Ceea ce se referă la nivelul molecular al organizării vieții. Niveluri de bază ale organizării vieții

Lumea vieții sălbatice este o colecție de sisteme biologice cu diferite niveluri de organizare și subordonare diferită. Sunt într-o interacțiune constantă. Există mai multe niveluri de materie vie:

Molecular- orice sistem viu, oricât de complex este organizat, se manifestă la nivelul funcţionării macromoleculelor biologice: acizi nucleici, proteine, polizaharide, precum şi substanţe organice importante. De la acest nivel încep cele mai importante procese ale activității vitale a organismului: metabolismul și conversia energetică, transmiterea informațiilor ereditare etc. - cel mai vechi nivel al structurii naturii vii, învecinat cu natura neînsuflețită.

Celular- o celulă este o unitate structurală și funcțională, de asemenea o unitate de reproducere și dezvoltare a tuturor organismelor vii care trăiesc pe Pământ. Nu există forme de viață non-celulare, iar existența virușilor nu face decât să confirme această regulă, deoarece aceștia pot prezenta proprietățile sistemelor vii numai în celule.

Țesut- Țesutul este o colecție de celule similare ca structură, unite prin îndeplinirea unei funcții comune.

Organ- la majoritatea animalelor, un organ este o combinație structurală și funcțională a mai multor tipuri de țesuturi. De exemplu, pielea umană ca organ include epiteliul și țesutul conjunctiv, care împreună îndeplinesc o serie de funcții, dintre care cea mai importantă este cea de protecție.

Organismic- un organism multicelular este un sistem integral de organe specializate sa indeplineasca diverse functii. Diferențele dintre plante și animale în structura și metodele de nutriție. Relația organismelor cu mediul, adaptabilitatea lor la acesta.

populație-specie- un ansamblu de organisme din aceeași specie, unite printr-un habitat comun, creează o populație ca sistem de ordin supraorganism. În acest sistem se realizează cele mai simple, elementare transformări evolutive.

Biogeocenotic- biogeocenoza - un ansamblu de organisme de diferite specii și complexitate variabilă de organizare, toți factorii de mediu.

biosferic Biosfera este cel mai înalt nivel de organizare a materiei vii de pe planeta noastră, inclusiv întreaga viață de pe Pământ. Astfel, natura vie este un sistem ierarhic complex organizat.

2. Reproducerea la nivel celular, mitoza si rolul ei biologic

Mitoza (din greacă mitos - fir), un tip de diviziune celulară, în urma căruia celulele fiice primesc material genetic identic cu cel conținut în celula mamă. Cariokineza, diviziunea celulară indirectă, este cea mai comună metodă de reproducere (reproducție) celulară, care asigură distribuția identică a materialului genetic între celulele fiice și continuitatea cromozomilor într-un număr de generații de celule.

Orez. 1. Schema mitozei: 1, 2 - profaza; 3 - prometafaza; 4 - metafaza; 5 - anafaza; 6 - telofaza timpurie; 7 - telofaza târzie

Semnificația biologică a mitozei este determinată de combinația dublării cromozomilor din aceasta prin divizarea lor longitudinală și distribuția uniformă între celulele fiice. Debutul mitozei este precedat de o perioadă de pregătire, incluzând acumularea de energie, sinteza acidului dezoxiribonucleic (ADN) și reproducerea centriolilor. Sursa de energie este bogată în energie, sau așa-numiții compuși macroergici. Mitoza nu este însoțită de o creștere a respirației, deoarece procesele oxidative au loc în interfază (umplerea „rezervei de energie a ara”). Umplerea și golirea periodică a rezervei de energie a macawului este baza energiei mitozei.

Etapele mitozei sunt următoarele. Un singur proces. Mitoza este de obicei împărțită în 4 etape: profază, metafază, anafază și telofază.

Orez. Fig. 2. Mitoza în celulele meristematice ale rădăcinii de ceapă (micrograf). Interfaza

Uneori, ele descriu o altă etapă premergătoare debutului profaza - preprofaza (antefaza). Preprofază - stadiu sintetic Mitoză, corespunzătoare sfârșitului de interfază (perioade S-G 2). include duplicarea ADN și sinteza materialului APARATULUI MITOTIC. REORGANIZAREA PROFAZĂ a nucleului cu CONDENSAREA și spiralizarea CROMOZOMULUI, distrugerea învelișului nuclear și formarea aparatului mitotic prin sinteza proteinelor și „asamblarea” acestora într-un sistem FUSULUI orientat.DIVIZIUNEA CELULARĂ.

