Что такое биосферный уровень организации живой природы

Уровни организации жизни

Выделяют следующие уровни организации жизни: молекулярный, клеточный, органно-тканевой (иногда их разделяют), организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный. Живая природа представляет собой систему, а различные уровни ее организации формируют ее сложное иерархическое строение, когда нижележащие более простые уровни определяют свойства вышележащих.

Так сложные органические молекулы входят в состав клеток и определяют их строение и жизнедеятельность. У многоклеточных организмов клетки организованы в ткани, несколько тканей образуют орган. Многоклеточный организм состоит из систем органов, с другой стороны, организм сам является элементарной единицей популяции и биологического вида. Сообщество представляется собой взаимодействующие популяции разных видов. Сообщество и окружающая среда формируют биогеоценоз (экосистему). Совокупность экосистем планеты Земля образует ее биосферу.

На каждом уровне возникают новые свойства живого, отсутствующие на нижележащем уровне, выделяются свои элементарные явления и элементарные единицы. При этом во многом уровни отражают ход эволюционного процесса.

Выделение уровней удобно для изучения жизни как сложного природного явления.

Рассмотрим подробнее каждый уровень организации жизни.

Молекулярный уровень

Хотя молекулы состоят из атомов, отличие живой материи от неживой начинает проявляться только на уровне молекул. Только в состав живых организмов входит большое количество сложных органических веществ – биополимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот). Однако молекулярный уровень организации живого включает и неорганические молекулы, входящие в клетки и играющие важную роль в их жизнедеятельности.

Функционирование биологических молекул лежит в основе живой системы. На молекулярном уровне жизни проявляется обмен веществ и превращение энергии как химические реакции, передача и изменение наследственной информации (редупликация и мутации), а также ряд других клеточных процессов. Иногда молекулярный уровень называют молекулярно-генетическим.

Клеточный уровень жизни

Именно клетка является структурной и функциональной единицей живого. Вне клетки жизни нет. Даже вирусы могут проявлять свойства живого, лишь оказавшись в клетке хозяина. Биополимеры в полной мере проявляют свою реакционную способность будучи организованы в клетку, которую можно рассматривать как сложную систему взаимосвязанных в первую очередь различными химическими реакциями молекул.

На этом клеточном уровне проявляется феномен жизни, сопрягаются механизмы передачи генетической информации и превращения веществ и энергии.

Органно-тканевой

Ткани есть только у многоклеточных организмов. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению и функциям клеток.

Ткани образуются в процессе онтогенеза путем дифференцировки клеток имеющих одну и ту же генетическую информацию. На этом уровне происходит специализация клеток.

У растений и животных выделяют разные типы тканей. Так у растений это меристема, защитная, основная и проводящая ткани. У животных — эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная. Ткани могут включать перечень подтканей.

Орган обычно состоит из нескольких тканей, объединенных между собой в структурно-функциональное единство.

Органы формируют системы органов, каждая из которых отвечает за важную для организма функцию.

Органный уровень у одноклеточных организмов представлен различными органеллами клетки, выполняющими функции переваривания, выделения, дыхания и др.

Организменный уровень организации живого

Наряду с клеточным на организменном (или онтогенетическом) уровне выделяются обособленной структурные единицы. Ткани и органы не могут жить независимо, организмы и клетки (если это одноклеточный организм) могут.

Многоклеточные организмы состоят из систем органов.

На организменном уровне проявляются такие явления жизни как размножение, онтогенез, обмен веществ, раздражимость, нервно-гуморальная регуляция, гомеостаз. Другими словами, его элементарные явления составляют закономерные изменения организма в индивидуальном развитии. Элементарной единицей является особь.

Популяционно-видовой

Организмы одного вида, объединенные общим местообитанием, формируют популяцию. Вид обычно состоит из множества популяций.

Популяции имеют общий генофонд. В пределах вида они могут обмениваться генами, т. е. являются генетически открытыми системами.

