Kas reiškia molekulinį gyvybės organizavimo lygį. Pagrindiniai gyvenimo organizavimo lygiai
Laukinės gamtos pasaulis – tai įvairaus organizuotumo ir skirtingo pavaldumo biologinių sistemų visuma. Jie nuolat sąveikauja. Yra keli gyvosios medžiagos lygiai:
Molekulinė- bet kuri gyva sistema, kad ir kokia sudėtinga ji būtų organizuota, pasireiškia biologinių makromolekulių funkcionavimo lygmeniu: nukleorūgščių, baltymų, polisacharidų, taip pat svarbių organinių medžiagų. Nuo šio lygmens prasideda svarbiausi organizmo gyvybinės veiklos procesai: medžiagų apykaita ir energijos konversija, paveldimos informacijos perdavimas ir kt.- seniausias gyvosios gamtos sandaros lygmuo, besiribojantis su negyvąja gamta.
Ląstelinis- ląstelė yra struktūrinis ir funkcinis vienetas, taip pat visų Žemėje gyvenančių gyvų organizmų dauginimosi ir vystymosi vienetas. Neląstelinių gyvybės formų nėra, o virusų egzistavimas tik patvirtina šią taisyklę, nes gyvų sistemų savybes jie gali parodyti tik ląstelėse.
Audinys- Audinys yra panašios struktūros ląstelių rinkinys, kurį vienija bendros funkcijos atlikimas.
Vargonai- daugumoje gyvūnų organas yra kelių tipų audinių struktūrinis ir funkcinis derinys. Pavyzdžiui, žmogaus oda kaip organas apima epitelį ir jungiamąjį audinį, kurie kartu atlieka daugybę funkcijų, tarp kurių svarbiausia yra apsauginė.
Organinis- daugialąstelis organizmas yra vientisa organų sistema, kuri specializuojasi atlikti įvairias funkcijas. Augalų ir gyvūnų mitybos sandaros ir metodų skirtumai. Organizmų santykis su aplinka, prisitaikymas prie jos.
populiacija-rūšis- tos pačios rūšies organizmų rinkinys, kurį vienija bendra buveinė, sukuria populiaciją kaip viršorganizmo santvarkos sistemą. Šioje sistemoje atliekamos paprasčiausios, elementarios evoliucinės transformacijos.
Biogeocenotiškas- biogeocenozė - skirtingų rūšių organizmų visuma ir įvairaus sudėtingumo organizavimas, visi aplinkos veiksniai.
biosferinis Biosfera yra aukščiausias gyvosios medžiagos organizavimo lygis mūsų planetoje, įskaitant visą gyvybę Žemėje. Taigi gyvoji gamta yra kompleksiškai organizuota hierarchinė sistema.
2. Dauginimasis ląstelių lygmeniu, mitozė ir jos biologinis vaidmuo
Mitozė (iš graikų mitos - siūlas), ląstelių dalijimosi tipas, dėl kurio dukterinės ląstelės gauna genetinę medžiagą, identišką tai, kuri yra motininėje ląstelėje. Kariokinezė, netiesioginis ląstelių dalijimasis, yra labiausiai paplitęs ląstelių dauginimosi (reprodukcijos) būdas, užtikrinantis identišką genetinės medžiagos pasiskirstymą tarp dukterinių ląstelių ir chromosomų tęstinumą daugelyje ląstelių kartų.
Ryžiai. 1. Mitozės schema: 1, 2 - profazė; 3 - prometafazė; 4 - metafazė; 5 - anafazė; 6 - ankstyvoji telofazė; 7 – vėlyvoji telofazė
Biologinę mitozės reikšmę lemia joje esančių chromosomų padvigubėjimo derinys dėl jų išilginio skilimo ir vienodo pasiskirstymo tarp dukterinių ląstelių. Prieš prasidedant mitozei, vyksta pasiruošimo laikotarpis, apimantis energijos kaupimą, dezoksiribonukleino rūgšties (DNR) sintezę ir centriolių dauginimąsi. Energijos šaltinis yra daug energijos arba vadinamųjų makroerginių junginių. Mitozė nepadidėja kvėpavimas, nes tarpfazėje vyksta oksidaciniai procesai (užpildomas „aros energijos rezervas“). Periodiškas aros energijos rezervo užpildymas ir ištuštinimas yra mitozės energijos pagrindas.
Mitozės etapai yra tokie. Vienetinis procesas. Mitozė paprastai skirstoma į 4 fazes: profazę, metafazę, anafazę ir telofazę.
Ryžiai. 2 pav. Mitozė svogūno šaknies meristeminėse ląstelėse (mikrografas). Tarpfazė
Ryžiai. 3 pav. Mitozė svogūno šaknies meristeminiuose kuokštuose (mikrografas). Profazė (laisva susivėlusi figūra)
Ryžiai. 4. Mitozė svogūno šaknies meristeminėse ląstelėse (mikrografas). Vėlyvoji fazė (branduolinės membranos sunaikinimas)
METAFAZĖ – susideda iš CHROMOSOMŲ judėjimo į pusiaujo plokštumą (metakinezę arba prometafazę), pusiaujo PLOKŠTELĖS ("motinos žvaigždės") susidarymą ir chromatidžių arba seserinių chromosomų atskyrimą.