Orez. Fig. 3. Mitoză în smocuri meristematice ale rădăcinii de ceapă (micrografie). Profaza (figura încurcată liberă)

Orez. 4. Mitoza în celulele meristematice ale rădăcinii cepei (micrograf). Profaza târzie (distrugerea anvelopei nucleare)

METAFAZĂ – constă în deplasarea CROMOZOMILOR în planul ecuatorial (metachineza, sau prometafaza), formarea PLACEI ecuatoriale („stea-mamă”) și în separarea cromatidelor, sau cromozomilor surori.

Orez. Fig. 5. Mitoza în celulele meristematice ale rădăcinii de ceapă (micrograf). prometafaza

Fig.6. Mitoză în celulele meristematice ale rădăcinii cepei (micrografie). metafaza

Orez. Fig. 7. Mitoza în celulele meristematice ale rădăcinii de ceapă (micrograf). Anafaza

Anafaza - etapa de divergență a cromozomilor către poli. Mișcarea anafazică este asociată cu alungirea filamentelor centrale de VERETIN, care împinge polii mitotici separat, și cu scurtarea MICROTUBURILOR cromozomiale ale aparatului mitotic. Alungirea filamentelor centrale ale FUSULUI se produce fie datorita POLARIZARII „macromoleculelor de rezerva” care finalizeaza constructia MICROTUBURILOR fusului, fie datorita deshidratarii acestei structuri. Scurtarea microtubulilor cromozomiali este asigurată de PROPRIETĂȚILE proteinelor contractile ale aparatului mitotic, care sunt capabile de contracție fără îngroșare. TELOPAZĂ - constă în reconstrucția nucleilor fiice din cromozomii adunați la poli, divizarea corpului celular (CITOTIMIE, CITOKINEZA) și distrugerea finală a aparatului mitotic cu FORMAREA unui corp intermediar. Reconstrucția nucleelor fiice este asociată cu disperarea cromozomilor, RESTAURAREA nucleolului și a anvelopei nucleare. Citotomia se realizează prin formarea unei plăci celulare (într-o celulă vegetală) sau prin formarea unei brazde de fisiune (într-o celulă animală).

Fig.8. Mitoză în celulele meristematice ale rădăcinii cepei (micrografie). telofaza timpurie

Orez. Fig. 9. Mitoza în celulele meristematice ale rădăcinii de ceapă (micrografie). telofaza târzie

Mecanismul citotomiei este asociat fie cu contracția inelului gelatinizat al CITOPLASMEI care înconjoară ECUATORUL (ipoteza „inelului contractil”), fie cu extinderea suprafeței celulare datorită îndreptării lanțurilor proteice în formă de buclă („ ipoteza extinderii MEMBRANEI)

Durata mitozei- depinde de mărimea celulelor, ploidia acestora, numărul de nuclee, precum și de condițiile de mediu, în special de temperatură. Mitoza durează 30-60 de minute în celulele animale și 2-3 ore în celulele vegetale. Etape mai lungi de mitoză asociate proceselor de sinteză (preprofază, profază, telofază) auto-mișcarea cromozomilor (metachineza, anafaza) se realizează rapid.

SEMNIFICAȚIA BIOLOGICĂ A MITOZEI - constanța structurii și funcționarea corectă a organelor și țesuturilor unui organism pluricelular ar fi imposibilă fără păstrarea aceluiași set de material genetic în nenumărate generații de celule. Mitoza oferă manifestări importante ale activității vitale: dezvoltarea embrionară, creșterea, restaurarea organelor și țesuturilor după deteriorare, menținerea integrității structurale a țesuturilor cu pierderea constantă a celulelor în cursul funcționării lor (înlocuirea eritrocitelor moarte, a celulelor pielii, a epiteliului intestinal). , etc.) La protozoare, mitoza asigură reproducerea asexuată.

3. Gametogeneza, caracterizarea celulelor germinale, fertilizarea

Celulele sexuale (gameți) - spermatozoizii masculini și ouăle (sau ouăle) feminine se dezvoltă în glandele sexuale. În primul caz, calea dezvoltării lor se numește SPERMATOGENEZĂ (din greacă spermă - sămânță și geneză - origine), în al doilea - OVOGENEZĂ (din latină ovo - ou)

Gameții sunt celule sexuale, participarea lor la fertilizare, formarea unui zigot (prima celulă a unui nou organism). Rezultatul fertilizării este dublarea numărului de cromozomi, refacerea setului lor diploid în zigot Caracteristicile gameților sunt un singur set haploid de cromozomi în comparație cu setul diploid de cromozomi din celulele corpului2. Etapele dezvoltării celulelor germinale: 1) creșterea prin mitoză a numărului de celule germinale primare cu un set diploid de cromozomi, 2) creșterea celulelor germinale primare, 3) maturarea celulelor germinale.

