Що стосується молекулярного рівня організації життя. Основні рівні організації життя

Світ живої природи є сукупністю біологічних систем різного рівня організації та різної супідченості. Вони перебувають у безперервному взаємодії. Виділяють кілька рівнів живої матерії:

Молекулярний– будь-яка жива система, хоч би як складно вона була організована, проявляється лише на рівні функціонування біологічних макромолекул: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, і навіть важливих органічних речовин. З цього рівня починається найважливіші процеси життєдіяльності організму: обмін речовин та перетворення енергії, передача спадкової інформації та ін. – найдавніший рівень структури живої природи, що межує з неживою природою.

Клітинний– клітина – структурна і функціональна одиниця, і навіть одиниця розмноження та розвитку всіх живих організмів, що живуть Землі. Чи не клітинних форм життя немає, а існування вірусів лише підтверджує це правило, тому що вони можуть виявляти властивості живих систем тільки в клітинах.

Тканинний— Тканина є сукупністю подібних до будови клітин, об'єднаних виконанням загальної функції.

Органний— у більшості тварин орган-це структурно-функціональне об'єднання кількох типів тканин. Наприклад, шкіра людини як орган включає епітелій та сполучну тканину, які разом виконують цілу низку функцій серед яких найбільш значна – захисна.

Організмовий— багатоклітинний організм є цілісну систему органів, спеціалізованих до виконання різних функцій. Відмінності між рослинами та тваринами у будові та способах харчування. Зв'язок організмів з довкіллям, їх пристосованість до неї.

Популяційно-видовий- Сукупність організмів одного всього ж виду, об'єднаних загальним місцем проживання, створює популяцію як систему надорганізмного порядку. У цій системі здійснюються найпростіші, елементарні еволюційні перетворення.

Біогеоценотичний- Біогеоценоз - сукупність організмів різних видів і різної складності організації, всіх факторів довкілля.

Біосферний- Біосфера - найвищий рівень організації живої матерії на нашій планеті, що включає все живе на Землі. Таким чином, жива природа є складно організованою ієрархічною системою.

2. Розмноження на клітинному рівні, мітоз його біологічна роль

Мітоз (від греч.mitos- нитка), тип клітинного поділу, в результаті якого дочірні клітини отримують генетичний матеріал, ідентичний тому, що містився в материнській клітині. Каріокінез, непрямий поділ клітини, найбільш поширений спосіб відтворення (репродукції) клітин, що забезпечує тотожний розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами та наступність хромосом у ряді клітинних поколінь.

Рис. 1. Схема мітозу: 1, 2 – профаза; 3 – прометафаза; 4 – метафаза; 5-анафаза; 6 – рання телофаза; 7 – пізня телофаза

Біологічне значення мітозу визначається поєднанням у ньому подвоєння хромосом шляхом поздовжнього розщеплення їх та рівномірного розподілу між дочірніми клітинами. Початку Мітоз передує період підготовки, що включає накопичення енергії, синтез дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) та репродукції центріолей. Джерелом енергії служать багаті на енергію, або так звані макроергічні сполуки. Мітоз не супроводжується посиленням дихання, тому що окислювальні процеси відбуваються в інтерфазі (наповнення «енергетичного резерву ара»). Періодичне наповнення та спустошення енергетичного резерву ара-основа енергетики мітозу.

Стадії мітозу такі. Єдиний процес. Мітоз зазвичай поділяють на 4 стадії: профазу, метафазу, анафазу та телофазу.

Рис. 2. Мітоз у меристематичних клітинах корінця цибулі (мікрофотографія). Інтерфаза

Іноді описують ще одну стадію, що передує початку профази – препрофази (антефазу). Препрофаза - синтетична стадія Мітоз, що відповідає кінцю інтерфази (S-G 2 періоди). включає подвоєння ДНК та синтез матеріалу МІТОТИЧНОГО АПАРАТУ. У ПРОФАЗІ відбуваються РЕОРГАНІЗАЦІЯ ядра з КОНДЕНСАЦІЄЮ і спіралізацією ХРОМОСОМ, руйнування ядерної оболонки та формування мітотичного апарату шляхом синтезу білків та «складання» їх в орієнтовану систему ПОВІРЕННЯ ДІЛЕННЯ КЛІТИНИ.

