Учени на молекулярно ниво. §2. Нива на организация на живота и протичащи върху тях процеси

Всички живи организми в природата се състоят от едни и същи нива на организация; това е характерна биологична закономерност, обща за всички живи организми.
Различават се следните нива на организация на живите организми - молекулярно, клетъчно, тъканно, органно, организмено, популационно-специфично, биогеоценотично, биосферно.

Ориз. 1. Молекулярно генетично ниво

1. Молекулярно генетично ниво. Това е най-елементарното ниво характеристика на живота (фиг. 1). Без значение колко сложна или проста е структурата на всеки жив организъм, всички те се състоят от едни и същи молекулни съединения. Пример за това са нуклеиновите киселини, протеините, въглехидратите и други сложни молекулярни комплекси от органични и неорганични вещества. Понякога се наричат ​​биологични макромолекулни вещества. На молекулярно ниво има различни процесижизненоважни функции на живите организми: метаболизъм, преобразуване на енергия. С помощта на молекулярно ниво се предава наследствена информация, образуват се отделни органели и протичат други процеси.


Ориз. 2. Клетъчно ниво

2. Клетъчно ниво. Клетката е структурна и функционална единица на всички живи организми на Земята (фиг. 2). Отделните органели в клетката имат характерна структура и изпълняват специфична функция. Функциите на отделните органели в клетката са взаимосвързани и извършват еднородни жизнени процеси. При едноклетъчните организми (едноклетъчни водорасли и протозои) всички жизнени процеси протичат в една клетка, а една клетка съществува като отделен организъм. Помнете едноклетъчните водорасли, хламидомонадите, хлорелата и най-простите животни – амеба, инфузория и пр. При многоклетъчните организми една клетка не може да съществува като отделен организъм, а е елементарна структурна единица на организма.


Ориз. 3. Тъканно ниво

3. Тъканно ниво. Съвкупността от клетки и междуклетъчни вещества, сходни по произход, структура и функция, образува тъкан. Тъканното ниво е характерно само за многоклетъчните организми. Също така отделните тъкани не са самостоятелен цялостен организъм (фиг. 3). Например телата на животните и хората са съставени от четири различни тъкани (епителна, съединителна, мускулна, нервна). Растителните тъкани се наричат: образователни, покривни, поддържащи, проводящи и отделителни. Помнете структурата и функцията на отделните тъкани.


Ориз. 4. Ниво на орган

4. Ниво на орган. При многоклетъчните организми обединението на няколко еднакви тъкани, сходни по структура, произход и функции, образува органно ниво (фиг. 4). В състава на всеки орган има няколко тъкани, но сред тях една е най-значимата. Отделен орган не може да съществува като интегрален организъм. Няколко органа, сходни по структура и функция, когато се комбинират, изграждат системата от органи, например храносмилане, дишане, кръвообращение и др.


Ориз. 5. Организационно ниво

5. Организационно ниво. Растенията (хламидомонада, хлорела) и животните (амеба, реснички и др.), чиито тела се състоят от една клетка, са самостоятелен организъм (фиг. 5). И отделен индивид от многоклетъчни организми се разглежда като отделен организъм. Във всеки отделен организъм протичат всички жизнени процеси, които са характерни за всички живи организми – хранене, дишане, обмяна на веществата, раздразнителност, размножаване и пр. Всеки самостоятелен организъм оставя след себе си потомство. В многоклетъчните организми клетките, тъканите, органите и органните системи не са отделен организъм. Само една цялостна система от органи, специализирана в изпълнението на различни функции, образува отделен самостоятелен организъм. Развитието на един организъм от оплождането до края на живота отнема определен период от време. Това индивидуално развитие на всеки организъм се нарича онтогенез. Един организъм може да съществува в тясна връзка с околната среда.


Ориз. 6. Специфично за населението ниво

6. Специфично за населението ниво. Съвкупност от индивиди от един вид или група, която съществува дълго време в определена част от ареала, относително отделно от други съвкупности от същия вид, съставлява популация. На ниво на населениетоизвършват се най-простите еволюционни трансформации, което допринася за постепенното появяване на нов вид (фиг. 6).