ETAPE DE GOMETOGENEZĂ - în procesul dezvoltării sexuale atât a spermatozoizilor, cât și a ovulelor, se disting etape (fig.). Prima etapă este perioada de reproducere, în care celulele germinale primare se divid prin mitoză, în urma căreia numărul lor crește. În timpul spermatogenezei, reproducerea celulelor germinale primare este foarte intensă. Începe cu debutul pubertății și continuă pe toată perioada reproductivă. Reproducerea celulelor germinale primare feminine la vertebratele inferioare continuă aproape toată viața. La om, aceste celule se înmulțesc cu cea mai mare intensitate doar în perioada prenatală de dezvoltare. După formarea glandelor sexuale feminine - ovarele, celulele germinale primare încetează să se divizeze, majoritatea mor și sunt absorbite, restul rămân latente până la pubertate.

A doua etapă este perioada de creștere. La gameții masculini imaturi, această perioadă este exprimată neascuțit. Dimensiunile gameților masculini cresc ușor. Dimpotrivă, viitoarele ouă - ovocite cresc uneori de sute, mii și chiar milioane de ori. La unele animale, ovocitele cresc foarte repede - în câteva zile sau săptămâni, în altele, creșterea continuă luni și ani. Creșterea ovocitelor se realizează datorită substanțelor formate de alte celule ale corpului.

A treia etapă este perioada de maturare sau meioză (Fig. 1).

Orez. 9. Schema formării celulelor germinale

Celulele care intră în perioada de meioză conțin un set diploid de cromozomi și deja dublează cantitatea de ADN (2n 4c).

În procesul de reproducere sexuală, organismele oricărei specii din generație în generație își păstrează numărul caracteristic de cromozomi. Acest lucru se realizează prin faptul că înainte de fuziunea celulelor germinale - fertilizarea - în procesul de maturare, numărul de cromozomi scade (reduce) în ele, adică. dintr-o mulţime diploidă (2n) se formează o mulţime haploidă (n). Modelele de meioză în celulele germinale masculine și feminine sunt în esență aceleași.

Bibliografie

Gorelov A. A. Concepte ale științelor naturale moderne. — M.: Centru, 2008.

Dubnishcheva T.Ya. etc.Ştiinţe naturale moderne. — M.: Marketing, 2009.

Lebedeva N.V., Drozdov N.N., Krivolutsky D.A. diversitate biologica. M., 2004.

Mamontov S.G. Biologie. M., 2007.

Yarygin V. Biologie. M., 2006.

Există astfel de niveluri de organizare a materiei vii - niveluri de organizare biologică: moleculară, celulară, tisulară, organ, organism, populație-specie și ecosistem.

Nivelul molecular de organizare- acesta este nivelul de funcționare al macromoleculelor biologice - biopolimeri: acizi nucleici, proteine, polizaharide, lipide, steroizi. De la acest nivel încep cele mai importante procese ale vieții: metabolismul, conversia energiei, transmiterea informațiilor ereditare. Se studiază acest nivel: biochimie, genetică moleculară, biologie moleculară, genetică, biofizică.

Acesta este nivelul celulelor (celule ale bacteriilor, cianobacteriilor, animalelor și algelor unicelulare, ciupercilor unicelulare, celulelor organismelor pluricelulare). O celulă este o unitate structurală a vieții, o unitate funcțională, o unitate de dezvoltare. Acest nivel este studiat de citologie, citochimie, citogenetică, microbiologie.

Nivelul de organizare al țesuturilor- Acesta este nivelul la care se studiază structura și funcționarea țesuturilor. Acest nivel este studiat de histologie și histochimie.

Nivelul organului de organizare- Acesta este nivelul organelor organismelor pluricelulare. Anatomia, fiziologia, embriologia studiază acest nivel.

Nivelul organizatoric- acesta este nivelul organismelor unicelulare, coloniale și pluricelulare. Specificul nivelului organismic este că la acest nivel are loc decodificarea și implementarea informațiilor genetice, formarea de trăsături inerente indivizilor unei specii date. Acest nivel este studiat prin morfologie (anatomie și embriologie), fiziologie, genetică, paleontologie.

Nivel populație-specie este nivelul agregatelor indivizilor – populații și specii. Acest nivel este studiat prin sistematică, taxonomie, ecologie, biogeografie, genetica populației. La acest nivel sunt studiate caracteristicile genetice și ecologice ale populațiilor, factorii evolutivi elementari și influența acestora asupra fondului genetic (microevoluție), problema conservării speciilor.

Nivelul de organizare al ecosistemului- acesta este nivelul microecosistemelor, mezoecosistemelor, macroecosistemelor. La acest nivel sunt studiate tipuri de nutriție, tipuri de relații dintre organisme și populații dintr-un ecosistem, mărimea populației, dinamica populației, densitatea populației, productivitatea ecosistemului, succesiunile. Acest nivel studiază ecologia.