Ryžiai. 5 pav. Mitozė svogūno šaknies meristeminėse ląstelėse (mikrografas). prometafazė
6 pav. Mitozė svogūno šaknies meristematinėse ląstelėse (mikrografas). metafazė
Ryžiai. 7 pav. Mitozė svogūno šaknies meristeminėse ląstelėse (mikrografas). Anafazė
Anafazė – chromosomų nukrypimo į polius stadija. Anafazinis judėjimas yra susijęs su VERETIN centrinių gijų pailgėjimu, kuris išstumia mitozinius polius, ir su mitozinio aparato chromosomų MIKROVAMDELIŲ sutrumpėjimu. Centrinės VERČIO gijos pailgėja arba dėl „rezervinių makromolekulių“, kurios užbaigia veleno MIKROVAMDELIŲ konstrukciją, poliarizacijos, arba dėl šios struktūros dehidratacijos. Chromosomų mikrotubulių sutrumpėjimą užtikrina mitozinio aparato susitraukiančių baltymų SAVYBĖS, kurios gali susitraukti netirštėdami. TELOFAZĖ – susideda iš dukterinių branduolių atstatymo iš chromosomų, surinktų poliuose, ląstelės kūno dalijimosi (CITOTIMIJA, CYTOKINEZĖ) ir galutinio mitozinio aparato sunaikinimo, SUSIDARYJUS tarpiniam kūnui. Dukterinių branduolių rekonstrukcija siejama su chromosomų desperalizacija, branduolio ir branduolio apvalkalo ATKŪRIMU. Citotomija atliekama formuojant ląstelės plokštelę (augalų ląstelėje) arba formuojant dalijimosi vagą (gyvūnų ląstelėje).
8 pav. Mitozė svogūno šaknies meristematinėse ląstelėse (mikrografas). Ankstyva telofazė
Ryžiai. 9 pav. Mitozė svogūno šaknies meristeminėse ląstelėse (mikrografas). vėlyvoji telofazė
Citotomijos mechanizmas yra susijęs arba su želatinizuoto CYTOPLASMA žiedo, juosiančio EQUATOR, susitraukimu ("susitraukiančio žiedo" hipotezė), arba su ląstelės paviršiaus išsiplėtimu dėl kilpos pavidalo baltymų grandinių ištiesinimo (" MEMBRANOS išsiplėtimas“ hipotezė)
Mitozės trukmė- priklauso nuo ląstelių dydžio, jų ploidiškumo, branduolių skaičiaus, taip pat nuo aplinkos sąlygų, ypač nuo temperatūros. Gyvūnų ląstelėse mitozė trunka 30–60 minučių, augalų ląstelėse – 2–3 valandas. Ilgesnės mitozės stadijos, susijusios su sintezės procesais (prefazė, profazė, telofazė), chromosomų savaiminis judėjimas (metakinezė, anafazė) vyksta greitai.
BIOLOGINĖ MITOZĖS REIKŠMĖ – daugialąsčio organizmo organų ir audinių struktūros pastovumas ir teisingas funkcionavimas būtų neįmanomas be to paties genetinės medžiagos rinkinio išsaugojimo daugybėje ląstelių kartų. Mitozė suteikia svarbias gyvybinės veiklos apraiškas: embriono vystymąsi, augimą, organų ir audinių atkūrimą po pažeidimo, audinių struktūrinio vientisumo palaikymą, nuolat prarandant ląsteles jų funkcionavimo metu (mirusių eritrocitų, odos ląstelių, žarnyno epitelio pakeitimas). ir kt.) Pirmuoniuose mitozė užtikrina nelytinį dauginimąsi.
3. Gametogenezė, lytinių ląstelių charakteristika, apvaisinimas
Lytinės ląstelės (gametos) – lytiniuose liaukose vystosi vyriškos lyties spermatozoidai ir patelių kiaušinėliai (arba kiaušinėliai). Pirmuoju atveju jų vystymosi kelias vadinamas SPERMATOGENEZĖ (iš graikų spermos - sėkla ir genezė - kilmė), antruoju - OVOGENESIS (iš lot. ovo - kiaušinis)
Gametos – tai lytinės ląstelės, jų dalyvavimas apvaisinimo procese, zigotos (pirmosios naujo organizmo ląstelės) susidarymas. Apvaisinimo rezultatas – chromosomų skaičiaus padvigubėjimas, jų diploidinio rinkinio atkūrimas zigotoje.Gametų ypatumai – vienas, haploidinis chromosomų rinkinys, lyginant su diploidiniu chromosomų rinkiniu kūno ląstelėse2. Lytinių ląstelių vystymosi stadijos: 1) pirminių lytinių ląstelių, turinčių diploidinį chromosomų rinkinį, skaičiaus padidėjimas mitozės būdu, 2) pirminių lytinių ląstelių augimas, 3) lytinių ląstelių brendimas.
GAMETOGENEZĖS ETAPAI – tiek spermatozoidų, tiek kiaušinėlių lytinio vystymosi procese yra stadijos (pav.). Pirmasis etapas yra dauginimosi laikotarpis, kai pirminės lytinės ląstelės dalijasi mitozės būdu, todėl jų skaičius didėja. Spermatogenezės metu pirminių lytinių ląstelių dauginimasis yra labai intensyvus. Jis prasideda nuo brendimo pradžios ir tęsiasi per visą reprodukcinį laikotarpį. Apatinių stuburinių moterų pirminių lytinių ląstelių dauginimasis tęsiasi beveik visą gyvenimą. Žmonėms šios ląstelės didžiausiu intensyvumu dauginasi tik prenataliniu vystymosi laikotarpiu. Susiformavus moteriškoms lytinėms liaukoms – kiaušidėms, pirminės lytinės ląstelės nustoja dalytis, dauguma jų žūva ir pasisavina, likusios lieka ramybės būsenoje iki brendimo.