Рис. 3. Мітоз у меристематичних клатках корінця цибулі (мікрофотографія). Профаза (фігура пухкого клубка)

Рис. 4. Мітоз у меристематичних клітинах корінця цибулі (мікрофотографія). Пізня профаза (руйнування ядерної оболонки)

МЕТАФАЗА – полягає у русі ХРОМОСОМ до екваторіальної площини (метакинез, або прометафаза), формуванні екваторіальної ПЛАСТИНКИ («материнської зірки») та у роз'єднанні хроматид, або сестринських хромосом.

Рис. 5. Мітоз у меристематичних клітинах корінця цибулі (мікрофотографія). Прометафаза

Рис.6. Мітоз у меристематичних клітинах корінця цибулі (мікрофотографія). Метафаза

Рис. 7. Мітоз у меристематичних клітинах корінця цибулі (мікрофотографія). Анафаза

АНАФАЗА – стадія розбіжності хромосом до полюсів. Анафазний рух пов'язаний з подовженням центральних ниток ВЕРЕТИНА, що розсуває мітотичні полюси, і з укороченням хромосомальних мікротрубочок мітотичного апарату. Подовження центральних ниток ВЕРЕТЕНА відбувається або рахунок ПОЛЯРИЗАЦІЇ «запасних макромолекул», що добудовують МІКРОТРУБОЧКИ веретину, або рахунок дегідратації цієї структури. Укорочення хромосомальних мікротрубочок забезпечується властивостями скорочувальних білків мітотичного апарату, здатних до скорочення без потовщення. ТЕЛОФАЗА - полягає в реконструкції дочірніх ядер з хромосом, що зібралися біля полюсів, поділ клітинного тіла (цитотімія, цитокінез) і остаточному руйнуванні мітотичного апарату з освітою проміжного тільця. Реконструкція дочірніх ядер пов'язана з деспералізацією хромосом, ВІДНОВЛЕННЯМ ядерця та ядерної оболонки. Цитотомія здійснюється шляхом утворення клітинної пластинки (у рослинній клітині) або шляхом утворення борозни поділу (у тваринній клітині).

Рис.8. Мітоз у меристематичних клітинах корінця цибулі (мікрофотографія). Рання телофаза

Рис. 9. Мітоз у меристематичних клітинах корінця цибулі (мікрофотографія). Пізня телофаза

Механізм цитотомії пов'язують або зі скороченням желатинізованого кільця.

Тривалість мітозу- Залежить від розмірів клітин, їх плідності, числа ядер, а також від умов навколишнього середовища, зокрема від температури. У тваринних клітинах Мітоз триває 30 – 60 хв, у рослинних 2-3 години. Більш тривалі стадії мітозу, пов'язані з процесами синтезу (препрофаза, профаза, телофаза), саморух хромосом (метакинез, анафаза) здійснюється швидко.

БІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ МІТОЗУ — сталість будови та правильність функціонування органів і тканин багатоклітинного організму були б неможливі без збереження однакового набору генетичного матеріалу в незліченних клітинних поколіннях. Мітоз забезпечує важливі прояви життєдіяльності: ембріональний розвиток, ріст, відновлення органів і тканин після пошкодження, підтримка структурної цілісності тканин при постійній втраті клітин у процесі їх функціонування (заміщення загиблих еритроцитів, що сталися клітин шкіри, епітелію кишечника та ін.). розмноження.

3. Гаметогенез, характеристика статевих клітин, запліднення

Статеві клітини (гамети) - чоловічі сперматозоїди та жіночі яйцеклітини (або яйця) розвиваються в статевих залозах. У першому випадку шлях їх розвитку називають СПЕРМАТОГЕНЕЗОМ (від грец. sperm – насіння та genesis – походження), у другому – ОВОГЕНЕЗОМ (від. лат. оvо – яйце)

Гамети – статеві клітини, участь в заплідненні, утворенні зиготи (перша клітина нового організму). Результат запліднення – подвоєння числа хромосом, відновлення їх диплоїдного набору в зиготе Особливості гамет – одинарний, гаплоїдний набір хромосом у порівнянні з диплоїдним набором хромосом у клітинах тіла2. Етапи розвитку статевих клітин: 1) збільшення шляхом мито за числа первинних статевих клітин з диплоїдним набором хромосом; 2) зростання первинних статевих клітин; 3) дозрівання статевих клітин.