В популяциях происходят элементарные эволюционные явления, приводящие в конечном итоге к видообразованию. Живая природа может эволюционировать только в надорганизменных уровнях.

На этом уровне возникает потенциальное бессмертие живого.

Биогеоценотический уровень

Биогеоценоз представляет собой взаимодействующую совокупность организмов разных видов с различными факторами среды их обитания. Элементарные явления представлены вещественно-энергетическими круговоротами, обеспечиваемыми в первую очередь живыми организмами.

Роль биогеоценотического уровня состоит в образовании устойчивых сообществ организмов разных видов, приспособленных к совместному проживанию в определенной среде обитания.

Биосфера

Биосферный уровень организации жизни — это система высшего порядка жизни на Земле. Биосфера охватывает все проявления жизни на планете. На этом уровне происходит глобальный круговорот веществ и поток энергии (охватывающий все биогеоценозы).

Источник

Биосферный уровень

Особенности биосферного уровня

Развитие жизни, ее многообразие и структура выражают эволюцию биосферы. В процессе эволюции возникло огромное видовое богатство, свидетельствующее о непрерывности жизни и многообразие живого населения планеты. Виды, связанные друг с другом сложной пищевой сетью и черпающие запасы вещества и энергии из неживой природы в своих местах обитания, образуют многовидовые сообщества — биогеоценозы. Их появление на Земле шло одновременно с появлением живых организмов, а их многообразие является результатом процесса эволюции живого, эволюции биосферы как целостной глобальной биосистемы.

Многообразием форм жизни на Земле обеспечиваются устойчивость биосферы, ее целостность и единство органического мира.

Каждый уровень организации жизни характеризуется особыми качествами, законами, особой степенью сложности. Например, биосфера, как и все биосистемы, характеризуется целостностью, своеобразием свойств и явлений, особой структурой и величиной охвата элементов. В этом отношении биосферный структурный уровень живой материи является самым высоким и сложным, в него входят все нижележащие уровни (биогеоценотический, популяционно-видовой, организменный, клеточный и молекулярный). При этом каждый предыдущий уровень относится к последующему, как часть к целому.

Рассмотрение событий и явлений в природе с позиции разных структурных уровней организации жизни — важнейшее естественнонаучное и философское обобщение биологии 60-х годов XX века. Его развитию способствовали исследования ученых многих стран, в том числе и отечественных философов и биологов.

Для описания и сравнения свойств разных уровней обычно используют такие наиболее общие для них характеристики, как состав компонентов (структура), наличие специфических процессов, управление системой (организация) и значение в природе.

Словом «структура» (от лат. structura — «строение») выражают количество элементов в системе, их взаимоположение и единство устойчивых связей между ними. Термином «процесс» (от лат. processus — «прохождение», «продвижение») обозначают закономерное, последовательно протекающее изменение явления, его развитие или переход в другое явление. Термин «организация» в теории структурных уровней выражает понятие о регулируемости (управляемости) процесса, динамичности элементов и их связей у системы в ее целостности.

выступают различные биогеоценозы и человек как житель биосферы, являющийся ее важным структурным и функциональным элементом.

: активное взаимодействие живого и неживого вещества планеты, биологический круговорот веществ и поток энергии, а также хозяйственная и этнокультурная деятельность человека.

. Она проявляется в устойчивости, которая достигается упорядоченностью процессов, обусловленных взаимным влиянием живой и неживой природы. Организация проявляется в многообразии взаимосвязей различных организмов, наличии обратных связей, динамическом равновесии восходящих и нисходящих потоков в круговороте веществ.

Значение биосферного уровня

Главная роль биосферы заключается в обеспечении многообразия форм жизни на Земле и его сохранении в течение длительного времени.

На Земле нет мест, где бы не было природных сообществ (биогеоценозов).

Основная стратегия биосферного уровня — это сохранение бесконечности жизни, многообразия форм живой материи и обеспечение динамической устойчивости биосферы.