Antrasis etapas yra augimo laikotarpis. Nesubrendusiose vyriškose lytinėse ląstelėse šis laikotarpis išreiškiamas neaiškiai. Vyriškų lytinių ląstelių dydžiai šiek tiek padidėja. Priešingai, būsimų kiaušinėlių – oocitų kartais padaugėja šimtus, tūkstančius ir net milijonus kartų. Vienų gyvūnų kiaušialąstės auga labai greitai – per kelias dienas ar savaites, kitų augimas tęsiasi mėnesius ir metus. Kiaušialąsčių augimas vyksta dėl medžiagų, kurias sudaro kitos kūno ląstelės.
Trečiasis etapas – brendimo laikotarpis, arba mejozė (1 pav.).
Ryžiai. 9. Lytinių ląstelių susidarymo schema
Ląstelės, patenkančios į mejozės periodą, turi diploidinį chromosomų rinkinį ir jau dvigubai daugiau DNR (2n 4c).
Lytinio dauginimosi procese bet kurios rūšies organizmai iš kartos į kartą išlaiko jiems būdingą chromosomų skaičių. Tai pasiekiama tuo, kad iki lytinių ląstelių susiliejimo – apvaisinimo – brendimo procese jose sumažėja (sumažėja) chromosomų skaičius, t.y. iš diploidinės aibės (2n) susidaro haploidinė aibė (n). Vyrų ir moterų lytinių ląstelių mejozės modeliai iš esmės yra vienodi.
Bibliografija
- Mityba.
- Reprodukcija.
- Metabolizmas (taip pat ir ląstelių lygiu).
- Sąveika ne tik tarp organizmų, bet ir su aplinka.
Gorelovas A. A. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. — M.: Centras, 2008 m.
Dubnishcheva T.Ya. tt Šiuolaikinis gamtos mokslas. — M.: Rinkodara, 2009 m.
Lebedeva N.V., Drozdovas N.N., Krivolutsky D.A. biologinė įvairovė. M., 2004 m.
Mamontovas S.G. Biologija. M., 2007 m.
Yarygin V. Biologija. M., 2006 m.
Yra tokie gyvosios medžiagos organizavimo lygiai – biologinės organizacijos lygiai: molekulinė, ląstelinė, audinys, organas, organizmas, populiacija-rūšis ir ekosistema.
Molekulinis organizacijos lygis– toks yra biologinių makromolekulių – biopolimerų – funkcionavimo lygis: nukleino rūgštys, baltymai, polisacharidai, lipidai, steroidai. Nuo šio lygmens prasideda svarbiausi gyvybės procesai: medžiagų apykaita, energijos konversija, paveldimos informacijos perdavimas. Šis lygis yra studijuojamas: biochemija, molekulinė genetika, molekulinė biologija, genetika, biofizika.
Tai ląstelių lygis (bakterijų ląstelės, melsvadumbliai, vienaląsčiai gyvūnai ir dumbliai, vienaląsčiai grybai, daugialąsčių organizmų ląstelės). Ląstelė yra struktūrinis gyvybės vienetas, funkcinis vienetas, vystymosi vienetas. Šį lygį tiria citologija, citochemija, citogenetika, mikrobiologija.
Audinių organizavimo lygis– Tai yra lygis, kuriuo tiriama audinių struktūra ir funkcionavimas. Šį lygį tiria histologija ir histochemija.
Organų organizavimo lygis– Tai daugialąsčių organizmų organų lygis. Anatomija, fiziologija, embriologija tiria šį lygį.
Organizmo organizacinis lygis– tai vienaląsčių, kolonijinių ir daugialąsčių organizmų lygis. Organinio lygio specifika yra ta, kad šiame lygyje vyksta genetinės informacijos dekodavimas ir įgyvendinimas, tam tikros rūšies individams būdingų bruožų formavimas. Šį lygmenį tiria morfologija (anatomija ir embriologija), fiziologija, genetika, paleontologija.
Populiacijos-rūšies lygis yra individų – populiacijų ir rūšių agregatų lygis. Šį lygmenį tiria sistematika, taksonomija, ekologija, biogeografija, populiacijos genetika. Šiame lygmenyje nagrinėjami genetiniai ir ekologiniai populiacijų ypatumai, elementarūs evoliucijos veiksniai ir jų įtaka genofondui (mikroevoliucija), rūšių išsaugojimo problema.
Ekosistemos organizavimo lygis– tai mikroekosistemų, mezoekosistemų, makroekosistemų lygis. Šiame lygmenyje tiriami mitybos tipai, organizmų ir populiacijų santykių tipai ekosistemoje, populiacijos dydis, populiacijos dinamika, populiacijos tankis, ekosistemos produktyvumas, sukcesijos. Šiame lygyje studijuojama ekologija.
Paskirstyti taip pat biosferos organizacijos lygis gyva materija. Biosfera yra milžiniška ekosistema, užimanti dalį geografinio Žemės apvalkalo. Tai mega ekosistema. Biosferoje vyksta medžiagų ir cheminių elementų ciklas, taip pat saulės energijos pavertimas.
