Что такое организменный уровень живой материи

Организменный уровень организации жизни. Организм как биосистема

Академик Вернадский характеризовал организм следующим образом: ««Организм — это биохимическая отдельность как составляющее живого вещества биосферы». Другой академик — Иван Павлов, выражался иначе: «организм — это в высочайшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая, поправляющая и совершенствующая система». Более четкая формулировка звучит так: «Организм — это дискретная единая биосистема, состоящая из различных органов и тканей, которые взаимодействуют между собой и с внешней средой». Организм — это биологический объект, возникший в результате эволюции жизни на Земле.

Все живое представлено в природе в виде организмов.

Являясь структурным компонентом популяционно-видового уровня организации жизни, организм, в свою очередь представляет собой биологическую систему открытого типа и является выразителем свойств организменного уровня организации жизни. Организм обладает всеми свойствами живой природы — обменом веществ и энергии, питанием, дыханием, выделением, раздражимостью, способностью к размножению, способностью к саморегуляции, приспособленностью к среде обитания и др.

Структурными элементами организменного уровня организации жизни, т.е. составными частями организмов жизни служат органы (системы органов) ткани и клетки.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Мы говорим о клетке, как о структурной единице организма поскольку в природе существует множество одноклеточных организмов, тело которых состоит из одной-единственной клетки (бактерии и др.). Для одноклеточных организмов клеточный и организменный уровни тождественны

Взаимодействие структурных элементов организма обеспечивает структурную и функциональную целостность как биологической системы.

Давайте перечислим основные процессы организменного уровня:

Организм имеет три системы управления физиологическими процессами — генетическую, гуморальную (или гормональную) и нервную. Своим слаженным действием эти системы обеспечивают согласованную работу всех составных частей организма и поддержание относительного постоянства его внутренней среды. Гуморальная система в эволюционном смысле гораздо старше нервной. Первоначально, на заре эволюции у всех живых организмов имелся только гуморальный механизм управления процессами жизнедеятельности. С появлением у животных нервных клеток, возник механизм нервной регуляции.

Гуморальная регуляция подчинена нервной, но оба механизма регуляции действуют в организме согласованно, в тесном взаимодействии между собой, что дает возможность рассматривать их вместе как единую систему нейрогуморальной регуляции.

Генетическая система является регулятором высшего порядка, поскольку строение и функции организма в первую очередь определяются ею.

Что является основой для выживания в сложных изменчивых условиях окружающей среды? Приспособляемость! Чем она в первую очередь определяется? Генотипом! Генотип — это индивидуальная система наследственной информации, доставшейся организму (особи) от предков. Генотип определяет основные жизненно важные реакции организма, такие, как приспособленность к среде обитания, способы добывания пищи, поведение, особенности биохимических реакций, особенности размножения. Генотип является базой, на которой происходит дальнейшее улучшение приспособленности организма к окружающей среде. Рождаясь, организм получает «в наследство» от предков определенные качества, набор инстинктов и прочие свойства, делающие возможным его жизнедеятельность в определенных условиях среды. Генетическая информация обладает специфичностью, причем она специфична не только для каждого вида, но и для каждого организма.

На организмы оказывают воздействие экологические факторы среды и закономерности эволюционного процесса. Каждый организм уникален и каждый организм индивидуально реагирует на воздействие факторов среды, которые вызывают ответные реакции организма, обеспечивающие его сохранность и целостность. Реакция проявляется двояко — от отрицательного (разрушающего) воздействия организм старается уклониться, а к положительному (например, вид и запах пищи) — стремится.

Организменный уровень жизни на Земле представлен невероятно огромным разнообразием форм — от одноклеточных простейших до человека. Организмы отличаются по способам питания (автотрофные и гетеротрофные), размножения, размерам, формам, сложности поведения и т.д.

Особое место в природе занимают вирусы, относящиеся к неклеточным формам жизни. От живых организмов вирусы отличаются полным отсутствием основного и энергетического обменов, а также отсутствием клеточной структуры и аппарата синтеза белка. С другой стороны, вирусы имеют генетический материал, способны к размножению (пусть и внутри клетки-хозяина) и эволюционируют путем естественного отбора. Поэтому правильнее все же считать их особой фор-мой жизни. Очень подходит к вирусам поэтичное определение «организмы на краю жизни». С биологической точки зрения вирус представляет собой генетический материал — молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенные в защитную белковую оболочку, называемую капсидом.