Alocați de asemenea nivel biosferic de organizare materie vie. Biosfera este un ecosistem gigant care ocupă o parte a anvelopei geografice a Pământului. Acesta este un mega ecosistem. În biosferă, există un ciclu de substanțe și elemente chimice, precum și conversia energiei solare.

2. Acizii nucleici (ADN și ARN) și proteinele atrag atenția ca substrat al vieții. Acizii nucleici sunt compuși chimici complecși care conțin carbon, oxigen, hidrogen, azot și fosfor. ADN-ul este materialul genetic al celulelor și determină specificitatea chimică a genelor. Sub controlul ADN-ului are loc sinteza proteinelor, la care participă ARN-ul. Toate organismele vii din natură constau în aceleași niveluri de organizare; acesta este un model biologic caracteristic comun tuturor organismelor vii. Se disting următoarele niveluri de organizare a organismelor vii: Nivel molecular-genetic.

Acesta este cel mai elementar nivel caracteristic al vieții. Indiferent cât de complexă sau simplă ar fi structura oricărui organism viu, toți constau din aceiași compuși moleculari. Un exemplu în acest sens sunt acizii nucleici, proteinele, carbohidrații și alte complexe moleculare complexe de substanțe organice și anorganice.

Ele sunt uneori numite substanțe macromoleculare biologice. La nivel molecular au loc diverse procese de viață ale organismelor vii: metabolism, conversie energetică. Cu ajutorul nivelului molecular, se realizează transferul de informații ereditare, se formează organele individuale și apar alte procese.

Nivel celular.

Celula este unitatea structurală și funcțională a tuturor organismelor vii de pe Pământ. Organelele individuale din celulă au o structură caracteristică și îndeplinesc o funcție specifică. Funcțiile organelelor individuale din celulă sunt interconectate și efectuează procese comune de viață.

În organismele unicelulare (alge unicelulare și protozoare), toate procesele de viață au loc într-o singură celulă, iar o celulă există ca organism separat. Amintiți-vă de algele unicelulare, chlamydomonas, chlorella și protozoare - ameba, infuzorii etc. În organismele multicelulare, o celulă nu poate exista ca organism separat, dar este o unitate structurală elementară a organismului.

nivelul tesuturilor.

Un set de celule și substanțe intercelulare similare ca origine, structură și funcții formează un țesut. Nivelul de țesut este tipic doar pentru organismele multicelulare. De asemenea, țesuturile individuale nu sunt un organism holistic independent. De exemplu, corpurile animalelor și ale oamenilor sunt alcătuite din patru țesuturi diferite (epitelial, conjunctiv, muscular și nervos). Tesuturile vegetale se numesc: educative, tegumentare, de sustinere, conductoare si excretoare. Amintiți-vă structura și funcțiile țesuturilor individuale.

Nivelul organelor.

În organismele pluricelulare, unirea mai multor țesuturi identice, asemănătoare ca structură, origine și funcții, formează nivelul organului. Fiecare organ conține mai multe țesuturi, dar dintre ele unul este cel mai semnificativ. Un organ separat nu poate exista ca organism întreg. Mai multe organe, asemănătoare ca structură și funcție, se unesc pentru a forma un sistem de organe, de exemplu, digestia, respirația, circulația sângelui etc.

Nivelul organismului.

Plantele (chlamydomonas, chlorella) și animalele (amoeba, infuzoria etc.), ale căror corpuri sunt formate dintr-o celulă, sunt un organism independent. Un individ separat de organisme multicelulare este considerat un organism separat. În fiecare organism individual au loc toate procesele vitale caracteristice tuturor organismelor vii - nutriție, respirație, metabolism, iritabilitate, reproducere etc. Fiecare organism independent lasă în urmă urmași.

În organismele multicelulare, celulele, țesuturile, organele și sistemele de organe nu sunt un organism separat. Doar un sistem integral de organe specializate în îndeplinirea diferitelor funcții formează un organism independent separat. Dezvoltarea unui organism, de la fertilizare până la sfârșitul vieții, durează o anumită perioadă de timp. Această dezvoltare individuală a fiecărui organism se numește ontogenie. Un organism poate exista în strânsă relație cu mediul.

Nivel populație-specie.

O populație constituie un agregat de indivizi ai unei specii sau a unui grup care există de mult timp într-o anumită parte a gamei relativ separat de alte agregate ale aceleiași specii. La nivel de populație se realizează cele mai simple transformări evolutive, ceea ce contribuie la apariția treptată a unei noi specii.

Nivel biogeocenotic.