2. Nukleino rūgštys (DNR ir RNR) ir baltymai patraukia dėmesį kaip gyvybės substratas. Nukleorūgštys yra sudėtingi cheminiai junginiai, kurių sudėtyje yra anglies, deguonies, vandenilio, azoto ir fosforo. DNR yra genetinė ląstelių medžiaga ir lemia genų cheminį specifiškumą. DNR kontroliuojama, vyksta baltymų sintezė, kurioje dalyvauja RNR. Visi gyvi organizmai gamtoje susideda iš tų pačių organizavimo lygių; tai būdingas visiems gyviems organizmams būdingas biologinis modelis. Išskiriami šie gyvų organizmų organizavimo lygiai: Molekulinis-genetinis lygmuo.
Tai pats elementariausias gyvenimo charakteristikos lygis. Kad ir kokia sudėtinga ar paprasta būtų bet kurio gyvo organizmo struktūra, jie visi susideda iš tų pačių molekulinių junginių. To pavyzdys yra nukleorūgštys, baltymai, angliavandeniai ir kiti sudėtingi organinių ir neorganinių medžiagų molekuliniai kompleksai.
Kartais jos vadinamos biologinėmis stambiamolekulinėmis medžiagomis. Molekuliniame lygmenyje vyksta įvairūs gyvų organizmų gyvenimo procesai: medžiagų apykaita, energijos konversija. Molekulinio lygmens pagalba vyksta paveldimos informacijos perdavimas, formuojasi atskiri organeliai, vyksta kiti procesai.
Ląstelių lygis.
Ląstelė yra visų gyvų organizmų Žemėje struktūrinis ir funkcinis vienetas. Atskiri organelės ląstelėje turi būdingą struktūrą ir atlieka specifinę funkciją. Atskirų organelių funkcijos ląstelėje yra tarpusavyje susijusios ir atlieka bendrus gyvybės procesus.
Vienaląsčiuose organizmuose (vienaląsčių dumblių ir pirmuonių) visi gyvybės procesai vyksta vienoje ląstelėje, o viena ląstelė egzistuoja kaip atskiras organizmas. Prisiminkite vienaląsčius dumblius, chlamidomonas, chloreles ir pirmuonius – amebas, infuzorijas ir tt Daugialąsčiuose organizmuose viena ląstelė negali egzistuoti kaip atskiras organizmas, tačiau ji yra elementarus struktūrinis organizmo vienetas.
audinių lygis.
Panašių kilmės, struktūros ir funkcijų ląstelių ir tarpląstelinių medžiagų rinkinys sudaro audinį. Audinių lygis būdingas tik daugialąsčiams organizmams. Be to, atskiri audiniai nėra savarankiškas holistinis organizmas. Pavyzdžiui, gyvūnų ir žmonių kūnai susideda iš keturių skirtingų audinių (epitelinio, jungiamojo, raumenų ir nervinio). Augalų audiniai vadinami: lavinamaisiais, integumentiniais, atraminiais, laidžiaisiais ir šalinamaisiais. Prisiminkite atskirų audinių struktūrą ir funkcijas.
Organų lygis.
Daugialąsčiuose organizmuose kelių vienodų audinių, panašių savo sandara, kilme ir funkcijomis, susijungimas sudaro organo lygmenį. Kiekviename organe yra keletas audinių, tačiau vienas iš jų yra reikšmingiausias. Atskiras organas negali egzistuoti kaip visas organizmas. Keletas panašios sandaros ir funkcijos organų susijungia į organų sistemą, pavyzdžiui, virškinimas, kvėpavimas, kraujotaka ir kt.
Organizmo lygis.
Augalai (chlamidomonas, chlorelė) ir gyvūnai (amebos, infuzorijos ir kt.), kurių organizmas susideda iš vienos ląstelės, yra savarankiškas organizmas. Atskiras daugialąsčių organizmų individas laikomas atskiru organizmu. Kiekviename atskirame organizme vyksta visi gyvybiniai procesai, būdingi visiems gyviems organizmams – mityba, kvėpavimas, medžiagų apykaita, dirglumas, dauginimasis ir kt. Kiekvienas savarankiškas organizmas palieka palikuonis.
Daugialąsčiuose organizmuose ląstelės, audiniai, organai ir organų sistemos nėra atskiri organizmai. Tik vientisa organų sistema, besispecializuojanti atlikti įvairias funkcijas, sudaro atskirą savarankišką organizmą. Organizmo vystymasis nuo apvaisinimo iki gyvenimo pabaigos trunka tam tikrą laikotarpį. Toks individualus kiekvieno organizmo vystymasis vadinamas ontogenija. Organizmas gali egzistuoti glaudžiai susijęs su aplinka.
Populiacijos-rūšies lygis.
Vienos rūšies individų ar grupės individų visuma, ilgą laiką egzistuojanti tam tikroje arealo dalyje santykinai atskirai nuo kitų tos pačios rūšies visumų, sudaro populiaciją. Populiacijos lygiu atliekamos paprasčiausios evoliucinės transformacijos, kurios prisideda prie laipsniško naujos rūšies atsiradimo.
Biogeocenozinis lygis.
Įvairių rūšių ir įvairaus sudėtingumo organizmų visuma, prisitaikiusi prie tų pačių aplinkos sąlygų, vadinama biogeocenoze arba natūralia bendrija. Biogeocenozės sudėtis apima daugybę gyvų organizmų tipų ir aplinkos sąlygų. Natūraliose biogeocenozėse energija kaupiama ir perduodama iš vieno organizmo į kitą. Biogeocenozė apima neorganinius, organinius junginius ir gyvus organizmus.
biosferos lygis.