Внедрившись в клетку, вирусы используют ее ресурсы для размножения. Размножение вирусов может происходить только внутри клетки-хозяина.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Главным, основным, определяющим признаком любого живого организма является строгая взаимозависимость составляющих его частей. Человек, собака или дерево — это организмы, обладающими всеми признаками организмов, но сердце или желудок, лист или ветка этими признаками уже не обладают. Организм нельзя рассматривать, как простой набор (сумму) органов и тканей. Организм — это система, стоящая по уровню выше своих составных систем

Все организмы разделяют на две большие группы — одноклеточные и многоклеточные.

К одноклеточным организмам, как уже было сказано, относятся организмы, тело которых состоит из одной-единственной клетки. Одноклеточные организмы, в свою очередь делятся на прокариоты, клетки которых не имеют ограниченных мембраной ядер, а также лишены большинства органоидов (бактерии) и эукариоты, клетки которых имеют ядро и полный набор органоидов (простейшие).

Одноклеточный организм состоит из одной клетки, но в первую очередь он представляет собой не клетку, а организм, обладающий всеми основными свойствами организмов!

Принципиальное отличие одноклеточных организмов от клеток многоклеточных организмов состоит в наличии у одноклеточных органоидов специального назначения, помогающих им выполнять все необходимые функции. Передвижение и захват пищи обеспечивают выросты — ложноножки, жгутики и реснички. Выделительную функцию обеспечивают сократительные вакуоли. Есть специализированные внутриклеточные структуры, обеспечивающие раздражимость и т.д. Запомните, что клетки одноклеточных имеют более сложное строение, чем клетки, входящие в состав многоклеточного организма.

Рассмотрите строение амебы и инфузории-туфельки, чтобы освежить знания, полученные из курса зоологии.

Размеры одноклеточных организмов варьируют от 0,3 микрометра (бактерии— микоплазмы) до 20 сантиметров (некоторые представители класса ксенофиофор, живущие на дне океана, в том числе и на глубинах свыше 10 км)! 0,3 микрометра и 20 сантиметров — разница в 666 666 раз!

Ксенофиофоры — эукариоты, они относятся к типу (по некоторым системам — классу) фораминифер — раковинных одноклеточных организмов из группы протистов. Большинство их раковин известковые, но встречаются и образованные из хитина или из посторонних частиц, склеенных выделениями клеток. Ксенофиофоры обитают на дне океанов, на большой глубине, где отсутствует солнечный свет, вода содержит очень мало кислорода, а давление ее очень велико. Ксенофиофоры фильтруют и перерабатывают ил, создавая тем самым среду для других обитателей морского дна. Питаются они как амебы, обволакивая пищу ложноножками.

С одноклеточными организмами мы закончили, теперь перейдем к многоклеточным организмам.

Количество клеток и их типов в многоклеточном организме варьируется. Так, например, организм гидры состоит всего из семи типов клеток, а в организме человека насчитывается более ста типов клеток.

Клетки многоклеточного организма специализированы — они способны выполнять только определенную функцию и не способны существовать самостоятельно вне организма. Совокупность клеток, выполняющих одинаковые функции вместе с окружающим их межклеточным веществом, называют тканью. Ткани образуют органы.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Ткани и органы характерны не для всех многоклеточных организмов. У кишечнополостных (см. рис. Строение гидры), у губок, у водорослей разные клетки разных типов не объединены в ткани, не образуют органов и их систем

В природе существует группа, занимающая промежуточное положение между одноклеточными и многоклеточными организмами — колонии одноклеточных организмов. Колонии нельзя рассматривать, как простую совокупность организмов. Они представляют собой совокупность организмов, ведущих совместный образ жизни.

Типичным представителем таких колоний является вольвокс — шаровидная колония организмов, поверхность которого образована тысячами клеток зеленых водорослей из рода вольвокс. Внутри вольвокс заполнен слизью. Размер вольвокса может доходить до 3 мм. Число клеток в нем варьируется от 200 до 10 000. Двухжгутиковые клетки вольвокса связаны друг с другом цитоплазматическими нитями-мостиками в единое целое. Это позволяет вольвоксу согласованно работать жгутиками и плыть в направлении источника света. Отдельные клетки вольвокса уходят внутрь шара, образуя там молодые «дочерние» колонии. Внутри «дочерних» колоний также образуются новые колонии, которые можно назвать «внучатыми». Разрастаясь, «дочерние» колонии разрывают материнскую и выходят наружу.

А теперь давайте попробуем ответить на вопрос: в чем заключается специфика организменного уровня организации жизни, его главное отличие от прочих уровней?