На биосферном уровне протекают важные глобальные процессы, обеспечивающие возможность длительного существования жизни на Земле. Среди них: непрерывное поступление солнечной энергии; образование свободного кислорода растительным покровом планеты и сохранение озонового слоя; поддержание постоянства концентрации углекислого газа в атмосфере; обеспечение живого населения нужными химическими веществами и необходимыми ареалами для его размещения на земной поверхности; наличие условий дальнейшего развития биологического разнообразия видов и экосистем; возникновение новых биогеохимических круговоротов, утилизирующих антропогенные загрязнения природы.

Все эти процессы пока еще обеспечивают динамическую устойчивость биосферы, возможность существования в ней жизни.

Надо заметить, что для полноты представления о строении биосферы и ее функционировании надо знать не только ее особенности (структуру, процессы и организацию), но и свойства систем более низких уровней, входящих в нее. Поэтому для характеристики свойств биосферы как самого высокого надорганизменного уровня живой материи необходимо знание свойств ее компонентов (биогеоценозов) и специфики их взаимодействия с окружающей средой. Кроме того, нужно знание свойств популяций видов, входящих в эти биогеоценозы. Нужны сведения и о природопользовательской деятельности человека, являющегося важнейшим компонентом глобальной экосистемы биосферного уровня.

Такие исследования ставят целью улучшение экологических условий существования человека, сохранение многообразия форм жизни, обеспечивающего способность биосферы к самоподдержанию своей устойчивости, а также предупреждение разрушения самой жизни.

Источник

Уровни организации жизни

Все живые организмы в природе состоят из одинаковых уровней организации, это общая для всех живых организмов характерная биологическая закономерность.
Выделяют следующие уровни организации живых организмов — молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

Рис. 1. Молекулярно-генетический уровень

1. Молекулярно-генетический уровень. Это наиболее элементарный характерный для жизни уровень (рис. 1). Как бы сложно или просто ни было строение любого живого организма, они все состоят из одинаковых молекулярных соединений. Примером этого являются нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и другие сложные молекулярные комплексы органических и неорганических веществ. Их называют иногда биологическими макро- молекулярными веществами. На молекулярном уровне происходят различные процессы жизнедеятельности живых организмов: обмен веществ, превращение энергии. С помощью молекулярного уровня осуществляется передача наследственной информации, образуются отдельные органоиды и происходят другие процессы.

2. Клеточныйуровенъ. Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов на Земле (рис. 2). Отдельные органоиды в составе клетки имеют характерное строение и выполняют определенную функцию. Функции отдельных органоидов в клетке взаимосвязаны и выполняют единые процессы жизнедеятельности. У одноклеточных организмов (одноклеточные водоросли и простейшие) все жизненные процессы проходят в одной клетке, и одна клетка существует как отдельный организм. Вспомните одноклеточные водоросли, хламидомонады, хлореллу и простейших животных — амебу, инфузорию и др. У многоклеточных организмов одна клетка не может существовать как отдельный организм, но она является элементарной структурной единицей организма.

3. Тканевый уровень. Совокупность сходных по происхождению, строению и функциям клеток и межклеточных веществ образует ткань. Тканевый уровень характерен только для многоклеточных организмов. Также отдельные ткани не являются самостоятельным целостным организмом (рис. 3). Например, тела животных и человека состоят из четырех различных тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). Растительные ткани называются: образовательная, покровная, опорная, проводящая и выделительная. Вспомните строение и функции отдельных тканей.

4. Органный уровень. У многоклеточных организмов объединение нескольких одинаковых тканей, сходных по строению, происхождению и функциям, образует органный уровень (рис. 4). В составе каждого органа встречается несколько тканей, но среди них одна наиболее значительная. Отдельный орган не может существовать как целостный организм. Несколько органов, сходных по строению и функциям, объединяясь, составляют систему органов, например пищеварения, дыхания, кровообращения и т. д.

