Биогенетический закон Э. Геккеля

Явление эмерджентности

Уровни организации живой материи

Организм и условия его обитания

4. Организм – живая целостная система

Жизнь на Земле существует в виде отдельных организмов, которые обособлены от их окружающей их среды, но постоянно находятся во взаимодействии с ней. Для живого характерны самовоспроизведение, целостность и дискретность, рост и развитие, обмен веществ и энергии, наследственность и изменчивость, раздражимость, движение, внутренняя регуляция, специфичность взаимоотношений со средой.

Живой организм – целая биологическая система, состоящая из взаимозависимых и соподчиненных элементов, взаимоотношения которых и особенности строения определены их функционированием как целого. По определению акад. М.В. Волькенштейна «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».

Организм является начальной основной единицей обмена веществ.

Именно с организма и начинается цепочка взаимоотношений живой материи, ее нельзя прервать ни на одном уровне.

Среда – комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях. Таким образом, среда – это материальные тела, явления и энергия, воздействующие на организм.

Различают: внешнюю (контакт с организмом необязателен), окружающую (то же, что и внешняя, но она находится в контакте с организмом), природную, абиотическую и биотическую среды. Термин «окружающая среда» требует определяющего дополнения: среда, окружающая кого? что? Поэтому более правильно говорить «окружающая человека среда».

Земной биотой освоены 4 основные среды обитания: водная, наземно-воздушная и почвенная вместе с горными породами приповерхностной части литосферы. Биологи выделяют дополнительно четвертую среду жизни – сами живые организмы.

Жизнь – наивысшая ступень организации материи. В настоящее время выделяют такие уровни организации живой материи:

• молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне функционирования биологических молекул — биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.;

• клеточный. Клетка является структурной и функциональной единицей развития всех живых организмов, обитающих на земле. Свободноживущих неклеточных форм жизни не существует;

• тканевой. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции;

• органный. Органы — структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей.

Экосистема изучает еще четыре уровня:

• организменный. Многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, специализированных для выполнения различных функций;

• популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования;

• биогеоценотический. Биогеоценоз — совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами среды их обитания;

• биосферный. Биосфера — система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходят круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Свойства каждого отдельного уровня значительно сложнее и многообразнее предыдущего. Но объяснить это можно лишь частично на основе данных о свойствах каждого последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных составляющих его более низких уровней. Такое явление называют эмерджентностью — наличием у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме других элементов, не объединенных системообразующими связями.

Живым организмам присущ обмен веществ или метаболизм при которых происходит множество химических реакций. Примером таких реакций могут быть дыхание и фотосинтез.

Некоторые микроорганизмы, бактерии способны создавать органические соединения за счет других компонентов, что называется хемосинтезом.

Обмен веществ в организме происходит только с участием катализаторов – ферментов. Каждая биохимическая реакция контролируется особым ферментом, который в свою очередь контролируется единичным геном. Изменение гена называется мутацией.

Ферментам помогают коферменты – крупные молекулы, частью которых являются витамины, необходимые для обмена веществ всех организмов.

Для ряда метаболических процессов необходимы гормоны, вырабатываемые в различных органах. Гормоны осуществляют в любом организме общую химическую координацию метаболизма. Метаболические процессы, происходящие в организме от зарождения до конца жизни, называется онтогенезом.

Процессы онтогенеза могут быть нарушены на любой стадии действием загрязнения среды и привести к появлению уродов или даже привести к гибели индивидов.

Современный онтогенез сложился в течение длительной эволюции - филогенеза. Термин был введен Э. Геккелем в 1866 г. Наука филогенетика базируется на трех науках: морфологии, эмбриологии и палеонтологии.

Взаимосвязь между развитием живого и индивидуальным развитием организма в эволюционном плане Э. Геккель сформулировал в виде биогенетического закона: онтогенез всякого организма есть краткое и сжатое повторение филогенеза данного вида.

Со времен Аристотеля организмы делятся на растения и животных.

По современной систематике выделяют ряд таксонов, наиболее крупные из которых – бактерии, простейшие, грибы, растения и животные; в пределах каждого царства – типы, классы и более мелкие таксоны – группы организмов, различающихся по структуре тела и органов и по способам осуществления жизненных функций.

Большинство современных ученых выделяют таксоны более высокого ранга. К ним относятся прокариоты –одноклеточные, доядерные (бактерии, включая архе - и цианобактерии) и эукариоты – одноклеточные и многоклеточные организмы, имеющие в клетках истинное ядро (остальные организмы).

Контрольные вопросы:

1.Что такое живой организм?

2. Что такое окружающая человека среда?

3. Назовите уровни организации живой материи.

4. Объсните явление эмерджентности.

5. Что понимают под обменом веществ в живых организмах?

6. Что такое ферменты, витамины и гормоны?

7. Что такое онтогенез и филогенез?

8. Как читается биоге­нетический закон Э. Геккеля?

9. Что такое прокариоты и эукариоты?

Дата добавления: 2014-01-11