СТАДІЇ ГАМЕТОГЕНЕЗУ — у розвитку статевих як сперматозоїдів, і яйцеклітин, виділяють стадій(рис). Перша стадія — період розмноження, у якому первинні статеві клітини діляться шляхом мітозу, у результаті збільшується їх кількість. При сперматогенезі розмноження первинних статевих клітин дуже інтенсивне. Воно починається з настанням статевої зрілості та протікає протягом усього репродуктивного періоду. Розмноження жіночих первинних статевих клітин у нижчих хребетних продовжується майже все життя. У людини ці клітини з найбільшою інтенсивністю розмножуються лише у внутрішньоутробному періоді розвитку. Після формування жіночих статевих залоз - яєчників, первинні статеві клітини перестають ділиться, більшість їх гине і розсмоктується, інші зберігаються у стані спокою до статевого дозрівання.

Друга стадія – період зростання. У незрілих чоловічих гамет цей період виражений нерезко. Розміри чоловічих гамет збільшуються трохи. Навпаки, майбутні яйцеклітини - овоцити збільшуються іноді в сотні, тисячі і навіть мільйони разів. В одних тварин овоцити ростуть дуже швидко - протягом декількох днів або тижнів, в інших видів зростання триває місяці та роки. Зростання овоцитів здійснюється рахунок речовин, утворених іншими клітинами організму.

Третя стадія – період дозрівання, або мейоз (рис1).

Рис. 9. Схема утворення статевих клітин

Клітини, що вступають у період мейозу, містять диплоїдний набір хромосом і подвоєну кількість ДНК (2n 4с).

У процесі статевого розмноження в організмів будь-якого виду з покоління до покоління зберігається властиве йому число хромосом. Це досягається тим, що перед злиттям статевих клітин -заплідненням - у процесі дозрівання в них зменшується (редукується) число хромосом, тобто. з диплоїдного набору (2n) утворюється гаплоїдний (n). Закономірності проходження мейозу в чоловічих та жіночих статевих клітинах по суті однакові.

Список літератури

Горєлов А. А. Концепції сучасного природознавства. - М: Центр, 2008.

Дубніщева Т.Я. та ін Сучасне природознавство. - М: Маркетинг, 2009.

Лебедєва Н.В., Дроздов Н.М., Криволуцький Д.А. Біологічна різноманітність. М., 2004.

Мамонтов С.Г. Біологія М., 2007.

Яригін В. Біологія. М., 2006.

Розрізняють такі рівні організації живої матерії – рівні біологічної організації: молекулярний, клітинний, тканинний, органний, організмовий, популяційно-видовий та екосистемний.

Молекулярний рівень організації– це рівень функціонування біологічних макромолекул – біополімерів: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, ліпідів, стероїдів. З цього рівня починаються найважливіші процеси життєдіяльності: обмін речовин, перетворення енергії, передача спадкової інформації. Цей рівень вивчають: біохімія, молекулярна генетика, молекулярна біологія, генетика, біофізика.

Це рівень клітин (клітин бактерій, ціанобактерій, одноклітинних тварин та водоростей, одноклітинних грибів, клітин багатоклітинних організмів). Клітина – це структурна одиниця живого, функціональна одиниця, одиниця розвитку. Цей рівень вивчають цитологія, цитохімія, цитогенетика, мікробіологія.

Тканинний рівень організації- це рівень, на якому вивчається будова та функціонування тканин. Досліджується цей рівень гістологією та гістохімією.

Органний рівень організації- Це рівень органів багатоклітинних організмів. Вивчають цей рівень анатомія, фізіологія, ембріологія.

Організмовий рівень організації- це рівень одноклітинних, колоніальних та багатоклітинних організмів. Специфіка організмового рівня в тому, що на цьому рівні відбувається декодування та реалізація генетичної інформації, формування ознак, властивих особам цього виду. Цей рівень вивчається морфологією (анатомією та ембріологією), фізіологією, генетикою, палеонтологією.

Популяційно-видовий рівень- Це рівень сукупностей особин-популяцій та видів. Цей рівень вивчається систематикою, таксономією, екологією, біогеографією, генетикою популяцій. На цьому рівні вивчаються генетичні та екологічні особливості популяцій, елементарні еволюційні фактори та їх вплив на генофонд (мікроеволюція), проблема збереження видів.

Екосистемний рівень організації- Це рівень мікроекосистем, мезоекосистем, макроекосистем. На цьому рівні вивчаються типи харчування, типи взаємин організмів та популяцій в екосистемі, чисельність популяцій, динаміка чисельності популяцій, щільність популяцій, продуктивність екосистем, сукцесії. Цей рівень вивчає екологія.

