità dell'ambiente, è chiamato disastro ecologico.

La biogeocenosi è un sistema di autoregolazione integrale in cui si distinguono diversi tipi di sottosistemi. I sistemi primari sono produttori che elaborano direttamente la materia inanimata; consumatori - un livello secondario in cui materia ed energia si ottengono attraverso l'uso dei produttori; poi arrivano i consumatori di secondo ordine. Ci sono anche spazzini e decompositori.

Il ciclo delle sostanze attraversa questi livelli nella biogeocenosi: la vita è coinvolta nell'uso, nella lavorazione e nel restauro delle varie strutture. Nella biogeocenosi - un flusso di energia unidirezionale. Questo lo rende un sistema aperto, continuamente connesso con le biogeocenosi vicine.

L'autoregolamentazione del biogeocens procede tanto più con successo quanto più diversificato è il numero dei suoi elementi costitutivi. La stabilità delle biogeocenosi dipende anche dalla diversità dei suoi componenti. La perdita di uno o più componenti può portare ad uno squilibrio irreversibile e alla sua morte come sistema integrale.

6. Livello della biosfera. Questo è il livello più alto di organizzazione della vita, che copre tutti i fenomeni della vita sul nostro pianeta. La biosfera è la sostanza vivente del pianeta e dell'ambiente da esso trasformato. Il metabolismo biologico è un fattore che unisce tutti gli altri livelli di organizzazione della vita in un'unica biosfera. A questo livello c'è una circolazione di sostanze e la trasformazione di energia associata all'attività vitale di tutti gli organismi viventi che vivono sulla Terra. Pertanto, la biosfera è un unico sistema ecologico. Lo studio del funzionamento di questo sistema, della sua struttura e delle sue funzioni è il compito più importante della biologia a questo livello della vita. L'ecologia, la biocenologia e la biogeochimica sono impegnate nello studio di questi problemi.

Lo sviluppo della dottrina della biosfera è indissolubilmente legato al nome dell'eccezionale scienziato russo V.I. Vernadsky. Fu lui che riuscì a dimostrare la connessione del mondo organico del nostro pianeta, agendo come un unico insieme inseparabile, con i processi geologici sulla Terra. Vernadsky ha scoperto e studiato le funzioni biogeochimiche della materia vivente.

Grazie alla migrazione biogenica degli atomi, la materia vivente svolge le sue funzioni geochimiche. La scienza moderna identifica cinque funzioni geochimiche svolte dalla materia vivente.

1. La funzione di concentrazione si esprime nell'accumulo di alcuni elementi chimici all'interno degli organismi viventi a causa della loro attività. Il risultato di ciò fu l'emergere di riserve minerarie.

2. La funzione di trasporto è strettamente correlata alla prima funzione, poiché gli organismi viventi portano gli elementi chimici di cui hanno bisogno, che poi si accumulano nei loro habitat.

3. La funzione energetica fornisce flussi di energia che penetrano nella biosfera, il che consente di svolgere tutte le funzioni biogeochimiche della materia vivente.

4. Funzione distruttiva - la funzione di distruzione e lavorazione dei resti organici, durante questo processo, le sostanze accumulate dagli organismi vengono restituite ai cicli naturali, esiste un ciclo di sostanze in natura.

5. Funzione di formazione della media - trasformazione dell'ambiente sotto l'influenza della materia vivente. L'intero aspetto moderno della Terra: la composizione dell'atmosfera, l'idrosfera, lo strato superiore della litosfera; la maggior parte dei minerali; il clima è il risultato dell'azione della Vita.