Специфика организменного уровня заключается в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Меняется организм — меняется вид. Только давайте уточним, что каждый отдельный, конкретный организм на протяжении своей жизни не изменяется. Каким родился, таким и умер. Суть специфики организменного уровня в «переводе» генетической информации в фенотипическую, индивидуальную форму. Условно говоря, на организме природа «опробует», «отрабатывает» конкретный генотип с целью получения сведений о его полезности.

Если организм вырос, выжил в конкурентной борьбе и дал потомство, следовательно, его генотип полезный и он будет закреплен в последующих поколениях. Иначе говоря, на организменном уровне происходит отбор особей по критериям их жизнеспособности и фенотипического успеха. Организмы служат носителями наследственных свойств популяций и видов, они определяют успешность популяции в борьбе за ресурсы. В организмах накапливаются новые свойства вида. На организмах проявляет свое действие естественный отбор, оставляя более приспособленных и выбраковывая менее приспособленных.

Элементарной или структурной единицей организменного уровня организации жизни является особь от момента ее зарождения до момента прекращения существования.

Элементарным явлением организменного уровня организации жизни являются закономерные изменения особи в индивидуальном развитии, переводящие генотипическую информацию в фенотипическую.

Регулирующей системой организменного уровня организации жизни являются генотип.

Жизненный цикл (индивидуальное развитие) особи называется онтогенезом. Онтогенез у человека и всех живородящих животных делится на два периода — эмбриональный (от момента первого деления оплодотворенной яйцеклетки до момента рождения) и постэмбриональный (от момента рождения до конца жизни).

На организменном уровне организации жизни впервые появились процессы, выражающие ее сущность, такие, как обмен веществ и энергии и др. На организменном уровне осуществляется общение между особями как внутри одного вида, так и между видами.

Благодаря постоянству своей внутренней среды, организмы создают в биосфере особую среду жизни — биотическую, в которой они выступают в качестве хозяев, обеспечивающих проживание других организмов. Другие организмы могут селиться как внутри организма-хозяина, так и на нем. Так, например, в организме человека, преимущественно на коже и в кишечнике обитает несколько тысяч видов бактерий. Речь идет о тех бактериях, которые не причиняют нам никакого вреда.

В чем выражается глобальная роль организмов и в целом организменного уровня организации жизни?

Она заключается в поддержании структуры и устойчивости биосферы. Организмы, как непосредственные участники трофических цепей, обеспечивают биологический круговорот и трансформацию энергии в биогеоценозах.

Жизнь на организменном уровне изучают такие направления биологии, как анатомия и физиология. Анатомия изучает устройство организмов, а физиология — их деятельность.

Источник

Урок Бесплатно Уровни организации живых систем

Введение

Также ученые стремятся рассмотреть отдельные составляющие организма, проследить взаимодействие этих составляющих друг на друга и их влияние на отдельный субъект. Изучая внутренние органы животных, исследователи пытаются понять, как один орган влияет на другой (например, как головной мозг регулирует деятельность остальных органов).

То есть биология пытается развить представление о целостности живой природы на основе анализа и синтеза, поэтому учеными были выделены уровни организации живых организмов для понимания устройства и взаимодействия всего живого и неживого.

Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня, то есть характер клеточного уровня организации определяется молекулярным, характер организменного- клеточным уровнем.

Например, сердце формируется благодаря особому строению и функциям мышечных клеток, которое было определено их молекулярным строением.

Деление живого на уровни весьма условно, оно просто отражает системный подход в изучении природы.

Каждый отдельный уровень изучает соответствующий отдел науки о живом: молекулярной биологии, цитологии, генетики, анатомии, физиологии, экологии и других наук.

Выделяют три большие группы уровней организации:

Суборганизменный уровень включает, в свою очередь, пять уровней: атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный.

Организменный (или онтогенетический) уровень- это сам организм.

Надорганизменный уровень включает в себя три подуровня: популяционно- видовой, биогеоценотический, биосферный.

Мы с вами изучим основные уровни организации живых систем:

Суборганизменные уровни организации

1. Молекулярный уровень организации жизни

Молекулярный уровень можно назвать первым и наименьшим, но именно он является определяющим в строении и функции последующих уровней организации, то есть это как бы основа всех дальнейших уровней.

Формируют этот уровень молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, которые сами по себе вне клеточных структур не являются живыми, но именно они создают надмолекулярные клеточные структуры, в которых проявляются отдельные, но очень важные признаки жизни.

Благодаря изучению молекулярного уровня можно понять, как протекали процессы зарождения и эволюции жизни на нашей планете, каковы молекулярные основы наследственности, основы последовательных биохимических реакций в организме.

Компоненты молекулярного уровня: молекулы неорганических и органических соединений, молекулярные комплексы химических соединений (клеточная мембрана или мембраны ядра).