Виділяють також біосферний рівень організаціїживої матерії. Біосфера – це гігантська екосистема, що займає частину географічної оболонки Землі. Це мега-екосистема. У біосфері відбувається кругообіг речовин та хімічних елементів, а також перетворення сонячної енергії.

2..В якості субстрату життя увагу привертають нуклеїнові кислоти (ДНК та РНК) та білки. Нуклеїнові кислоти – це складні хімічні сполуки, що містять вуглець, кисень, водень, азот та фосфор. ДНК є генетичним матеріалом клітин, що визначає хімічну специфічність генів. Під контролем ДНК йде синтез білків, у якому беруть участь РНК. Усі живі організми у природі складаються з однакових рівнів організації, це загальна всім живих організмів характерна біологічна закономірність. Вирізняють такі рівні організації живих організмів: Молекулярно-генетичний рівень.

Це найпростіший для життя рівень. Якою б складною або просто не була будова будь-якого живого організму, всі вони складаються з однакових молекулярних сполук. Прикладом цього є нуклеїнові кислоти, білки, вуглеводи та інші складні молекулярні комплекси органічних та неорганічних речовин.

Їх називають іноді біологічними макромолекулярними речовинами. На молекулярному рівні відбуваються різні процеси життєдіяльності живих організмів: обмін речовин, перетворення енергії. За допомогою молекулярного рівня здійснюється передача спадкової інформації, утворюються окремі органоїди та відбуваються інші процеси.

Клітинний рівень.

Клітина є структурною та функціональною одиницею всіх живих організмів на Землі. Окремі органоїди у складі клітини мають характерну будову та виконують певну функцію. Функції окремих органоїдів у клітині взаємопов'язані та виконують єдині процеси життєдіяльності.

У одноклітинних організмів (одноклітинні водорості та найпростіші) всі життєві процеси проходять в одній клітині, і одна клітина існує як окремий організм. Згадайте одноклітинні водорості, хламідомонади, хлореллу та найпростіших тварин – амебу, інфузорію та ін. У багатоклітинних організмів одна клітина не може існувати як окремий організм, але вона є елементарною структурною одиницею організму.

Тканинний рівень.

Сукупність подібних за походженням, будовою та функціями клітин та міжклітинних речовин утворює тканину. Тканинний рівень характерний лише для багатоклітинних організмів. Також окремі тканини є самостійним цілісним організмом. Наприклад, тіла тварин і людини складаються із чотирьох різних тканин (епітеліальна, сполучна, м'язова, нервова). Рослинні тканини називаються: освітня, покривна, опорна, провідна та видільна. Згадайте будову та функції окремих тканин.

Органний рівень.

У багатоклітинних організмів об'єднання декількох однакових тканин, подібних до будови, походження та функцій, утворює органний рівень. У складі кожного органу зустрічається кілька тканин, але з-поміж них одна найбільш значна. Окремий орган неспроможна існувати як цілісний організм. Декілька органів, подібних до будови та функцій, об'єднуючись, складають систему органів, наприклад травлення, дихання, кровообігу тощо.

Організмовий рівень.

Рослини (хламідомонада, хлорела) і тварини (амеба, інфузорія і т. д.), тіла яких складаються з однієї клітини, є самостійним організмом. А окрема особина багатоклітинних організмів вважається окремим організмом. У кожному окремому організмі відбуваються всі життєві процеси, притаманні всіх живих організмів, - харчування, дихання, обмін речовин, дратівливість, розмноження тощо. буд. Кожен самостійний організм залишає після себе потомство.

У багатоклітинних організмів клітини, тканини, органи та системи органів не є окремим організмом. Лише цілісна система органів, що спеціалізовано виконують різні функції, утворює окремий самостійний організм. Розвиток організму, починаючи з запліднення до кінця життя, займає певний проміжок часу. Такий індивідуальний розвиток кожного організму називається онтогенезом. Організм може існувати у тісному взаємозв'язку з навколишнім середовищем.

Популяційно-видовий рівень.

Сукупність особин одного виду плі групи, яка довго існує у певній частині ареалу щодо відокремлено з інших сукупностей того ж виду, становить популяцію. На популяційному рівні здійснюються найпростіші еволюційні перетворення, що сприяє поступовому появі нового виду.

Біогеоценотичний рівень.