5. Организменный уровень. Растения (хламидомонада, хлорелла) и животные (амеба, инфузория и т. д.), тела которых состоят из одной клетки, представляют собой самостоятельный организм (рис. 5). А отдельная особь многоклеточных организмов считается как отдельный организм. В каждом отдельном организме происходят все жизненные процессы, характерные для всех живых организмов, — питание, дыхание, обмен веществ, раздражимость, размножение и т. д. Каждый самостоятельный организм оставляет после себя потомство. У многоклеточных организмов клетки, ткани, органы и системы органов не являются отдельным организмом. Только целостная система органов, специализированно выполняющих различные функции, образует отдельный самостоятельный организм. Развитие организма, начиная с оплодотворения и до конца жизни, занимает определенный промежуток времени. Такое индивидуальное развитие каждого организма называется онтогенезом. Организм может существовать в тесной взаимосвязи с окружающей средой.

6. Популяционно-видовой уровень. Совокупность особей одного вида или группы, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида, составляет популяцию. На популяционном уровне осуществляются простейшие эволюционные преобразования, что способствует постепенному появлению нового вида (рис. 6).

7. Биогеоценотический уровень. Совокупность организмов разных видов и различной сложности организации, приспособленных к одинаковым условиям природной среды, называется биогеоценозом, или природным сообществом. В состав биогеоценоза входят многочисленные виды живых организмов и условия природной среды. В природных биогеоценозах накапливается энергия и передается от одного организма к другому. Биогеоценоз включает неорганические, органические соединения и живые организмы (рис. 7).

8. Биосферный уровень. Совокупность всех живых организмов на нашей планете и общей природной среды их обитания составляет биосферный уровень (рис. 8). На биосферном уровне современная биология решает глобальные проблемы, например определение интенсивности образования свободного кислорода растительным покровом Земли или изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанные с деятельностью человека. Главную роль в биосферном уровне выполняют «живые вещества», т. е. совокупность живых организмов, населяющих Землю. Также в биосферном уровне имеют значение «биокосные вещества», образовавшиеся в результате жизнедеятельности живых организмов и «косных» веществ (т. е. условий окружающей среды). На биосферном уровне происходит круговорот веществ и энергии на Земле с участием всех живых организмов биосферы.

Уровни организации жизни. Популяция. Биогеоценоз. Биосфера.

Заполните таблицу, показывающую структурные особенности каждого уровня организации:

Источник

Уровневая организация и эволюция

Содержание:

Живым системам свойственна уровневая организация, представляющая собой соподчиненность одних категорий другим. Уровневая организация встречается как внутри живых систем, так и образуется целыми организмами на планете.

Уровневая организация и эволюция

Базовым принципом построения уровневой организации является иерархичное подчинение структур (порядков) организации жизни. Самым простым таким уровнем выступает «молекулярный», а самым сложным – «биосферный». Неоднородно образованная живая природа является целостной системой, составляющие звенья которой способны упорядоченно организовываться.

Каждый уровень организации определяется наличием элементарного явления и элементарной единицей. Элементарное явление не что иное как изменения, составляющие весомый вклад для любого из уровней. Элементарная единица – объект либо структура, находящаяся внутри уровня.

Миллиарды лет на планете шло образование существующих сегодня многоуровневых структур. При этом наблюдалось прогрессирование усложнений внутри живых организмов. Полезные приобретения, помогающие живым существам выживать в меняющихся условиях, всегда сохранялись в ходе происходящей эволюции. Считается, что происходящие эволюционные преобразования идут и в наше время.

В ходе эволюции наш мир превратился в многоуровневую систему. Поначалу формировались уровни простой организации материи, а затем они становились компонентами сложных систем. Благодаря этому уровневая организация с эволюцией стали отличительными критериями (признаками) живых организмов.

Основные уровни организации живой природы

На сегодняшний день различают следующие уровни организации живого:

Каждому из описанных уровней свойственно внесение своей лепты в структуру эволюционного процесса: внутри клеток происходит воспроизведение заложенных наследственных свойств и их изменение, благодаря чему возникают новые комбинации признаков. Они подвергаются воздействию силы естественного отбора и в результате либо закрепляются, либо отсеиваются из генофонда.