Ориз. 7 Биогеоценотично ниво

7. Биогеоценотично ниво. Колекция от организми различни видовеи различна сложност на организацията, адаптирана към едни и същи условия естествена среда, се нарича биогеоценоза или естествена общност. Биогеоценозата включва множество видове живи организми и условия на околната среда. В естествените биогеоценози енергията се натрупва и пренася от един организъм в друг. Биогеоценозата включва неорганични, органични съединенияи живи организми (фиг. 7).


Ориз. 8. Биосферно ниво

8. Биосферно ниво. Съвкупността от всички живи организми на нашата планета и общата природна среда на тяхното местообитание съставляват биосферното ниво (фиг. 8). На ниво биосфера решава съвременната биология глобални проблеминапример, определяне на интензивността на образуване на свободен кислород от растителната покривка на Земята или промени в концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата, свързани с човешката дейност. Главна роляна ниво биосфера действат "живи вещества", тоест съвкупността от живи организми, обитаващи Земята. Също така на ниво биосфера са важни "биоинертните вещества", образувани в резултат на жизнената дейност на живите организми и "инертните" вещества (т.е. условията на околната среда). На ниво биосфера на Земята има циркулация на вещества и енергия с участието на всички живи организми на биосферата.

Нива на организация на живота. Население. Биогеоценоза. Биосфера.

  1. Понастоящем се разграничават няколко нива на организация на живите организми: молекулярно, клетъчно, тъканно, органно, органично, популационно-специфично, биогеоценотично и биосферно.
  2. Елементарни еволюционни трансформации се извършват на ниво популация-вид.
  3. Клетката е най-елементарната структурна и функционална единица от всички живи организми.
  4. Съвкупността от клетки и междуклетъчни вещества, сходни по произход, структура и функция, образува тъкан.
  5. Съвкупността от всички живи организми на планетата и общата природна среда на тяхното местообитание представлява биосферното ниво.
    1. Избройте по ред нивата на организация на живота.
    2. Какво е плат?
    3. Кои са основните части на клетката?
      1. За какви организми е характерен тъканно ниво?
      2. Дайте характеристиките на нивото на органа.
      3. Какво е население?
        1. Характеризирайте нивото на организма.
        2. Какви са особеностите на биогеоценотичното ниво?
        3. Дайте примери за взаимосвързаността на нивата на организация на живота.

Попълнете таблица, показваща структурните характеристики на всяко ниво на организацията:

Сериен номер

Организационни нива

Особености

НИВА НА ЖИВОТНА ОРГАНИЗАЦИЯ

Правете разлика между молекулярно, клетъчно, тъканно, органно, органично, популационно, видово, биоценотично и глобално (биосферно) ниво на организация на живите същества. На всички тези нива се проявяват всички свойства, характерни за живите същества. Всяко от тези нива се характеризира с характеристики, присъщи на други нива, но всяко ниво има свои специфични характеристики.

Молекулно ниво.Това ниво е дълбоко в организацията на живите същества и е представено от молекули на нуклеинови киселини, протеини, въглехидрати, липиди и стероиди, които се намират в клетките и се наричат ​​биологични молекули. На това ниво се замислят и осъществяват най-важните жизнени процеси (кодиране и предаване на наследствена информация, дишане, метаболизъм и енергия, променливост и др.). Физикохимичната специфика на това ниво се крие във факта, че съставът на живите включва голям брой химични елементи, но по-голямата част от живота е представена от въглерод, кислород, водород и азот. Молекулите се образуват от група атоми, а от последните се образуват сложни химични съединения, които се различават по структура и функции. Повечето от тези съединения в клетките са представени от нуклеинови киселини и протеини, чиито макромолекули са полимери, синтезирани в резултат на образуването на мономери и комбинирането на последните в определен ред. В допълнение, мономерите на макромолекулите в рамките на едно и също съединение имат едни и същи химични групи и са свързани чрез химични връзки между атомите, техните неспецифични

технически части (сайтове). Всички макромолекули са универсални, тъй като са изградени по един и същи план, независимо от вида им. Бидейки универсални, те в същото време са уникални, защото структурата им е неподражаема. Например, ДНК нуклеотидите съдържат една азотна база от четири известни (аденин, гуанин, цитозин или тимин), в резултат на което всеки нуклеотид е уникален по своя състав. Вторичната структура на ДНК молекулите също е уникална.