Сукупність організмів різних видів та різної складності організації, пристосованих до однакових умов природного середовища, називається біогеоценозом, або природним співтовариством. До складу біогеоценозу входять численні види живих організмів та умови природного середовища. У природних біогеоценозах накопичується енергія та передається від одного організму до іншого. Біогеоценоз включає неорганічні, органічні сполуки та живі організми.

Біосферний рівень.

Сукупність всіх живих організмів на нашій планеті та загального природного середовища їх проживання становить біосферний рівень. На біосферному рівні сучасна біологія вирішує глобальні проблеми, наприклад, визначення інтенсивності утворення вільного кисню рослинним покривом Землі або зміни концентрації вуглекислого газу в атмосфері, пов'язані з діяльністю людини.

Зокрема, властивостями живого можна назвати:

1. Самовідновлення, яке пов'язане з постійним обміном речовини та енергії, і в основі якого лежить здатність зберігати та використовувати біологічну інформацію у вигляді унікальних інформаційних молекул: білків та нуклеїнових кислот.

2. Самовідтворення, що забезпечує наступність між поколіннями біологічних систем.

3. Саморегуляція, що ґрунтується на потоці речовини, енергії та інформації.

4. Більшість хімічних процесів у організмі перебувають над динамічному стані.

5. Живі організми здатні до зростання.

постійних,які весь свій життєвий цикл проводять в організмі господаря, використовуючи його як джерело живлення та місце проживання (наприклад, аскарида, ціп'яки, воші);

а) внутрішньопорожнинні -локалізовані в порожнинах, що з'єднуються із зовнішнім середовищем (наприклад, у кишечнику – аскарида, волосоголовець);

б) тканиннілокалізовані в тканинах та закритих порожнинах; (наприклад, печінковий сисун, цистицерки стрічкових хробаків);

в) внутрішньоклітинні- локалізовані у клітинах; (Наприклад, малярійні плазмодії, токсоплазма).

додаткові,або другі проміжні господарі (наприклад, риби для котячого сисуна);

1) Аліментарний(через рот з їжею) – яйця гельмінтів, цисти найпростіших при недотриманні правил особистої гігієни та гігієни продуктів харчування (овочі, фрукти); личинки гельмінтів (трихінелла) та вегетативні форми найпростіших (токсоплазма) при недостатній кулінарній обробці м'ясних продуктів.

2) Повітряно-крапельний(через слизові оболонки дихальних шляхів) – віруси (грип) та бактерії (дифтерія, чума) та деякі найпростіші (токсоплазма).

3) Контактно-побутовий(безпосередні контакти з хворою людиною або твариною, через білизну та предмети домашнього побуту) - яйця контактних гельмінтів (гостриця, карликовий ціп'як) і багато членистоногі (воші, коростяний свербіж).

4) Трансмісивний- за участю переносника - членистоногого:

а) інокуляція -через хоботок при ссанні крові (малярійні плазмодії, трипаносоми);

б) контамінація- при розчісуваннях та втиранні у шкіру екскрементів або гемолімфи переносника (вшиві тифи, чума).

Трансплацентарний(через плаценту) – токсоплазма, малярійні плазмодії.

Половий(при статевих контактах) – вірус СНІДу, трихомонаду.

Трансфузійний(при переливанні крові) – вірус СНІДу, малярійні плазмодії, трипаносоми.

а) високоадаптовані(Протиріччя в системі практично не виявляються);

Вирізняють такі форми прояви специфічності:

топічна:певна локалізація у господаря (головна та платтяна воші, коростяний кліщ, гельмінти кишечника);

вікова(гострики та карликовий ціп'як частіше вражають дітей);

сезонна(спалахи амебної дизентерії пов'язані з весняно-літнім періодом, трихінельозу – з осінньо-зимовим).

Всі живі істоти на планеті поділяються на різні групи і системи. Про це розповідає учню біологія ще у початкових класах середньої школи. Зараз хочеться дуже докладно вивчити рівні організації живої природи, в результаті представивши всі отримані знання в короткій і зручній для розуміння таблиці.

Трохи про рівні

Якщо говорити загалом, наука налічує 8 таких рівнів. Але за яким принципом відбувається розподіл? Тут все просто: кожен наступний рівень має у своєму складі всі попередні. Тобто він більший і суттєвіший, об'ємніший і повніший.