Уровень

Признак / характеристика

Пример

Уровень функционирования биологических макромолекул

Источник

Что такое биосферный уровень организации живой природы

Уровни организации живых систем отражают соподчиненность, иерархичность структурной организации жизни; отличаются друг от друга сложностью организации системы (клетка устроена проще по сравнению с многоклеточным организмом или популяцией).

Уровень жизни – это форма и способ ее существования (вирус существует в виде молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку – форма существования вируса. Однако свойства живой системы вирус проявляет, только попав в клетку другого организма, где он размножается – способ его существования).

Биологи-ческая система

Компоненты, образующие систему

Основные процессы

Отдельные биополимеры (ДНК, РНК, белки, липиды, углеводы и др.);

На этом уровне жизни изучаются явления, связанные с изменениями (мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ.

Комплексы молекул химических соединений и органоиды клетки

Синтез специфических органических веществ; регуляция химических реакций; деление клеток; вовлечение химических элементов Земли и энергии Солнца в биосистемы

Клетки и межклеточное вещество

Обмен веществ; раздражимость

Ткани разных типов

Пищеварение; газообмен; транспорт веществ; движение и др.

Обмен веществ; раздражимость; размножение; онтогенез. Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности. Обеспечение гармоничного соответствия организма его среде обитания

Группы родственных особей, объединенных определенным генофондом и специфическим взаимо-действием с окружающей средой

Генетическое своеобразие; взаимодействие между особями и популяциями; накопление элементарных эволюционных преобразований; выработка адаптации к меняющимся условиям среды

Популяции разных видов; факторы среды; пространство с комплексом условий среды обитания

Биологический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь; подвижное равновесие между живым населением и абиотической средой; обеспечение живого населения условиями обитания и ресурсами

Биогеоценозы и антропогенное воздействие

Активное взаимодействие живого и неживого (косного) вещества планеты; биологический глобальный круговорот; активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы

Уровни организации живой материи (размерная схема)

Уровни организации структуры тела на современном этапе эволюции

ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Часть А

А1. Уровень, на котором изучаются процессы биогенной миграции атомов, называется:

1) биогеоценотический
2) биосферный
3) популяционно-видовой
4) молекулярно-генетический

А2. На популяционно-видовом уровне изучают:

1) мутации генов
2) взаимосвязи организмов одного вида
3) системы органов
4) процессы обмена веществ в организме

А3. Поддержание относительного постоянства химического состава организма называется

1) метаболизм
2) ассимиляция
3) гомеостаз
4) адаптация

А4. Возникновение мутаций связано с таким свойством организма, как

1) наследственность
2) изменчивость
3) раздражимость
4) самовоспроизведение

А5. Какая из перечисленных биологических систем образует наиболее высокий уровень жизни?

1) клетка амебы
2) вирус оспы
3) стадо оленей
4) природный заповедник

А6. Отдергивание руки от горячего предмета – это пример

1) раздражимости
2) способности к адаптациям
3) наследования признаков от родителей
4) саморегуляции

А7. Фотосинтез, биосинтез белков – это примеры

1) пластического обмена веществ
2) энергетического обмена веществ
3) питания и дыхания
4) гомеостаза

А8. Какой из терминов является синонимом понятия «обмен веществ»?

1) анаболизм
2) катаболизм
3) ассимиляция
4) метаболизм

Часть В

В1. Выберите процессы, изучаемые на молекулярно-генетическом уровне жизни:

1) репликация ДНК
2) наследование болезни Дауна
3) ферментативные реакции
4) строение митохондрий
5) структура клеточной мембраны
6) кровообращение

В2. Соотнесите характер адаптации организмов с условиями, к которым они вырабатывались

Часть С

С1. Какие приспособления растений обеспечивают им размножение и расселение?
С2. Что общего и в чем заключаются различия между разными уровнями организации жизни?

Источник