Биологичната специфичност на молекулярното ниво се определя от функционалната специфичност на биологичните молекули. Например, спецификата на нуклеиновите киселини се крие във факта, че те кодират генетична информация за синтеза на протеини. Освен това тези процеси се осъществяват в резултат на същите метаболитни стъпки. Например, биосинтезите на нуклеинови киселини, аминокиселини и протеини следват подобен модел във всички организми. Окисляването на мастните киселини, гликолизата и други реакции също са универсални.

Специфичността на протеините се определя от специфичната последователност на аминокиселините в техните молекули. Тази последователност допълнително определя специфичните биологични свойства на протеините, тъй като те са основните структурни елементи на клетките, катализатори и регулатори на реакциите в клетките. Въглехидратите и липидите служат като най-важните източници на енергия, докато стероидите са важни за регулирането на редица метаболитни процеси.

На молекулярно ниво енергията се преобразува - лъчиста енергия в химическа енергия, съхранявана във въглехидрати и др. химични съединения, а химическата енергия на въглехидратите и други молекули - в биологично налична енергия, съхранявана под формата на високоенергийни АТФ връзки. И накрая, тук енергията на високоенергийните фосфатни връзки се превръща в работа – механична, електрическа, химична, осмотична. Механизмите на всички метаболитни и енергийни процеси са универсални.

Биологичните молекули също осигуряват приемственост между молекулите и следващото ниво (клетъчно), тъй като те са материалът, от който се образуват надмолекулни структури. Молекулното ниво е арена за химични реакции, които осигуряват енергия на клетъчно ниво.

Клетъчно ниво.Това ниво на организация на живите същества е представено от клетки, които действат като независими организми.

mov (бактерии, протозои и др.), както и клетки на многоклетъчни организми. Основната специфика на това ниво е, че животът започва с него. Тъй като са способни на живот, растеж и възпроизвеждане, клетките са основната форма на организация на живата материя, чиито елементарни единици са изградени всички живи същества (прокариоти и еукариоти). Няма фундаментални разлики в структурата и функцията между растителните и животинските клетки. Някои различия засягат само структурата на техните мембрани и отделните органели. Има забележими разлики в структурата между прокариотните клетки и еукариотните клетки, но във функционално отношение тези различия се изравняват, тъй като правилото „клетка от клетка“ важи навсякъде.

Специфичността на клетъчното ниво се определя от специализацията на клетките, съществуването на клетките като специализирани единици на многоклетъчен организъм. На клетъчно ниво се наблюдава диференциране и подреждане на жизнените процеси в пространството и времето, което е свързано с ограничаването на функциите в различни субклетъчни структури. Например, еукариотните клетки имат значително развити мембранни системи (плазмена мембрана, цитоплазмен ретикулум, ламеларен комплекс) и клетъчни органели (ядро, хромозоми, центриоли, митохондрии, пластиди, лизозоми, рибозоми). Мембранните структури са "арена" на най-важните жизнени процеси, а двуслойната структура на мембранната система значително увеличава площта на "арена". В допълнение, мембранните структури осигуряват пространствено разделяне на много биологични молекули в клетките и тяхното физическо състояние позволява постоянно дифузно движение на някои от протеините и фосфолипидните молекули, които съдържат. По този начин мембраните са система, чиито компоненти са в движение. Те се характеризират с различни пренареждания, което определя раздразнителността на клетките - най-важното свойство на живите същества.