Рівень перший – молекулярний

Докладно цей рівень вивчає молекулярна біологія. Про що тут йдеться? Яка будова білків, які функції вони виконують, що таке нуклеїнові кислоти та їхня робота в генетиці, синтез білка, РНК та ДНК - усіма цими процесами і навантажений молекулярний рівень. Саме тут починаються найважливіші процеси життєдіяльності всіх організмів: обмін речовин, вироблення енергії, необхідної для існування, тощо. Учені стверджують, що цей рівень складно назвати живим, він, швидше, вважається хімічним.

Рівень другий – клітинний

Чим цікавий клітинний рівень організації живої природи? Він слідує за молекулярним і, як стає зрозуміло вже з назви, займається клітинами. Біологію цих частинок вивчає така наука як цитологія. Сама собою клітина - це найдрібніша неподільна частка в організмі людини. Тут розглядаються всі процеси, пов'язані безпосередньо з життєдіяльністю клітини.

Рівень третій – тканинний

Фахівці цей рівень називають ще й багатоклітинним. І це не дивно. Адже, по суті, тканина – це сукупність клітин, які мають майже однакову будову та схожі функції. Якщо ж говорити про ті науки, які вивчають цей рівень, то тут йдеться про ту ж гістологію, а також гістохімії.

Рівень четвертий – органний

Розглядаючи рівні організації живої природи, потрібно також розповісти про органне. Чим він особливий? Так, з тканин формуються органи у багатоклітинних організмів та органели – у одноклітинних. Науки, які займаються цими питаннями, - анатомія, ембріологія, фізіологія, ботаніка та зоологія.

Потрібно також відзначити, що, вивчаючи рівні організації живої природи, фахівці іноді об'єднують в один розділ тканинний та організмовий. Адже вони тісно пов'язані один з одним. У такому разі йдеться про органотканевого рівня.

П'ятий рівень – організмовий

Наступний рівень зветься в науці «організмний». Чим він відрізняється від попередніх? Крім того що він включає до свого складу попередні рівні організації живої природи, так ще тут відбувається розподіл на царства - тварин, рослин, а також грибів. Займається він такими процесами:

Живлення.
Розмноження.
Обмін речовин (як і клітинному рівні).
Взаємодія як між організмами, а й із довкіллям.

Насправді функцій ще дуже багато. Цим розділом займаються такі науки, як генетика, фізіологія, анатомія, морфологія.

Шостий рівень - популяційно-видовий

Тут також усе просто. Якщо деякі організми мають морфологічну схожість, тобто вони приблизно однаково влаштовані і мають схожий генотип, вчені їх поєднують в один вид або ж популяцію. Головні процеси, які тут відбуваються, - це макроеволюція (тобто зміна організму під впливом довкілля), і навіть взаємодія між собою (це можливо як боротьба виживання, і розмноження). Вивченням цих процесів займається екологія та генетика.

Сьомий рівень – біогеоценотичний

Назва важковимовна, але цілком проста. Походить від слова біогеоценоз. Тут вже розглядаються численні процеси, у яких відбувається взаємодія організмів. Йдеться і про харчові ланцюжки, про конкуренцію та розмноження, про взаємовплив організмів та навколишнього середовища один на одного. Цими питаннями займається така наука, як екологія.

Останній, восьмий рівень – біосферний

Тут уже біологія покликана вирішувати усі глобальні проблеми. Адже насправді біосфера - це величезна екосистема, де відбувається кругообіг хімічних елементів і речовин, процеси перетворення енергії задля забезпечення життєдіяльності всього живого землі.

Прості висновки

Розглянувши всі рівні структурної організації живої природи, які, як стало відомо, 8, можна уявити картину всього живого землі. Адже лише структурувавши свої знання, можна ґрунтовно усвідомити суть вищеописаного.


Організмовий	Або особина, або організм	Відбуваються процеси диференціювання
Популяційно-видовий	Населення	Відбуваються процеси зміни генотипу в цій популяції.
Біогеоценотично-біосферний	Біогеоценоз	Відбувається кругообіг речовин
Молекулярно-генетичний		Діяльність - перенесення генетичної інформації всередині клітин

Як найлегше уявити рівні організації живої природи? Таблиця - ось що чудово ілюструє будь-який матеріал. Для полегшення розуміння вчені часто у таблицю виносять лише 4 об'єднаних рівня, представлених вище.

Рівні організації органічного світу - дискретні стани біологічних систем, що характеризуються підпорядкованістю, взаємопов'язаністю, специфічними закономірностями.

