Основные уровни организации живой материи

Организация жизни на Земле имеет много форм своего проявления. Для каждой из них определяются общие черты, характерные функции. В процессе сосуществования живые материи переплетаются между собой, давая толчок к развитию и совершенствованию.

Уровни структурной организации живой материи

К единому определению жизни ученые до настоящего времени еще не пришли. Однако существует четкая характеристика понятия «живая материя», которое дает представление об особенностях жизни на Земле. Схематически эта характеристика выглядит следующим образом:

1. Для живых организмов свойственен конкретный химический состав, основные компоненты которого – углерод, кислород, азот и водород.
2. Организменная ткань состоит из клеток (исключение составляют вирусы).
3. В процессе жизнедеятельности живые существа обмениваются с окружающей средой энергией и веществами, соблюдая при этом собственный гомеостаз.
4. Генетические особенности передаются в последующие поколения по наследству. Происходит это при самовоспроизведении. Однако изменчивость и индивидуальное развитие не исключены.
5. Для организмов свойственна раздражимость, ритмичность, адаптационные характеристики.
6. Организмы, являясь целостными системами, состоят из отдельных элементов.
7. Жизнь на Земле имеет свойство развиваться.
8. Уровни организации живой материи находятся в иерархической зависимости.

На рисунке представлен систематизированный материал, характеризующий ступени организации живого субстрата. Каждый уровень развития имеет свое предназначение. В процессе эволюции развитие организма происходило от простого к сложному, что давало возможность приспосабливаться к меняющемуся окружающему миру и не останавливаться в своем развитии.

Что под этим понимается, иерархическое усложнение

Различные проявления жизни на Земле обусловлены существованием огромного количества организмов. Они имеют в своей биологической основе много общих черт, хотя фенотипически не идентичны.

Определяет набор характерных признаков уровень организации живой материи. Начальная (молекулярная) ступень присутствует во всех организмах. Ее можно назвать универсальной для любого проявления жизни. Клетка – единица, содержащая наследственную информацию, – обязательный элемент размножения. Сменяющие друг друга тканевой и органный уровни закладывают основу физиологии и анатомии. На ступени популяции формируются видовые особенности.

Высшая степень – биосфера – не что иное, как глобальный круговорот веществ и потоки энергии, происходящие в результате жизнедеятельности всей биологической материи.

Характеристики и процессы, характерные для различных уровней

Основные принципы, лежащие в основе жизнедеятельности организмов на различных этапах иерархической лестницы четко определены биологическими науками. Постепенное усложнение жизни – закономерный и постоянный процесс. Каждая ступень – обязательный этап, пройдя который живая материя совершенствуется.

Молекулярный

Начальный уровень. Его суть – химические реакции, в результате которых происходит превращение одних веществ в другие. Из отдельных атомов образуются молекулы белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот, которые являются строительным материалов для клеток и тканей организма. Характеристика молекулярных соединений включает градацию их по степени сложности, размерам, физическим свойствам, например, силе межмолекулярных связей. Однако в целом такая система не считается живой, а методы ее изучения относятся к микроскопическим.

Клеточный

Общая классификация обозначает над молекулярным уровнем клеточную организацию. Однако более детальный подход обнаруживает надмолекулярный уровень (другое название – субклеточный). В его пределах молекулы структурируются в компоненты клеток – органеллы. В результате этого синтезируются мембрана (оболочка клетки), хромосомный аппарат, ядро, вакуоли, цитоплазмы и прочие клеточные компоненты.

Субклеточный этап предшествует клеточному, обеспечивая жизнеспособность форменных элементов.

Клетку можно смело назвать началом всего живого. В научной литературе такой процесс получил определение матричного синтеза биополимеров.

Природа клеточного уровня существования имеет ряд свойств:

• структура и соответствующие функции растительных и животных клеток идентична;
• в ней обеспечена возможность передачи генетической информации;
• условия для жизни клетки обеспечиваются в результате клеточного метаболизма;
• каждый вид клеток имеет свою специализацию, объясняющую природу раздражимости.

Организменный

Подобно тому, как между молекулярным и клеточным уровнями существует промежуточная ступень – надмолекулярная, клеточный и организменный этапы разделяет органно-тканевой. Именно здесь происходит синтез органов. Чем сложнее их организация, тем длительнее процесс. Поскольку на каждый орган возлагается четко определенная функция, клетки, образующие его ткань, строго специфичны.

Биология организменного уровня заключается в существовании одноклеточных либо многоклеточных структур. Имеется несколько определений организма, в основу которых положены его функции и строение.

Биологический термин – особь – представляет собой организменный уровень существования материи. Для одноклеточных особей организмом является одна клетка. У многоклеточных каждая ткань (или орган) представлена объединением клеток.

Органный уровень – сложный компонент развития живой материи, в ходе которого он получает отличные от других функции.

Популяционно-видовой

Особи конкретного вида объединяются в популяции. Для каждой популяции свойственно обитание в конкретной зоне (ареале), для чего в процессе эволюции вырабатываются приспособленческие реакции. Популяцию характеризуют, как «самовоспроизводящуюся систему с надорганизменными свойствами». Представители одной популяции схожи по строению, функциям, способу существованию. Несколько популяций могут объединяться в один вид. Это имеет большое значение в эволюционных процессах: в результате скрещивания особей из различных популяций повышается плодовитость потомства.

Биогеоценотический

Объединение биоценоза с окружающей средой обеспечило переход живой материи на новый этап развития – биогеоценотический уровень. В нем живые организмы окружает неживая материя, представленная в виде почвы, воздуха, воды и прочих природных факторов. Примеры биогеоценоза: природный водоем, поверхностный слой грунта, естественный лес и другие.

Внутри биогеоценоза вырабатываются межорганизменные связи, переходящие в динамические сообщества. По-другому такой уровень называется экосистемным. Такой термин характеризует наличие межпопуляционного взаимодействия под влиянием факторов окружающей среды. Нарушения в одном из звеньев биогеоценоза часто ведет к серьезным сбоям в жизни состоящих в нем членов.

Сегодня существуют биогеоценозы природного и искусственного происхождения. Искусственный создан руками человека, чаще не способен к процессам саморегуляции. Примером может служить городской парк или агробиоценоз, создаваемый человеком для сельскохозяйственной деятельности.

Биосферный

Биосферный уровень существования живой материи – высший уровень ее организации. Это динамическая, претерпевающая постоянные изменения система, для которой свойственен круговорот энергии и отдельных веществ.

Термин произошел от греческих слов «βιος — жизнь» и «σφαῖρα — сфера, шар». Верным на сегодня определением является рассмотрение биосферы, как оболочки Земли, населенной живой материей, а также находящейся под постоянным воздействием продуктов жизнедеятельности живых существ. В биосфере насчитывается свыше 3 млн видов живых организмов, включая человека. Биосфера взаимосвязана с гидросферой и литосферой, а также контактирует с нижними слоями атмосферы.