Тъканно ниво.Това ниво е представено от тъкани, които обединяват клетки с определена структура, размер, местоположение и подобни функции. Платовете възникнаха по време историческо развитиезаедно с многоклетъчността. При многоклетъчните организми те се образуват по време на онтогенезата в резултат на клетъчна диференциация. При животните се разграничават няколко вида тъкани (епителни, съединителни, мускулни, кръвни, нервни и репродуктивни). Правете състезания

tenii разграничават меристематични, защитни, основни и проводими тъкани. На това ниво се извършва специализация на клетките.

Ниво на орган.Представен от органи на организми. При растенията и животните органите се образуват поради различен брой тъкани. При протозоите храносмилането, дишането, циркулацията на веществата, отделянето, движението и размножаването се осъществяват за сметка на различни органели. По-напредналите организми имат системи от органи. Гръбначните животни се характеризират с цефализация, която се състои в концентрацията на най-важните нервни центрове и сетивни органи в главата.

Организационно ниво.Това ниво е представено от самите организми - едноклетъчни и многоклетъчни организми от растителна и животинска природа. Специфична особеност на нивото на организма е, че на това ниво се извършва декодиране и внедряване на генетична информация, създаване на структурни и функционални характеристики, присъщи на организмите на даден вид.

Ниво на вида.Това ниво се определя от видовете растения и животни. В момента има около 500 хиляди растителни вида и около 1,5 милиона животински вида, чиито представители се характеризират с голямо разнообразие от местообитания и заемат различни екологични ниши. Видът също е класификационна единица за живи същества.

Ниво на населението.Растенията и животните не съществуват изолирано; те са обединени в популации, които се характеризират с определен генофонд. В рамките на един и същи вид може да има от една до много хиляди популации. В популациите се извършват елементарни еволюционни трансформации и се разработва нова адаптивна форма.

Биоценотично ниво.Представен е от биоценози - съобщества от организми от различни видове. В такива общности организмите от различни видове са повече или по-малко зависими един от друг. В хода на историческото развитие са се развили биогеоценози (екосистеми), които са системи, състоящи се от взаимозависими общности от организми и абиотични фактори на околната среда. Екосистемите се характеризират с подвижен баланс между организми и абиотични фактори. На това ниво се осъществяват материално-енергийните цикли, свързани с жизнената дейност на организмите.

Глобално (биосферно) ниво.Това ниво е най-висшата форма на организация на живите същества (живи системи). Тя е представена от биосферата. На това ниво се осъществява обединяването на всички материално-енергийни цикли в единен гигантски биосферен цикъл от вещества и енергия.

Между различни ниваорганизацията на живите, има диалектическо единство. Животът е организиран според вида на системната организация, в основата на която е йерархията на системите. Преходът от едно ниво към друго е свързано със запазването на функционалните механизми, работещи на предишни нива, и е придружено от появата на структурата и функциите на нови типове, както и взаимодействие, характеризиращо се с нови характеристики, т.е. появява се ново качество. .

Разграничават се следните нива на организация на живота: молекулярно, клетъчно, органно-тъканно (понякога са разделени), органично, популационно-специфично, биогеоценотично, биосферно. Жива природапредставлява система, а различни нива на нейната организация формират нейната сложна йерархична структура, когато основните повече прости нивадефинирайте свойствата на горните.

Ето как сложните органични молекули са част от клетките и определят тяхната структура и жизнени функции. При многоклетъчните организми клетките са организирани в тъкани, няколко тъкани образуват орган. Многоклетъчният организъм се състои от системи от органи; от друга страна, самият организъм е елементарна единица от популация и биологичен вид. Общността е представена от взаимодействащи популации от различни видове. Общността и заобикаляща средаобразуват биогеоценоза (екосистема). Съвкупността от екосистеми на планетата Земя формира нейната биосфера.

На всяко ниво възникват нови свойства на живите същества, които липсват на по-ниското ниво, изпъкват техните елементарни явления и елементарни единици. В същото време в много отношения нивата отразяват хода на еволюционния процес.