Visų mūsų planetoje esančių gyvų organizmų visuma ir jų bendra natūrali buveinė sudaro biosferos lygį. Šiuolaikinė biologija biosferos lygmeniu sprendžia globalias problemas, tokias kaip laisvo deguonies susidarymo intensyvumo nustatymas pagal Žemės augalinę dangą ar anglies dvideginio koncentracijos atmosferoje pokyčius, susijusius su žmogaus veikla.
Visų pirma, gyvų būtybių savybes galima vadinti:
1. Savęs atsinaujinimas, kuris yra susijęs su nuolatiniais medžiagų ir energijos mainais ir kuris remiasi gebėjimu kaupti ir panaudoti biologinę informaciją unikalių informacinių molekulių pavidalu: baltymų ir nukleorūgščių.
2. Savęs dauginimasis, užtikrinantis tęstinumą tarp biologinių sistemų kartų.
3. Savireguliacija, kuri remiasi materijos, energijos ir informacijos srautu.
4. Dauguma cheminių procesų organizme nėra dinamiškos būsenos.
5. Gyvi organizmai geba augti.
nuolatinis, kurie visą savo gyvenimo ciklą praleidžia šeimininko organizme, naudodami jį kaip maisto ir buveinės šaltinį (pavyzdžiui, ascaris, kaspinuočiai, utėlės);
bet) intracavitary - lokalizuota ertmėse, sujungtose su išorine aplinka (pavyzdžiui, žarnyne - ascaris, whipworm);
b) audinių lokalizuota audiniuose ir uždarose ertmėse; (pvz., kepenys, kaspinuočiai cysticerci);
in) tarpląstelinis- lokalizuota ląstelėse; (pvz., maliarinė plazmodija, toksoplazma).
papildomas, arba antrieji tarpiniai šeimininkai (pvz., žuvys katės smėliams);
1) Maisto produktai(per burną su maistu) - helmintų kiaušinėliai, pirmuonių cistos, nesilaikant asmens higienos ir maisto higienos taisyklių (daržovės, vaisiai); helmintų (trichinelių) lervos ir vegetatyvinės pirmuonių formos (toksoplazmos) su nepakankamu mėsos gaminių kulinariniu apdorojimu.
2) Oro desantinis(per kvėpavimo takų gleivinę) – virusai (gripas) ir bakterijos (difterija, maras) ir kai kurie pirmuonys (toksoplazma).
3) Susisiekite su namų ūkiu(tiesioginis kontaktas su sergančiu asmeniu ar gyvūnu, per skalbinius ir namų apyvokos daiktus) – kontaktinių helmintų (spygliuoklio, nykštukinio kaspinuočio) kiaušinėliai ir daugelio nariuotakojų (utėlių, niežų).
4) Perduodama- dalyvaujant vežėjui - nariuotakojui:
bet) skiepijimas - per proboscis siurbiant kraują (maliarinė plazmodija, tripanosomos);
b) užteršimas- šukuojant ir įtrinant į odą ekskrementus ar hemolimfos nešiotoją (šlykšti šiltinė, maras).
Transplacentinis(per placentą) – toksoplazma, maliarinė plazmodija.
Seksualinis(lytinio akto metu) – AIDS virusas, Trichomonas.
Transfuzija(kraujo perpylimo metu) – AIDS virusas, maliarinė plazmodija, tripanosomos.
a) labai prisitaikęs(prietaravimų sistemoje praktiškai neatsiranda);
Išskiriamos šios specifiškumo pasireiškimo formos:
aktualus: tam tikra lokalizacija šeimininke (galvos ir kūno utėlės, niežų erkė, žarnyno helmintai);
amžiaus(spygliuočiai ir nykštukiniai kaspinuočiai dažniau kamuoja vaikus);
sezoninis(amebinės dizenterijos protrūkiai siejami su pavasario-vasaros periodu, trichineliozės – su rudens-žiemos periodu).
Visos gyvos būtybės planetoje yra suskirstytos į skirtingas grupes ir sistemas. Biologija apie tai mokiniui pasakoja net vidurinės mokyklos pradinėse klasėse. Dabar noriu labai detaliai išstudijuoti laukinės gamtos organizavimo lygius, todėl visas įgytas žinias pateikdamas glaustoje ir lengvai suprantamoje lentelėje.
Šiek tiek apie lygius
Paprastai tariant, mokslas turi 8 tokius lygius. Bet koks yra padalijimo principas? Čia viskas paprasta: kiekvienas paskesnis lygis apima visus ankstesnius. Tai yra, ji yra didesnė ir turtingesnė, didesnė ir pilnesnė.
Pirmas lygis – molekulinis
Šį lygį išsamiai tiria molekulinė biologija. Apie ką tai? Kokia baltymų sandara, kokias funkcijas jie atlieka, kas yra nukleino rūgštys ir jų darbas genetikoje, baltymų sintezėje, RNR ir DNR – visi šie procesai apkraunami molekuliniu lygmeniu. Čia prasideda svarbiausi visų organizmų gyvybės procesai: medžiagų apykaita, egzistavimui reikalingos energijos gamyba ir kt. Mokslininkai teigia, kad šį lygį vargu ar galima pavadinti gyvu, greičiau jis laikomas cheminiu.