Структурні рівні організації життя надзвичайно різноманітні, але основними є молекулярний, клітинний, онтогенетичний, популяційно-видовий, бігіоценотичний та біосферний.

1. Молекулярно-генетичний рівень життя. Найважливішими завданнями біології цьому етапі вивчення механізмів передачі генної інформації, спадковості і мінливості.

Існує кілька механізмів мінливості на молекулярному рівні. Найважливішим є механізм мутації генів - безпосереднє перетворення самих генів під впливом зовнішніх чинників. Чинниками, що викликають мутацію, є: радіація, токсичні хімічні сполуки, віруси.

Ще один механізм мінливості – рекомбінація генів. Такий процес має місце при статевому розмноженні у вищих організмів. У цьому немає зміни загального обсягу генетичної інформації.

Ще один механізм мінливості був відкритий лише в 1950-ті рр. н. Це - некласична рекомбінація генів, у якому відбувається загальне збільшення обсягу генетичної інформації з допомогою включення до геном клітини нових генетичних елементів. Найчастіше ці елементи вносять у клітину вірусами.

2. Клітинний рівень. Сьогодні наукою достовірно встановлено, що найменшою самостійною одиницею будови, функціонування та розвитку живого організму є клітина, яка є елементарною біологічною системою, здатною до самооновлення, самовідтворення та розвитку. Цитологія - наука, що вивчає живу клітину, її будову, функціонування як елементарної живої системи, досліджує функції окремих клітинних компонентів, процес відтворення клітин, пристосування до умов середовища та ін. Також цитологія досліджує особливості спеціалізованих клітин, становлення їх особливих функцій та розвиток специфічних клітинних структур . Отже, сучасна цитологія було названо фізіологією клітини.

Значним просуванням у вивченні клітин відбулося на початку 19 століття, було відкрито та описано клітинне ядро. На підставі цих досліджень була створена клітинна теорія, що стала найбільшою подією в біології 19 ст. Саме ця теорія стала фундаментом для розвитку ембріології, фізіології, теорії еволюції.

Найважливіша частина всіх клітин - ядро, яке зберігає та відтворює генетичну інформацію, регулює процеси обміну речовин у клітині.

Усі клітини поділяються на дві групи:

· Прокаріоти – клітини, позбавлені ядра

· Еукаріоти - клітини, що містять ядра

Вивчаючи живу клітину, вчені звернули увагу на існування двох основних типів її харчування, що дозволило всі організми поділити на два типи:

· Автотрофні – самі виробляють необхідні їм поживні речовини

· Гетеротрофні – не можуть обходитися без органічної їжі.

Пізніше було уточнено такі важливі чинники, як здатність організмів синтезувати необхідні речовини (вітаміни, гормони), забезпечувати себе енергією, залежність від екологічного середовища та ін. Таким чином, складний та диференційований характер зв'язків свідчить про необхідність системного підходу до вивчення життя та на онтогенетичному рівні .

3. Онтогенетичний рівень. Багатоклітинні організми. Цей рівень виник у результаті формування живих організмів. Основною одиницею життя виступає окрема особина, а елементарним явищем – онтогенез. Вивченням функціонування та розвитку багатоклітинних живих організмів займається фізіологія. Ця наука розглядає механізми дії різних функцій живого організму, їх зв'язок між собою, регуляцію та пристосування до зовнішнього середовища, походження та становлення у процесі еволюції та індивідуального розвитку особи. По суті, це і є процес онтогенезу - розвиток організму від народження до смерті. При цьому відбувається зростання, переміщення окремих структур, диференціація та ускладнення організму.

Всі багатоклітинні організми складаються з органів та тканин. Тканини - це група фізично об'єднаних клітин та міжклітинних речовин для виконання певних функцій. Їхнє вивчення є предметом гістології.

Органи – це відносно великі функціональні одиниці, які поєднують різні тканини в ті чи інші фізіологічні комплекси. У свою чергу органи входять до складу більших одиниць - систем організму. Серед них виділяють нервову, травну, серцево-судинну, дихальну та інші системи. Внутрішні органи є лише у тварин.

4. Популяційно-біоценотичний рівень. Це надорганізмний рівень життя, основною одиницею якого є населення. На відміну від популяції видом називається сукупність особин, подібних за будовою та фізіологічними властивостями, що мають загальне походження, що можуть вільно схрещуватися та давати плодюче потомство. Вид існує лише через популяції, що становлять генетично відкриті системи. Вивченням популяцій займається біологія популяції.