Открояването на нива е удобно за изучаване на живота като сложен природен феномен.

Нека разгледаме по-отблизо всяко ниво на организация на живота.

Молекулно ниво

Въпреки че молекулите са съставени от атоми, разликата между жива и нежива материя започва да се проявява само на нивото на молекулите. Само живите организми съдържат голям брой сложни органични вещества - биополимери (протеини, мазнини, въглехидрати, нуклеинови киселини). Молекулното ниво на организация на живите същества обаче включва и неорганични молекули, които влизат в клетките и играят важна роляв живота им.

Функционирането на биологичните молекули е в основата на живата система. На молекулярно ниво на живота метаболизмът и преобразуването на енергията се проявяват като химични реакции, пренос и промяна на наследствена информация (редупликация и мутации), както и редица други клетъчни процеси. Понякога молекулярното ниво се нарича молекулярно генетично.

Клетъчни стандарти на живот

Именно клетката е структурната и функционална единица на живото. Няма живот извън клетката. Дори вирусите могат да проявят свойствата на жив само когато са в клетката на гостоприемника. Биополимерите проявяват напълно своята реактивност, когато са организирани в клетка, която може да се разглежда като сложна системасвързани помежду си преди всичко от различни химична реакциямолекули.

На това клетъчно ниво се проявява феноменът на живота, съчетават се механизмите на предаване на генетична информация и преобразуване на вещества и енергия.

Орган-тъкан

Само многоклетъчните организми имат тъкани. Тъканта е съвкупност от клетки, сходни по структура и функция.

Тъканите се образуват в процеса на онтогенезата чрез диференциация на клетки със същата генетична информация. На това ниво се извършва специализация на клетките.

Растенията и животните произвеждат различни видоветъкани. Така че в растенията това е меристема, защитна, основна и проводяща тъкан. При животните – епителни, съединителни, мускулни и нервни. Тъканите могат да включват списък с подматерии.

Един орган обикновено се състои от няколко тъкани, обединени помежду си в структурно и функционално единство.

Органите образуват системи от органи, всяка от които отговаря за функция, важна за тялото.

Органното ниво в едноклетъчните организми е представено от различни клетъчни органели, които изпълняват функциите на храносмилане, отделяне, дишане и др.

Организационно ниво на организация на живот

Заедно с клетъчното на органично (или онтогенетично) ниво се разграничават отделни структурни единици. Тъканите и органите не могат да живеят самостоятелно, организмите и клетките (ако е едноклетъчен организъм) могат.

Многоклетъчните организми са изградени от системи от органи.

На ниво организми се проявяват такива жизнени явления като репродукция, онтогенеза, метаболизъм, раздразнителност, невро-хуморална регулация и хомеостаза. С други думи, неговите елементарни явления представляват закономерни промени в организма в индивидуалното развитие. Индивидът е елементарна единица.

Специфично за населението

Организми от един и същи вид, обединени от общо местообитание, образуват популация. Видът обикновено се състои от много популации.

Популациите споделят общ генофонд. В рамките на един вид те могат да обменят гени, тоест те са генетично отворени системи.

В популациите се срещат елементарни еволюционни явления, които в крайна сметка водят до видообразуване. Живата природа може да се развива само на свръхорганични нива.

На това ниво възниква потенциалното безсмъртие на живите.

Биогеоценотично ниво

Биогеоценозата е взаимодействаща съвкупност от организми от различни видове с различни фактори на тяхното местообитание. Елементарните явления са представени от материално-енергийни цикли, осигурени предимно от живи организми.

Ролята на биогеоценотичното ниво е формирането на стабилни съобщества от организми от различни видове, приспособени към съжителство в определено местообитание.

Биосфера

Биосферното ниво на организация на живота е система от най-висок порядък на живот на Земята. Биосферата обхваща всички прояви на живота на планетата. На това ниво има глобална циркулация на вещества и поток от енергия (покриващ всички биогеоценози).

