Биологические уровни организации материи, их характеристики

Концепция структурных уровней живого включает представление об иерархической соподчиненности структур­ных уровней, системности и органической целостности жи­вых организмов. В соответствии с этой концепцией струк­турные уровни различаются не только сложностью, но и закономерностями функционирования. Вследствие иерархи­ческой соподчиненности каждый из уровней организации живой материи должен изучаться с учетом характера ниже-и вышестоящего уровней в их функциональном взаимодей­ствии.

Рассмотрим отдельные уровни организации живой мате­рии, начав с низшей ступени, на которой смыкаются биоло­гия и химия.

Молекулярно-генетический уровень. Это тот уровень организации материи, на котором совершается скачок от атомно-молекулярного уровня неживой материи к макро­молекулам живого.

Белки — органические соединения, входящие в состав всех живых организмов. Белки являются биополимерны­ми макромолекулами, так как состоят из большого числа повторяющихся и сходных по структуре низкомолекуляр­ных соединений (мономеров). Перестановки и различные сочетания мономеров в длинных полимерных цепях обеспе­чивают построение множества вариантов молекул белка и придают ему разнообразные свойства. В состав белка входит 20 аминокислот-мономеров.

Характерным физическим свойством аминокислот, содер­жащихся в живых системах, является то, что все они спо­собны поворачивать влево плоскость поляризации светового луча. В свою очередь, это означает, что свойством живой материи является ее молекулярная асимметричность, подобная асимметричности левой и правой рук. Опираясь на такую аналогию, это свойство живого назвали молеку­лярной хиралъностъю (от греч. cher — рука).

Клеточный уровень. Любой живой организм состоит из клеток. В простейшем случае — из единственной клетки (бак­терии, амебы). Клетка является мельчайшей элементар­ной живой системой и является первоосновой строения, жизнедеятельности и размножения всех организмов. Клет­ки всех организмов сходны по строению и составу веществ. Всеми сложными многоступенчатыми процессами в клетке управляет особая структура, как правило, находящаяся в ее ядре и состоящая из длинных цепей молекул нуклеиновых кислот.

Клетки обладают разнообразием форм, размеров, функ­ций. Существуют клетки, не содержащие ядра — прокарио­ты (безъядерные клетки). Исторически они являются пред­шественниками клеток с развитой структурой, то есть кле­ток, имеющих ядро — эукариотов.

«На общедоступном языке мы можем назвать ядро ад­министратором клетки. Две главные черты роднят его с администраторами: оно стремится плодить себе подобных и успешно отражает все наши попытки узнать, чем же имен­но ядро занимается. Только попытавшись обойтись без него, мы узнаем, что оно действительно работает». (Д. Мэйзи. Стро­ение и функции биологических структур.)

Следует отметить, что к миру живого относятся также и вирусы — мельчайшие бесклеточные организмы размером примерно в 50 раз меньше бактерий. Они находятся на гра­нице между живой и неживой материей. Не имея клеточ­ной структуры, они способны ее воспроизводить, внедряясь в среду чужих клеток.

Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым уровнем организации образует живую ткань. Из тканей со­стоят различные органы живых организмов.

Организменный уровень. Система совместно функцио­нирующих органов образует организм. В отличие от пре дыдущих уровней на организменном уровне проявляется большое разнообразие живых систем. Организменный уро­вень именуют также онтогенетическим.

Популяционно-видовой уровень образован совокупнос­тью видов и популяций живых систем. Популяция — это совокупность организмов одного вида, обладающих еди­ным генофондом (совокупностью генов). Она является на-дорганизменной живой системой, так же, как и вид, состо­ящий обычно из нескольких популяций. На этом уровне реализуется биологический эволюционный процесс.

Биоценотический уровень образован биоценозами -исторически сложившимися устойчивыми сообществами популяций, связанных друг с другом и окружающей средой обменом веществ.

Биосферный уровень организации живого: совокупность биоценозов образует биосферу Земли.

Отдельные структурные уровни живого являются объек­тами изучения для отдельных биологических наук, то есть условными разграничителями биологического знания. Так, молекулярный уровень изучается молекулярной биологией, генетикой; клеточный уровень служит объектом для цито­логии, микробиологии; анатомия и физиология изучают жизнь на тканевом и организменном уровнях; зоология и ботаника имеют дело с организменным и популяционно-видовым уровнями; экология охватывает биоценотический и биосферный уровни.

Дата добавления: 2015-04-25