Термін "популяція" був запроваджений одним із основоположником генетики В. Йогансеном, який назвав так генетично неоднорідну сукупність організмів. Пізніше населення стала вважатися цілісної системою, безперервно взаємодіючої з довкіллям. Саме популяції є реальними системами, якими існують види живих організмів.

Популяції - генетично відкриті системи, оскільки ізоляція популяцій не абсолютна і періодично буває можливим обмін генетичної інформацією. Саме популяції виступають як елементарні одиниці еволюції, зміни їх генофонду ведуть до появи нових видів.

Популяції, здатні до самостійного існування та трансформації, об'єднуються в сукупності наступного надорганізмного рівня – біоценози. Біоценоз – сукупність популяцій, що проживають на певній території.

Біоценоз є закритою для чужих популяцій систему, для складових його популяцій - це відкрита система.

5. Біогеоцетонічний рівень. Біогеоценоз – стійка система, яка може існувати протягом тривалого часу. Рівнавага живої системі динамічно, тобто. є постійним рухом навколо певної точки стійкості. Для її стабільного функціонування потрібна наявність зворотних зв'язків між її керуючою та виконуючою підсистемами. Такий спосіб підтримки динамічної рівноваги між різними елементами біогеоценозу, викликане масовим розмноженням одних видів та скороченням або зникненням інших, що призводить до зміни якості довкілля, називають екологічною катастрофою.

Біогеоценоз - це цілісна саморегулююча система, у якій виділяється кілька типів підсистем. Первинні системи – продуценти, що безпосередньо переробляють неживу матерію; консументи - вторинний рівень, на якому речовина та енергія виходять за рахунок використання продуцентів; потім йдуть консументи другого порядку. Також існують падальники та редуценти.

Через ці рівні в біогеоценозі проходить кругообіг речовин: життя бере участь у використанні, переробці та відновленні різних структур. У біогеоценозі – односпрямований енергетичний потік. Це робить його незамкненою системою, безперервно пов'язаною із сусідніми біогеоценозами.

Саморегуляція біогеоценлзів протікає тим успішніше, чим різноманітніша кількість його елементів. Від різноманітності його компонентів залежить і стійкість біогеоценозів. Випадання одного або декількох компонентів може призвести до необоротного порушення рівноваги та загибелі його як цілісної системи.

6. Біосферний рівень. Це найвищий рівень організації життя, що охоплює всі явища життя на планеті. Біосфера - це жива речовина планети та перетворене ним довкілля. Біологічний обмін речовин - це чинник, який поєднує всі інші рівні організації життя однієї біосферу. На цьому рівні відбувається кругообіг речовин і перетворення енергії, пов'язані з життєдіяльністю всіх живих організмів, що мешкають на Землі. Таким чином, біосфера є єдиною екологічною системою. Вивчення функціонування цієї системи, її будови та функцій – найважливіше завдання біології на цьому рівні життя. Займаються вивченням цих проблем екологія, біоценологія та біогеохімія.

Розробка вчення про біосферу нерозривно пов'язана з ім'ям видатного російського вченого В.І. Вернадського. Саме йому вдалося довести зв'язок органічного світу нашої планети, який виступає у вигляді єдиного нероздільного цілого, з геологічними процесами Землі. Вернадський відкрив та вивчив біогеохімічні функції живої речовини.

Завдяки біогенній міграції атомів жива речовина виконує свої геохімічні функції. Сучасна наука виділяє п'ять геохімічних функцій, що виконує живу речовину.

1. Концентраційна функція виявляється у накопиченні певних хімічних елементів усередині живих організмів завдяки їх діяльності. Результатом цього стала поява запасів з корисними копалинами.

2. Транспортна функція тісно пов'язана з першою функцією, тому що живі організми переносять потрібні їм хімічні елементи, які потім накопичуються у місцях їх проживання.

3. Енергетична функція забезпечує потоки енергії, що пронизують біосферу, що дозволяє здійснювати всі біогеохімічні функції живої речовини.

4. Деструктивна функція - функція руйнування та переробки органічних останків, у ході цього процесу накопичені організмами речовини повертаються в природні цикли, йде кругообіг речовин у природі.

5. Середньоутворююча функція - перетворення навколишнього середовища під дією живої речовини. Весь сучасний образ Землі – склад атмосфери, гідросфери, верхнього шару літосфери; більшість корисних копалин; Клімат – є результатом дії Життя.