НИВА НА ОРГАНИЗАЦИЯ НА ЖИВОТА

Дивата природа е интегрална, но хетерогенна система, която се характеризира с йерархична организация.Под система,в науката те разбират единството или целостта, съставена от много елементи, които са в законни отношения и връзки един с друг. Основното биологични категории, като геном (генотип), клетка, организъм, популация, биогеоценоза, биосфера, са системи. Йерархиченнаречена система, в която части или елементи са подредени в ред от най-ниския към най-високия. И така, в живата природа биосферата се състои от биогеоценози, представени от популации от организми от различни видове, а телата на организмите имат клетъчна структура.

Йерархичният принцип на организация прави възможно отделянето на индивида нива,което е удобно от гледна точка на изучаването на живота като сложен природен феномен.

В биомедицинската наука се използва широко класификация на нивов съответствие с най-важните части, структури и компоненти на тялото, които са преки обекти на изследване за изследователи от различни специалности. Такива обекти могат да бъдат организъм като такъв, органи, тъкани, клетки, вътреклетъчни структури, молекули. Изборът на нивата на разглежданата класификация е в добро съответствие с разделителната способност на методите, използвани от биолози и лекари: изследване на обект с просто око, с помощта на лупа, светлинно-оптичен микроскоп, електронен микроскоп, съвременни физикохимични методи. Връзката между тези нива и типичните размери на изследваните биологични обекти е очевидна (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Нивото на организация (изследване), разпределено в многоклетъчен организъм (според E. Ds. Roberts et al., 1967, с промени)

Взаимопроникването на идеи и методи на различни области на природните науки (физика, химия, биология), появата на науки на кръстопътя на тези области (биофизика, биохимия, молекулярна биология) доведе до разширяване на класификацията, до разпределението на на молекулярни и електронно-атомни нива. Биомедицинските изследвания, проведени на тези нива, вече дават практически изход в здравеопазването. По този начин устройствата, базирани на явленията на електронния парамагнитен и ядрено-магнитен резонанс, се използват успешно за диагностициране на заболявания и състояния на тялото.

Способността да се изследват фундаментални биологични процеси в тялото на клетъчно, субклетъчно и дори молекулярно ниво е изключителна, но не единствена. отличителен белегсъвременна биология. Тя обикновено се интересува дълбоко от процесите в общностите на организмите, които определят планетарна роляживот.

По този начин класификацията беше допълнена от надорганизмични нива, като видове, биогеоценотични и биосферни.

Повечето от специфичните биомедицински и антропобиологични науки се придържат към горната класификация. Това не е изненадващо, тъй като отразява нивата на организация на живата природа чрез исторически установените нива на нейното изследване. Задачата на курса по биология на медицинския университет е да преподава най-много пълно описаниебиологично "наследство" на хората. За решаване на този проблем е препоръчително да се използва класификацията, която най-точно отразява нива на организация на живота.

В посочената класификация се разграничават молекулярно-генетични, клетъчни, организмични или онтогенетични, популационно-видови, биогеоценотични нива. Особеността на тази класификация се състои във факта, че отделните нива на йерархичната система на живота се определят в нея на обща основа на разпределение за всяко ниво елементарна единицаи елементарен феномен.Елементарна единица е структура или обект, чиито редовни промени, обозначени като елементарен феномен, представляват специфичен за съответното ниво принос към процеса на опазване и развитие на живота. Съответствието на разпределените нива с възловите моменти на еволюционния процес, извън които не стои нито едно живо същество, ги прави универсални, обхващащи цялата област на живота, включително хората.

Елементарна единица за молекулярно генетично нивослужи като ген - фрагмент от молекула нуклеинова киселина, в който се записва количество биологична (генетична) информация, определена в качествена и количествена връзка. Елементарно явление се крие преди всичко в процеса постоянно дублиране,или самовъзпроизвеждане, с възможност за някои промени в съдържанието на информацията, кодирана в гена. Чрез репликация на ДНК се копира биологичната информация, съдържаща се в гените, което осигурява приемственост и запазване (консерватизъм) на свойствата на организмите в редица поколения. Следователно редупликацията е в основата на наследствеността.