Totalitatea organismelor din specii diferite și organizarea de complexitate variabilă, adaptate la aceleași condiții de mediu, se numește biogeocenoză sau comunitate naturală. Compoziția biogeocenozei include numeroase tipuri de organisme vii și condiții de mediu. În biogeocenozele naturale, energia este acumulată și transferată de la un organism la altul. Biogeocenoza include compuși anorganici, organici și organisme vii.

nivel biosferic.

Totalitatea tuturor organismelor vii de pe planeta noastră și habitatul lor natural comun constituie nivelul biosferic. La nivel biosferic, biologia modernă rezolvă probleme globale, precum determinarea intensității formării oxigenului liber de către acoperirea vegetală a Pământului sau modificări ale concentrației de dioxid de carbon din atmosferă asociate activităților umane.

În special, proprietățile viețuitoarelor pot fi numite:

1. Auto-reînnoire, care este asociată cu un schimb constant de materie și energie, și care se bazează pe capacitatea de a stoca și utiliza informațiile biologice sub formă de molecule informaționale unice: proteine și acizi nucleici.

2. Auto-reproducere, care asigură continuitatea între generații de sisteme biologice.

3. Autoreglare, care se bazează pe fluxul de materie, energie și informație.

4. Majoritatea proceselor chimice din organism nu sunt într-o stare dinamică.

5. Organismele vii sunt capabile să crească.

permanent, care își petrec întregul ciclu de viață în organismul gazdă, folosindu-l ca sursă de hrană și habitat (de exemplu, ascaris, tenia, păduchi);

A) intracavitar - localizat în cavitățile conectate la mediul extern (de exemplu, în intestin - ascaris, vierme);

b) tesut localizat în țesuturi și cavități închise; (de exemplu, dorlotul hepatic, cisticercii de tenia);

în) intracelular- localizat în celule; (de exemplu, plasmodia malariană, toxoplasma).

adiţional, sau gazde intermediare secunde (de exemplu, pește pentru dorlotul pisicii);

1) Alimentar(prin gura cu alimente) - oua de helminti, chisturi de protozoare in caz de nerespectare a regulilor de igiena personala si igiena alimentara (legume, fructe); larve de helminți (trichinella) și forme vegetative de protozoare (toxoplasma) cu procesare culinară insuficientă a produselor din carne.

2) Aeropurtat(prin mucoasele tractului respirator) - virusuri (gripa) si bacterii (difterie, ciuma) si unele protozoare (toxoplasma).

3) Contactați gospodăria(contact direct cu o persoană sau un animal bolnav, prin lenjerie și articole de uz casnic) - ouă de helminți de contact (oxiuri, tenia pitică) și multe artropode (păduchi, râie).

4) Transmisibil- cu participarea purtătorului - artropod:

A) inoculare - prin proboscis la sugerea sângelui (plasmodia malariană, tripanozomi);

b) contaminare- la pieptănarea și frecarea excrementelor sau a hemolimfei purtătoare în piele (tifus rău, ciuma).

Transplacentar(prin placenta) - toxoplasma, plasmodia malarica.

Sexual(în timpul actului sexual) - virusul SIDA, Trichomonas.

Transfuzie(în timpul transfuziei de sânge) - virusul SIDA, plasmodia malariană, tripanozomii.

a) foarte adaptat(contradicțiile în sistem practic nu apar);

Se disting următoarele forme de manifestare a specificității:

de actualitate: o anumită localizare în gazdă (păduchii capului și corpului, acarienii scabiei, helminții intestinali);

vârstă(oxiurii și tenia pitică afectează mai des copiii);

sezonier(focarele de dizenterie amebiană sunt asociate cu perioada primăvară-vară, trichineloza - cu perioada toamnă-iarnă).

Toate ființele vii de pe planetă sunt împărțite în diferite grupuri și sisteme. Biologia îi spune elevului despre asta chiar și în clasele elementare ale liceului. Acum vreau să studiez în detaliu nivelurile de organizare a faunei sălbatice, ca urmare, prezentând toate cunoștințele acumulate într-un tabel concis și ușor de înțeles.

Un pic despre niveluri

În general, știința are 8 astfel de niveluri. Dar care este principiul diviziunii? Totul este simplu aici: fiecare nivel ulterior le încorporează pe toate cele precedente. Adică este mai mare și mai substanțial, mai voluminos și mai plin.

Nivelul unu - Molecular

Acest nivel este studiat în detaliu de biologia moleculară. Despre ce e vorba? Care este structura proteinelor, ce funcții îndeplinesc, care sunt acizii nucleici și activitatea lor în genetică, sinteza proteinelor, ARN și ADN - toate aceste procese sunt încărcate la nivel molecular. Aici încep cele mai importante procese de viață ale tuturor organismelor: metabolismul, producerea de energie necesară existenței etc. Oamenii de știință susțin că acest nivel cu greu poate fi numit viu, este mai degrabă considerat chimic.

