Уровни организации живых систем. Экология как наука

Уровни организации живых систем

Живая природа представляет собой сложноорганизованную соподчиненную (иерархичную) систему, состоящую из разных биологических систем (биосистем).

Биологическая система (биосистема) — биологический объект, состоящий из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов и обладающий способностью к развитию, самовоспроизведению и приспособлению к среде. Например, амеба обыкновенная представляет собой биосистему, состоящую из оболочки, ядра и цитоплазмы, содержащей органоиды. Все ее структурные элементы взаимодействуют между собой и обеспечивают амебе способность к размножению и существованию в водной среде.

Примером биосистемы может служить любое покрытосеменное растение, состоящее из взаимосвязанных органов — корня, стебля, листьев, цветков и плодов. Благодаря этим структурным элементам растение может размножаться и приспосабливаться к жизни в наземной среде. Смешанный или хвойный лес также является примером биосистемы. Лес состоит из популяций разных видов растений, животных, грибов и микроорганизмов. Эти популяции взаимодействуют между собой и обеспечивают его развитие и устойчивое существование в данной среде.

На основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации жизни.

Первый уровень — молекулярный. Элементарными единицами этого уровня являются биомолекулы: нуклеиновые кислоты, белки, липиды, углеводы и другие органические со единения, которые вступают во взаимодействие между собой и формируют более сложные системы. Этот уровень организации жизни изучают молекулярная биология и биологическая химия.

Следующим уровнем организации жизни является клеточный уровень. Элементарные единицы этого уровня — клетки. Их структурными элементами выступают компоненты, состоящие из взаимосвязанных биомолекул. Клетку как структурную и функциональную единицу жизни изучает наука цитология.

Клетки, взаимодействуя, формируют ткани, из которых образуются органы. Органы и ткани представляют органотканевый уровень организации жизни. Ткани изучает гистология, а органы — анатомия и физиология.

Организменный уровень организации жизни представляют организмы (особи) — целостные саморегулирующиеся системы, состоящие из взаимосвязанных тканей и органов. Растительные организмы изучает ботаника, животные организмы — зоология.

Следующим уровнем организации жизни является популяционно-видовой уровень. Родственные особи объединяются в популяции, а популяции составляют виды.

Следующий уровень организации жизни — биоценотический. Элементарными единицами этого уровня являются биоценозы (сообщества). Они формируются из популяций разных видов, длительно обитающих в одной и той же среде, между которыми возникают межвидовые связи и взаимоотно шения.

Биогеоценотический уровень организации жизни является еще более сложным. Его представляют биологические системы — биогеоценозы (экосистемы). Они возникают в результате взаимодействия биоценозов и условий среды.

Самый высший уровень организации жизни — биосферный. Совокупность всех экосистем на планете Земля, связанных непрерывным круговоротом вещества и потоком энергии, называют биосферой. Она представляет собой глобальную по масштабам и сложности биологическую систему.

Экология как наука

Термин «экология» (от греч. oikos — дом, жилище, logos — наука, учение) впервые ввел немецкий зоолог-эволюционист Э. Геккель в 1866 г. Под экологией он понимал науку об отношениях организмов с окружающей средой.

На начальном этапе экология представляла собой науку, изучающую взаимодействия организмов (особей). В настоящее время предмет экологии значительно расширился. Помимо организмов, он включает надорганизменные биосистемы: популяции, биоценозы (сообщества), биогеоценозы (экосистемы) и биосферу.

Экология — наука, изучающая биологические системы разного уровня организации (от организма до биосферы) и закономерности их взаимодействия.

Перед экологией стоят следующие задачи:

  1. изучение реакций организмов на воздействующие на них факторы;
  2. изучение свойств и структуры популяций, динамики и механизмов регуляции их численности;
  3. изучение биологического разнообразия экосистем, закономерностей образования и распределения в них биологической продукции;
  4. изучение процессов, протекающих в биосфере, с целью достижения ее устойчивости;
  5. разработка оптимальных путей взаимодействия человека и природы с учетом законов существования природы.

Таким образом, экология является научной основой рационального использования и охраны природных ресурсов. Это важнейшая наука будущего и, как писал французский эколог Ф. Дре еще в 1976 г., «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от прогресса экологии».

Современная биология рассматривает жизнь на планете Земля как совокупность соподчиненных биологических систем. Они представляют молекулярный, клеточный, органотканевый, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический и биосферный уровни организации жизни. Экология как наука изучает следующие биосистемы: организмы, популяции, биоценозы (сообщества), биогеоценозы (экосистемы), биосферу — и закономерности их взаимодействия.