Поради ограничената стабилност на молекулите или грешки в синтеза в ДНК (от време на време, но неизбежно) се появяват аномалии, които променят информацията на гените. При последващата репликация на ДНК тези промени се възпроизвеждат в копиращи молекули и се наследяват от организми от дъщерното поколение. Тези промени възникват и се възпроизвеждат естествено, което прави репликацията на ДНК постоянна, т.е. понякога с някои промени. Такива промени в генетиката се наричат ген(или вярно) мутации.Следователно конвариантността на редупликацията служи като основа за мутационна променливост.

Биологичната информация, съдържаща се в молекулите на ДНК, не участва пряко в жизнените процеси. Той се трансформира в активна форма, като се прехвърля в протеинови молекули. Маркираният трансфер се извършва благодарение на механизма матричен синтез,в която оригиналната ДНК служи, както в случая на редупликация, като шаблон (форма), но за образуването не на дъщерна ДНК молекула, а на информационна РНК, която контролира биосинтезата на протеините. Изложеното по-горе дава основание матричният синтез на информационните макромолекули да бъде класифициран като елементарен феномен на молекулярно-генетично ниво на организацията на живота.



Въплъщаването на биологичната информация в специфични жизнени процеси изисква специални структури, енергия и разнообразие от химикали (субстрати). Описаните по-горе условия в живата природа се осигуряват от клетка, служеща като елементарна структура клетъчно ниво.Представен е елементарен феномен реакции на клетъчния метаболизъм,съставляващи основата на потоците от енергия, вещества и информация. Благодарение на дейността на клетката, веществата, идващи отвън, се превръщат в субстрати и енергия, които се използват (в съответствие с наличната генетична информация) в процеса на биосинтеза на протеини и други необходими за организма съединения. Така на клетъчно ниво механизмите на предаване на биологична информация и преобразуване на вещества и енергия са свързани. Един елементарен феномен на това ниво служи като енергийна и материална основа на живота на всички други нива на неговата организация.

Елементарна единица организъм / това нивое индивидуаленв развитието си от момента на възникване до прекратяване на съществуването като жива система, което също ни позволява да наречем това ниво онтогенетичен.Естествените промени в организма в индивидуалното развитие представляват елементарен феномен от това ниво. Тези промени осигуряват растежа на организма, диференцирането на неговите части и в същото време интегрирането на развитието в едно цяло, специализацията на клетките, органите и тъканите. По време на онтогенезата при определени условия външна среданаследствената информация е въплътена в биологични структури и процеси, на базата на генотипа се формира фенотипа на организмите от този вид.

Елементарна единица ниво популация-видобслужва население -набор от индивиди от един и същи вид. Обединяването на индивидите в популация става благодарение на общността генофонд,използвани в процеса на половото размножаване за създаване на генотипите на индивидите от следващото поколение. Популацията, поради възможността за междупопулационни кръстосвания, е отворена генетична система.Влиянието върху генофонда на популация от елементарни еволюционни фактори, като мутационния процес, колебанията в броя на индивидите, естествения подбор, води до еволюционно значими промени в генофонда, които представляват елементарни явления на дадено ниво.

Организмите от един вид обитават територия с известни абиотични параметри (климат, химия на почвата, хидрологични условия) и взаимодействат с организми от други видове. В процеса на съвместно историческо развитие на определена територия от организми от различни системни групи се формират динамични, стабилни във времето общности - биогеоценози,които служат като елементарна единица биогеоценотичен(екосистема) ниво.Елементарно явление на разглежданото ниво е представено от потоци на енергия и циркулация на вещества. Водещата роля в тези цикли и потоци принадлежи на живите организми. Биогеоценозата е система, отворена в материално и енергийно отношение. Биогеоценозите, различаващи се по видовия състав и характеристиките на абиотичната си част, са обединени на планетата в единен комплекс - зоната на разпространение на живота, или биосфера.