Antras lygis – korinis
Kuo įdomus gyvosios gamtos ląstelinis organizavimo lygis? Ji seka molekuline ir, kaip rodo pavadinimas, susijusi su ląstelėmis. Šių dalelių biologiją tiria toks mokslas kaip citologija. Pati ląstelė yra mažiausia nedaloma dalelė žmogaus kūne. Čia nagrinėjami visi procesai, kurie yra tiesiogiai susiję su gyvybine ląstelės veikla.
Trečias lygis – audiniai
Specialistai šį lygį dar vadina daugialąsčiu. Ir tai nestebina. Galų gale, iš tikrųjų audinys yra ląstelių, turinčių beveik vienodą struktūrą ir panašias funkcijas, rinkinys. Jei kalbame apie tuos mokslus, kurie tyrinėja šį lygmenį, tai kalbame apie tą pačią histologiją, taip pat ir histochemiją.
Ketvirtas lygis – vargonai
Atsižvelgiant į gyvosios gamtos organizavimo lygius, būtina kalbėti ir apie organą. Kodėl jis ypatingas? Taigi, organai susidaro iš audinių daugialąsčiuose organizmuose ir organelės vienaląsčiuose organizmuose. Šiuos klausimus nagrinėja anatomija, embriologija, fiziologija, botanika ir zoologija.
Pažymėtina ir tai, kad tyrinėdami gyvosios gamtos organizavimo lygius ekspertai kartais sujungia audinius ir organizmus į vieną skyrių. Juk jie vienas su kitu labai glaudžiai susiję. Šiuo atveju kalbame apie organų-audinių lygį.
Penktas lygis – organizmo
Kitas lygis moksle vadinamas „organizmo“. Kuo jis skiriasi nuo ankstesnių? Be to, kad jis apima ankstesnius laukinės gamtos organizavimo lygius, taip pat yra suskirstymas į karalystes - gyvūnus, augalus ir grybus. Jis dalyvauja šiuose procesuose:
Tiesą sakant, vis dar yra daug funkcijų. Šiame skyriuje nagrinėjami tokie mokslai kaip genetika, fiziologija, anatomija, morfologija.
Šeštas lygis – populiacija-rūšis
Čia taip pat viskas paprasta. Jei kai kurie organizmai yra morfologiškai panašūs, tai yra, jie yra maždaug vienodos struktūros ir turi panašų genotipą, mokslininkai juos sujungia į vieną rūšį ar populiaciją. Pagrindiniai čia vykstantys procesai yra makroevoliucija (tai yra kūno pasikeitimas veikiant aplinkai), taip pat sąveika tarpusavyje (tai gali būti ir kova dėl išlikimo, ir dauginimasis). Šiuos procesus tiria ekologija ir genetika.
Septintas lygis – biogeocenotinis
Pavadinimą sunku ištarti, bet gana paprasta. Jis kilęs iš žodžio biogeocenozė. Jau laikomi keli procesai, kuriuose vyksta organizmų sąveika. Kalbame apie mitybos grandines, apie konkurenciją ir dauginimąsi, apie organizmų ir aplinkos abipusę įtaką vieni kitiems. Šiuos klausimus sprendžia toks mokslas kaip ekologija.
Paskutinis, aštuntas lygis yra biosferinis
Čia jau biologija raginama išspręsti visas globalias problemas. Juk iš tikrųjų biosfera yra didžiulė ekosistema, kurioje vyksta cheminių elementų ir medžiagų cirkuliacija, energijos virsmo procesai, užtikrinantys visos gyvybės žemėje gyvybinę veiklą.
Paprastos išvados
Įvertinus visus gyvosios gamtos struktūrinės organizavimo lygius ir, kaip paaiškėjo, jų yra 8, galima įsivaizduoti visos gyvybės žemėje vaizdą. Juk tik susisteminę savo žinias galite nuodugniai suprasti aukščiau paminėtų dalykų esmę.
Organinis | Arba individas, arba organizmas | diferenciacijos procesai |
populiacija-rūšis | gyventojų | Šioje populiacijoje vyksta genotipo keitimo procesai |
Biogeocenotinis-biosferinis | Biogeocenozė | Vyksta medžiagų apykaita |
Molekulinė genetinė | Veikla – genetinės informacijos perdavimas ląstelėse |
Koks yra lengviausias būdas reprezentuoti laukinės gamtos organizavimo lygius? Lentelė puikiai iliustruoja bet kokią medžiagą. Tačiau, kad būtų lengviau suprasti, mokslininkai į lentelę dažnai pateikia tik 4 aukščiau pateiktus kombinuotus lygius.
Organinio pasaulio organizavimo lygiai yra atskiros biologinių sistemų būsenos, kurioms būdingas pavaldumas, tarpusavio ryšys ir specifiniai modeliai.
Struktūriniai gyvybės organizavimo lygiai yra labai įvairūs, tačiau pagrindiniai yra molekuliniai, ląsteliniai, ontogenetiniai, populiacijos-rūšiniai, biocenotiniai ir biosferiniai.
1. Molekulinis genetinis gyvenimo lygis. Svarbiausi biologijos uždaviniai šiame etape yra genų informacijos perdavimo mechanizmų, paveldimumo ir kintamumo tyrimas.