Nivelul doi - celular

Ce este interesant despre nivelul celular de organizare a naturii vii? Urmează moleculara și, după cum sugerează și numele, se ocupă de celule. Biologia acestor particule este studiată de o știință precum citologia. Celula în sine este cea mai mică particulă indivizibilă din corpul uman. Aici sunt luate în considerare toate procesele care sunt direct legate de activitatea vitală a celulei.

Nivelul trei - țesut

De asemenea, specialiștii numesc acest nivel multicelular. Și acest lucru nu este surprinzător. La urma urmei, de fapt, țesutul este o colecție de celule care au aproape aceeași structură și funcții similare. Dacă vorbim despre acele științe care studiază acest nivel, atunci vorbim de aceeași histologie, precum și de histochimie.

Nivelul patru - organ

Având în vedere nivelurile de organizare a naturii vii, este necesar să vorbim și despre organ. De ce este special? Deci, organele sunt formate din țesuturi în organismele multicelulare și organele din organismele unicelulare. Științele care se ocupă de aceste probleme sunt anatomia, embriologia, fiziologia, botanica și zoologia.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că, atunci când studiază nivelurile de organizare a naturii vii, experții combină uneori țesutul și organismul într-un singur capitol. La urma urmei, ei sunt foarte strâns legați unul de celălalt. În acest caz, vorbim despre nivelul organ-țesut.

Al cincilea nivel - organism

Următorul nivel se numește „organism” în știință. Cum este diferit de cele anterioare? Pe lângă faptul că include în componența sa nivelurile anterioare de organizare a vieții sălbatice, există și o împărțire în regate - animale, plante și ciuperci. Este implicat în următoarele procese:

Nutriție.
Reproducere.
Metabolism (precum și la nivel celular).
Interacțiunea nu numai între organisme, ci și cu mediul.

De fapt, există încă o mulțime de funcții. Această secțiune tratează științe precum genetica, fiziologia, anatomia, morfologia.

Al șaselea nivel - populație-specie

Totul este simplu și aici. Dacă unele organisme sunt similare morfologic, adică au aproximativ aceeași structură și au un genotip similar, oamenii de știință le combină într-o singură specie sau populație. Principalele procese care au loc aici sunt macroevoluția (adică o schimbare a corpului sub influența mediului), precum și interacțiunea între ele (aceasta poate fi atât o luptă pentru supraviețuire, cât și pentru reproducere). Aceste procese sunt studiate de ecologie și genetică.

Al șaptelea nivel - biogeocenotic

Numele este greu de pronunțat, dar destul de simplu. Provine de la cuvântul biogeocenoză. Sunt deja considerate procese multiple în care interacțiunea organismelor are loc. Vorbim despre lanțuri trofice, despre competiție și reproducere, despre influența reciprocă a organismelor și a mediului unul asupra celuilalt. Aceste probleme sunt tratate de o știință precum ecologia.

Ultimul, al optulea nivel este biosferic

Aici deja biologia este chemată să rezolve toate problemele globale. Până la urmă, de fapt, biosfera este un ecosistem uriaș în care are loc circulația elementelor și substanțelor chimice, procesele de conversie a energiei pentru a asigura activitatea vitală a întregii vieți de pe pământ.

Concluzii simple

Luând în considerare toate nivelurile de organizare structurală a naturii vii și, după cum a devenit clar, există 8 dintre ele, ne putem imagina o imagine a întregii vieți de pe pământ. La urma urmei, doar structurându-ți cunoștințele, poți înțelege temeinic esența celor de mai sus.


Organismic	Fie un individ, fie un organism	procese de diferentiere
populație-specie	populatie	Există procese de schimbare a genotipului în această populație
Biogeocenotic-biosferic	Biogeocenoza	Are loc circulația substanțelor
Genetică moleculară		Activitate - transferul de informații genetice în interiorul celulelor

Care este cel mai simplu mod de a reprezenta nivelurile de organizare a naturii vii? Tabelul este ceea ce ilustrează perfect orice material. Dar pentru a facilita înțelegerea, oamenii de știință pun adesea în tabel doar 4 niveluri combinate prezentate mai sus.

Nivelurile de organizare ale lumii organice sunt stări discrete ale sistemelor biologice, caracterizate prin subordonare, interconexiune și modele specifice.

Nivelurile structurale de organizare a vieții sunt extrem de diverse, dar principalele sunt moleculare, celulare, ontogenetice, populație-specie, biocenotice și biosferice.

1. Standardul de trai genetic molecular. Cele mai importante sarcini ale biologiei în această etapă este studiul mecanismelor de transmitere a informațiilor genetice, ereditatea și variabilitatea.