Горните нива отразяват най-важните биологични явления, без които еволюцията и следователно самото съществуване на живот са невъзможни. Въпреки че елементарните единици и явления на отделните нива са различни, всички те са тясно свързани помежду си, решавайки специфичната си задача в рамките на единен еволюционен процес. Елементарните основи на този процес под формата на наследствени явления и истинска мутационна вариабилност са свързани с конвариантна редупликация на молекулярно генетично ниво. Специалната роля на клетъчното ниво е в енергийната, материалната и информационната подкрепа на случващото се на всички останали нива. На онтогенетично ниво биологичната информация в гените се превръща в комплекс от характеристики и свойства на организма. Полученият фенотип става достъпен за действието на естествения подбор. На ниво популация-вид се определя еволюционната стойност на промените, свързани с молекулярно-генетичното, клетъчното и онтогенетичното ниво. Специфичната роля на биогеоценотичното ниво е във формирането на съобщества от организми от различни видове, приспособени към съжителство в определено местообитание. Важна отличителна черта на такива общности е тяхната стабилност във времето.

Разглежданите нива отразяват обща структураеволюционен процес, чийто естествен резултат е човек. Следователно за хората се отнасят елементарните структури и явления, характерни за тези нива, макар и с някои особености, дължащи се на социалната им същност.

До 1960 г. в биологията има идея за нивата организация на живите същества като конкретен израз на все по-сложния редорганичен свят. Животът на Земята е представен от един вид организмисгради, принадлежащи към определени систематични групи (видове), както исъобщества с различна сложност (биогеоценоза, биосфера). От своя страна организмитехарактеризиращ се с органна, тъканна, клетъчна и молекулярна организация.Всеки организъм, от една страна, се състои от специализирани подчиненисистеми на организация (органи, тъкани и т.н.), от друга страна, той е самият тойотносително изолирана единица в състава на надорганизма биологичнасистеми (видове, биогеоценози и биосфера като цяло). Нивата на организация на живоматерията са показани на фиг. 1

Фиг. 1. Организационни нива на живите

Всички те показват такива свойства на живота като дискретност и цялост. Тялото се състои от различни компоненти – органи, но в същото време, поради тяхното взаимодействие, е интегрално. Видът също е цялостна система, въпреки че се формира от отделни единици – индивиди, но тяхното взаимодействие и поддържа целостта на вида. Съществуването на живот на всички нива се осигурява от структурата на най-ниския ранг. Например, естеството на клетъчното ниво на организация се определя от субклетъчното и молекулярното ниво; organismic - орган; тъканни, клетъчни; видове – организмен и т.н. по-високи нива(Маса 1).

маса 1

Характеристика на нивата на организация на живите

Кратка характеристика на ниво

Молекулярна

Разкрива се монотонността на звената на организацията. Наследствената информация във всички организми е вградена в молекулите на ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина), която се състои само от 4 вида нуклеотиди. Основните органични компоненти на живите същества, протеини, се състоят от 20 аминокиселини. Енергийните процеси в организмите са свързани с универсален "енергиен носител" - АТФ (аденозин трифосфат)

Субклетъчна

Сравнително малки (няколко десетки) от основните клетъчни компоненти в про- и еукариотните клетки

Клетъчна

Всички много живи същества са разделени на две групи - прокариотни и еукариотни организми. Това разделение се основава на критерия схематична диаграмаклетъчна структура от два вида. Разбира се, не може да се отрече разнообразието от клетки в различните организми. Тези различия обаче не надхвърлят посочените два типа клетъчна организация.

Органо-тъкан

Набор от клетки, които са идентични по структура и функция, съставляват тъкан. Голямо сходство между всички организми остава на това ниво: при многоклетъчните животни се разграничават само четири основни тъкани (епителна, съединителна, нервна, мускулна), в растенията има шест от тях (покривна, основна, механична, проводяща, отделителна, образователна )

Органични

Характеризира се с голямо разнообразие от форми

Видове

Днес науката е описала повече от 2 милиона вида живи организми