Yra keletas kintamumo mechanizmų molekuliniame lygmenyje. Svarbiausias iš jų yra genų mutacijos mechanizmas – tiesioginė pačių genų transformacija veikiant išoriniams veiksniams. Mutaciją sukeliantys veiksniai yra: radiacija, toksiški cheminiai junginiai, virusai.
Kitas kintamumo mechanizmas yra genų rekombinacija. Toks procesas vyksta lytinio dauginimosi metu aukštesniuosiuose organizmuose. Šiuo atveju bendras genetinės informacijos kiekis nekinta.
Kitas kintamumo mechanizmas buvo atrastas tik šeštajame dešimtmetyje. Tai neklasikinė genų rekombinacija, kurios metu bendrai didėja genetinės informacijos kiekis dėl naujų genetinių elementų įtraukimo į ląstelės genomą. Dažniausiai šiuos elementus į ląstelę patenka virusai.
2. Ląstelių lygis. Šiandien mokslas patikimai nustatė, kad mažiausias nepriklausomas gyvo organizmo sandaros, funkcionavimo ir vystymosi vienetas yra ląstelė, kuri yra elementari biologinė sistema, galinti savaime atsinaujinti, savaime daugintis ir vystytis. Citologija – mokslas, tiriantis gyvą ląstelę, jos sandarą, funkcionuojančią kaip elementarią gyvą sistemą, tyrinėjantis atskirų ląstelės komponentų funkcijas, ląstelių dauginimosi procesą, prisitaikymą prie aplinkos sąlygų ir kt.Citologija tiria ir specializuotų ląstelių ypatumus, jų specialiųjų funkcijų formavimasis ir specifinių ląstelių struktūrų vystymasis . Taigi šiuolaikinė citologija buvo vadinama ląstelių fiziologija.
Didelė pažanga ląstelių tyrime įvyko XIX amžiaus pradžioje, kai buvo atrastas ir aprašytas ląstelės branduolys. Remiantis šiais tyrimais, buvo sukurta ląstelių teorija, kuri tapo didžiausiu įvykiu biologijoje XIX a. Būtent ši teorija buvo embriologijos, fiziologijos ir evoliucijos teorijos raidos pagrindas.
Svarbiausia visų ląstelių dalis yra branduolys, kuris kaupia ir atkuria genetinę informaciją, reguliuoja medžiagų apykaitos procesus ląstelėje.
Visos ląstelės yra suskirstytos į dvi grupes:
Prokariotai – ląstelės, neturinčios branduolio
eukariotai yra ląstelės, kuriose yra branduoliai
Tyrinėdami gyvą ląstelę, mokslininkai atkreipė dėmesį į dviejų pagrindinių jos mitybos tipų egzistavimą, kurie leido visus organizmus suskirstyti į du tipus:
Autotrofiniai - gamina savo maistines medžiagas
· Heterotrofinis – neapsieina be ekologiško maisto.
Vėliau buvo išaiškinti tokie svarbūs veiksniai kaip organizmų gebėjimas sintetinti reikalingas medžiagas (vitaminus, hormonus), aprūpinti save energija, priklausomybė nuo ekologinės aplinkos ir kt.. Taigi santykių kompleksiškumas ir diferencijuotas pobūdis rodo poreikį. už sistemingą požiūrį į gyvybės tyrimą ontogenetiniu lygmeniu.
3. Ontogenetinis lygis. daugialąsčiai organizmai. Šis lygis atsirado dėl gyvų organizmų formavimosi. Pagrindinis gyvybės vienetas yra individas, o elementarus reiškinys – ontogenezė. Fiziologija tiria daugialąsčių gyvų organizmų funkcionavimą ir vystymąsi. Šis mokslas nagrinėja įvairių gyvo organizmo funkcijų veikimo mechanizmus, jų tarpusavio ryšį, reguliavimą ir prisitaikymą prie išorinės aplinkos, kilmę ir formavimąsi individo evoliucijos ir individualaus vystymosi procese. Tiesą sakant, tai yra ontogenezės procesas – organizmo vystymasis nuo gimimo iki mirties. Tokiu atveju atsiranda augimas, atskirų struktūrų judėjimas, organizmo diferenciacija ir komplikacija.
Visi daugialąsčiai organizmai susideda iš organų ir audinių. Audiniai yra fiziškai sujungtų ląstelių ir tarpląstelinių medžiagų grupė, atliekanti tam tikras funkcijas. Jų tyrimas yra histologijos dalykas.
Organai yra gana dideli funkciniai vienetai, jungiantys įvairius audinius į tam tikrus fiziologinius kompleksus. Savo ruožtu organai yra didesnių vienetų – kūno sistemų – dalis. Tarp jų yra nervų, virškinimo, širdies ir kraujagyslių, kvėpavimo ir kitos sistemos. Tik gyvūnai turi vidaus organus.
4. Populiacinis-biocenozinis lygis. Tai viršorganizmas gyvybės lygmuo, kurio pagrindinis vienetas yra populiacija. Skirtingai nei populiacija, rūšis yra panašios struktūros ir fiziologinių savybių, bendros kilmės individų rinkinys, galintis laisvai kryžmintis ir susilaukti vaisingų palikuonių. Rūšis egzistuoja tik per populiacijas, atstovaujančias genetiškai atviroms sistemoms. Populiacijos biologija yra populiacijų tyrimas.