Există mai multe mecanisme de variabilitate la nivel molecular. Cel mai important dintre ele este mecanismul mutației genelor - transformarea directă a genelor în sine sub influența factorilor externi. Factorii care cauzează mutația sunt: radiațiile, compușii chimici toxici, virușii.

Un alt mecanism de variabilitate este recombinarea genelor. Un astfel de proces are loc în timpul reproducerii sexuale în organismele superioare. În acest caz, nu există nicio modificare a cantității totale de informații genetice.

Un alt mecanism de variabilitate a fost descoperit abia în anii 1950. Aceasta este o recombinare non-clasică a genelor, în care există o creștere generală a cantității de informații genetice datorită includerii de noi elemente genetice în genomul celulei. Cel mai adesea, aceste elemente sunt introduse în celulă de către viruși.

2. Nivelul celular. Astăzi, știința a stabilit în mod fiabil că cea mai mică unitate independentă a structurii, funcționării și dezvoltării unui organism viu este o celulă, care este un sistem biologic elementar capabil de auto-reînnoire, auto-reproducere și dezvoltare. Citologia este o știință care studiază o celulă vie, structura ei, funcționând ca un sistem viu elementar, explorează funcțiile componentelor celulare individuale, procesul de reproducere celulară, adaptarea la condițiile de mediu etc. Citologia studiază, de asemenea, caracteristicile celulelor specializate, formarea funcţiilor lor speciale şi dezvoltarea structurilor celulare specifice . Astfel, citologia modernă a fost numită fiziologie celulară.

Un progres semnificativ în studiul celulelor a avut loc la începutul secolului al XIX-lea, când a fost descoperit și descris nucleul celular. Pe baza acestor studii a fost creată teoria celulară, care a devenit cel mai mare eveniment din biologie în secolul al XIX-lea. Această teorie a servit drept fundament pentru dezvoltarea embriologiei, fiziologiei și a teoriei evoluției.

Cea mai importantă parte a tuturor celulelor este nucleul, care stochează și reproduce informații genetice, reglează procesele metabolice din celulă.

Toate celulele sunt împărțite în două grupe:

Procariote - celule lipsite de nucleu

eucariotele sunt celule care conțin nuclee

Studiind o celulă vie, oamenii de știință au atras atenția asupra existenței a două tipuri principale de nutriție, ceea ce a permis împărțirea tuturor organismelor în două tipuri:

Autotrofe - își produc propriile nutrienți

· Heterotrof – nu se poate lipsi de alimente organice.

Ulterior, au fost clarificați factori atât de importanți precum capacitatea organismelor de a sintetiza substanțele necesare (vitamine, hormoni), de a se asigura energie, dependența de mediul ecologic etc.. Astfel, caracterul complex și diferențiat al relațiilor indică necesitatea. pentru o abordare sistematică a studiului vieții la nivel ontogenetic.

3. Nivel ontogenetic. organisme pluricelulare. Acest nivel a apărut ca urmare a formării organismelor vii. Unitatea de bază a vieții este un individ, iar fenomenul elementar este ontogeneza. Fiziologia se ocupă cu studiul funcționării și dezvoltării organismelor vii pluricelulare. Această știință are în vedere mecanismele de acțiune ale diferitelor funcții ale unui organism viu, relația lor între ele, reglarea și adaptarea la mediul extern, originea și formarea în procesul de evoluție și dezvoltare individuală a unui individ. De fapt, acesta este procesul ontogenezei - dezvoltarea organismului de la naștere până la moarte. În acest caz, apar creșterea, mișcarea structurilor individuale, diferențierea și complicarea organismului.

Toate organismele pluricelulare sunt compuse din organe și țesuturi. Țesuturile sunt un grup de celule conectate fizic și substanțe intercelulare pentru a îndeplini anumite funcții. Studiul lor este subiectul histologiei.

Organele sunt unități funcționale relativ mari care combină diverse țesuturi în anumite complexe fiziologice. La rândul lor, organele fac parte din unități mai mari - sistemele corpului. Printre acestea se numără sistemul nervos, digestiv, cardiovascular, respirator și alte sisteme. Doar animalele au organe interne.

4. Populatie-nivel biocenotic. Acesta este un nivel supra-organism al vieții, a cărui unitate de bază este populația. Spre deosebire de o populație, o specie este o colecție de indivizi care sunt similare ca structură și proprietăți fiziologice, au o origine comună, se pot încrucișa liber și pot produce descendenți fertili. O specie există doar prin populații reprezentând sisteme deschise genetic. Biologia populației este studiul populațiilor.