Terminą „populiacija“ įvedė vienas iš genetikos pradininkų V. Johansenas, pavadinęs ją genetiškai nevienalyčia organizmų visuma. Vėliau gyventojai imta laikyti vientisa sistema, nuolat sąveikaujančia su aplinka. Būtent populiacijos yra tikros sistemos, per kurias egzistuoja gyvų organizmų rūšys.
Populiacijos yra genetiškai atviros sistemos, nes populiacijų izoliacija nėra absoliuti ir kartkartėmis neįmanoma keistis genetine informacija. Būtent populiacijos veikia kaip elementarūs evoliucijos vienetai, kurių genofondo pokyčiai lemia naujų rūšių atsiradimą.
Populiacijos, galinčios savarankiškai egzistuoti ir transformuotis, susijungia į kito viršorganizmo lygmens – biocenozių – agregatą. Biocenozė – tam tikroje vietovėje gyvenančių populiacijų visuma.
Biocenozė yra sistema, uždara svetimšaliams, o ją sudarančioms populiacijoms tai yra atvira sistema.
5. Biogeocetoninis lygis. Biogeocenozė yra stabili sistema, kuri gali egzistuoti ilgą laiką. Pusiausvyra gyvoje sistemoje yra dinamiška, t.y. reiškia nuolatinį judėjimą aplink tam tikrą stabilumo tašką. Kad jis veiktų stabiliai, būtinas grįžtamasis ryšys tarp valdymo ir vykdomųjų posistemių. Toks dinaminės pusiausvyros tarp įvairių biogeocenozės elementų palaikymo būdas, kurį sukelia masinis vienų rūšių dauginimasis, o kitų – mažėjimas ar išnykimas, lemiantis aplinkos kokybės pasikeitimą, vadinamas ekologine katastrofa.
Biogeocenozė yra vientisa savireguliacinė sistema, kurioje išskiriami keli posistemių tipai. Pirminės sistemos yra gamintojai, kurie tiesiogiai apdoroja negyvą medžiagą; vartotojai – antrinis lygis, kuriame medžiaga ir energija gaunama naudojant gamintojus; tada ateina antros eilės vartotojai. Taip pat yra šiukšlintojų ir skaidytojų.
Per šiuos lygius biogeocenozėje praeina medžiagų ciklas: gyvybė dalyvauja naudojant, apdorojant ir atkuriant įvairias struktūras. Biogeocenozėje – vienkryptis energijos srautas. Tai daro ją atvira sistema, nuolat susijusia su kaimyninėmis biogeocenozėmis.
Kuo sėkmingiau vyksta biogeocenso savireguliacija, tuo įvairesnis jo sudedamųjų dalių skaičius. Biogeocenozių stabilumas priklauso ir nuo jos komponentų įvairovės. Vieno ar kelių komponentų praradimas gali sukelti negrįžtamą disbalansą ir jo, kaip vientisos sistemos, mirtį.
6. Biosferos lygis. Tai aukščiausias gyvybės organizavimo lygis, apimantis visus mūsų planetos gyvybės reiškinius. Biosfera yra gyvoji planetos medžiaga ir jos transformuojama aplinka. Biologinė medžiagų apykaita yra veiksnys, sujungiantis visus kitus gyvybės organizavimo lygius į vieną biosferą. Šiame lygyje vyksta medžiagų cirkuliacija ir energijos transformacija, susijusi su visų Žemėje gyvenančių gyvų organizmų gyvybine veikla. Taigi biosfera yra viena ekologinė sistema. Šios sistemos funkcionavimo, jos struktūros ir funkcijų tyrimas yra svarbiausias šio gyvenimo lygmens biologijos uždavinys. Šias problemas tiria ekologija, biocenologija ir biogeochemija.
Biosferos doktrinos raida yra neatsiejamai susijusi su iškilaus Rusijos mokslininko V.I. Vernadskis. Būtent jam pavyko įrodyti mūsų planetos organinio pasaulio, veikiančio kaip vientisa neatskiriama visuma, ryšį su geologiniais procesais Žemėje. Vernadskis atrado ir ištyrė gyvosios medžiagos biogeochemines funkcijas.
Dėl biogeninės atomų migracijos gyvoji medžiaga atlieka savo geochemines funkcijas. Šiuolaikinis mokslas nustato penkias geochemines funkcijas, kurias atlieka gyvoji medžiaga.
1. Koncentracijos funkcija išreiškiama tam tikrų cheminių elementų kaupimu gyvų organizmų viduje dėl jų veiklos. To rezultatas buvo mineralų atsargų atsiradimas.
2. Transporto funkcija yra glaudžiai susijusi su pirmąja funkcija, nes gyvi organizmai neša jiems reikalingus cheminius elementus, kurie vėliau kaupiasi jų buveinėse.
3. Energetinė funkcija suteikia energijos srautus, prasiskverbiančius į biosferą, o tai leidžia atlikti visas gyvosios medžiagos biogeochemines funkcijas.
4. Destrukcinė funkcija - organinių liekanų naikinimo ir perdirbimo funkcija, kurios metu organizmų sukauptos medžiagos grąžinamos į natūralius ciklus, gamtoje vyksta medžiagų ciklas.
5. Vidurkį formuojanti funkcija – aplinkos transformacija veikiant gyvajai medžiagai. Visa šiuolaikinė Žemės išvaizda – atmosferos sudėtis, hidrosfera, viršutinis litosferos sluoksnis; dauguma mineralų; klimatas yra Gyvybės veiksmo rezultatas.
Įkeliama...