Termenul de „populație” a fost introdus de unul dintre fondatorii geneticii, V. Johansen, care l-a numit un set de organisme eterogen din punct de vedere genetic. Mai târziu, populația a început să fie considerată un sistem integral, interacționând continuu cu mediul. Populațiile sunt sistemele reale prin care există speciile de organisme vii.

Populațiile sunt sisteme deschise genetic, deoarece izolarea populațiilor nu este absolută și schimbul de informații genetice nu este posibil din când în când. Populațiile sunt cele care acționează ca unități elementare de evoluție; schimbările în grupul lor de gene duc la apariția de noi specii.

Populațiile capabile de existență și transformare independentă sunt unite în agregatul următorului nivel supraorganism - biocenoze. Biocenoza - un ansamblu de populații care trăiesc într-o anumită zonă.

Biocenoza este un sistem închis populațiilor străine, pentru populațiile sale constitutive este un sistem deschis.

5. Nivel biogeocetonic. Biogeocenoza este un sistem stabil care poate exista o perioadă lungă de timp. Echilibrul într-un sistem viu este dinamic, adică. reprezinta o miscare constanta in jurul unui anumit punct de stabilitate. Pentru funcționarea sa stabilă, este necesar să existe un feedback între subsistemele sale de control și de execuție. Acest mod de menținere a unui echilibru dinamic între diversele elemente ale biogeocenozei, cauzat de reproducerea în masă a unor specii și de reducerea sau dispariția altora, ducând la modificarea calității mediului, se numește dezastru ecologic.

Biogeocenoza este un sistem integral de autoreglare în care se disting mai multe tipuri de subsisteme. Sistemele primare sunt producători care procesează direct materia neînsuflețită; consumatori - un nivel secundar la care materia și energia sunt obținute prin utilizarea producătorilor; apoi vin consumatorii de ordinul doi. Există, de asemenea, scavengers și descompuners.

Ciclul substanțelor trece prin aceste niveluri în biogeocenoză: viața este implicată în utilizarea, prelucrarea și restaurarea diferitelor structuri. În biogeocenoză - un flux de energie unidirecțional. Acest lucru îl face un sistem deschis, conectat continuu cu biogeocenozele învecinate.

Autoreglementarea biogeocenului se realizează cu cât mai mult succes, cu atât numărul elementelor sale constitutive este mai divers. Stabilitatea biogeocenozelor depinde și de diversitatea componentelor sale. Pierderea uneia sau mai multor componente poate duce la un dezechilibru ireversibil și moartea acestuia ca sistem integral.

6. Nivelul biosferei. Acesta este cel mai înalt nivel de organizare a vieții, acoperind toate fenomenele vieții de pe planeta noastră. Biosfera este substanța vie a planetei și a mediului transformat de aceasta. Metabolismul biologic este un factor care unește toate celelalte niveluri de organizare a vieții într-o singură biosferă. La acest nivel, are loc o circulație a substanțelor și transformarea energiei asociate cu activitatea vitală a tuturor organismelor vii care trăiesc pe Pământ. Astfel, biosfera este un singur sistem ecologic. Studiul funcționării acestui sistem, structurii și funcțiilor sale este cea mai importantă sarcină a biologiei la acest nivel de viață. Ecologia, biocenologia și biogeochimia sunt implicate în studiul acestor probleme.

Dezvoltarea doctrinei biosferei este indisolubil legată de numele remarcabilului om de știință rus V.I. Vernadsky. El a fost cel care a reușit să demonstreze legătura dintre lumea organică a planetei noastre, acționând ca un întreg inseparabil, cu procesele geologice de pe Pământ. Vernadsky a descoperit și studiat funcțiile biogeochimice ale materiei vii.

Datorită migrării biogenice a atomilor, materia vie își îndeplinește funcțiile geochimice. Știința modernă identifică cinci funcții geochimice pe care le îndeplinește materia vie.

1. Funcția de concentrare se exprimă prin acumularea anumitor elemente chimice în interiorul organismelor vii datorită activității lor. Rezultatul a fost apariția rezervelor minerale.

2. Funcția de transport este strâns legată de prima funcție, deoarece organismele vii poartă elementele chimice de care au nevoie, care apoi se acumulează în habitatele lor.

3. Funcția energetică asigură fluxuri de energie care pătrund în biosferă, ceea ce face posibilă îndeplinirea tuturor funcțiilor biogeochimice ale materiei vii.

4. Funcția distructivă - funcția de distrugere și prelucrare a resturilor organice, în timpul acestui proces, substanțele acumulate de organisme sunt readuse la cicluri naturale, există un ciclu de substanțe în natură.

5. Funcția de formare medie - transformarea mediului sub influența materiei vii. Întregul aspect modern al Pământului - compoziția atmosferei, hidrosferei, stratul superior al litosferei; majoritatea mineralelor; clima este rezultatul acțiunii Vieții.