Основные процессы молекулярного уровня:

Науки, ведущие исследования на этом уровне:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Атомный (элементарный) уровень: на нем рассматривается роль отдельных химических элементов в живом организме (Fe, F, I, Se, Na).

Субклеточный уровень образован органеллами клетки (митохондриями, хлоропластами, рибосомами, лизосомами), ядром, хромосомами и другими субклеточными структурами.

На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур ученые изучают строение и функции органелл, а также других включений клетки

2. Клеточный уровень организации жизни

Единицей этого уровня является клетка (клетки бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов (мукор, дрожжи), клеток многоклеточных организмов)).

Клетка- это структурная и функциональная единица всего живого.

Более подробную информацию о клетке вы можете узнать из урока «Клетка- основа жизни».

Именно на этом уровне прослеживаются все признаки живого (размножение, рост, обмен веществ, раздражение и другие признаки).

Клетка также является минимальной единицей живого, способной к самостоятельному существованию либо в виде одноклеточных организмов, либо в тканях многоклеточного организма.

Если говорить об организмах одноклеточных, то к таковым мы можем отнести бактерии и простейшие (амеб, эвглен, инфузорий), среди грибов к одноклеточным относятся дрожжи и мукор.

Если рассматривать многоклеточных организмов, то количество клеток в их организме может быть очень велико, и эти клетки могут сильно отличаться по строению, хоть и находятся в одном организме. Например, посмотрим на нервную и мышечную клетки человека:

Вне клетки жизни нет. Такие организмы, как вирусы, подтверждают это правило, потому что они могут проявлять признаки живого и реализовывать свою наследственную информацию только тогда, когда попали в живую клетку.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Стволовыми клетками называются незрелые клетки особого типа, способные развиваться во все виды клеток, составляющих различные ткани организма.

Стволовые клетки в организме находятся как бы в спящем состоянии, у них замедлен обмен веществ.

Они являются резервом организма в случае возникновения различных стрессовых ситуаций (травмы, ранения, болезни).

После «активации» они служат «материалом» для восстановления (регенерации) пораженных органов или тканей.

Также стволовые клетки необходимы для непрерывно происходящей в организме физиологической регенерации (замена старых клеток на новые).

Ученые полагают, что из стволовых клеток в отдаленной перспективе можно будет выращивать практически любую ткань, что может помочь лечению многих заболеваний.

Компоненты клеточного уровня: комплексы молекул химических соединений и органеллы клетки.

Основные процессы клеточного уровня:

Науки, ведущие исследования на клеточном уровне:

3. Тканевый уровень организации жизни

Единицей этого уровня является ткань.

Ткань— это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общностью происхождения, строения и выполняемых функций.

Ткани возникли в ходе эволюционного развития вместе с многоклеточностью организмов.

В ходе онтогенеза ткани образуются на ранних стадиях эмбрионального развития благодаря дифференциации клеток.

Дифференциация клеток- процесс, в результате которого клетка становится специализированной, то есть приобретает химические, морфологические и функциональные особенности, свойственные только для нее.

У животных различают несколько типов тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.

У растений выделяют следующие виды тканей: образовательная, основная (фотосинтезирующая), проводящая (флоэма, ксилема), покровная, механическая.

На этом уровне происходит специализация клеток.

Более подробно вы можете узнать о тканях из наших уроков: «Ткани растений» и «Ткани животных».

Компоненты тканевого уровня: клетки и межклеточная жидкость.

Основные процессы тканевого уровня: процессы, характерные для того или иного вида тканей (гомеостаз, регенерация).

Наука, ведущая исследования на тканевом уровне:

4. Органный уровень организации жизни

Составляют этот уровень органы многоклеточных организмов.

Орган- это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию.

Орган чаще всего образован несколькими видами тканей, среди которых одна (две) преобладает.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

У простейших организмов, конечно же, нет тканей и органов, так как они состоят всего из одной клетки, но функции пищеварения, дыхания, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл в их клетках.

Организменный уровень организации жизни

Все живое на Земле существует в виде обособленных субъектов- особей, которые формируют организменный уровень.

При изучении одноклеточных организмов ученые отмечают то, что особью является каждая отдельная клетка, например, бактерия, простейшие (амеба, инфузория, эвглена), то есть это организмы, которые одновременно могут представлены и клеточным и организменным уровнем организации.

Компоненты органного уровня: клетки одноклеточных; клетки и ткани, из которых образованы органы многоклеточных организмов.

Основные процессы органного уровня:

Науки, ведущие исследования на органном уровне:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Биометрия- система распознавания людей по одной или более физическим или поведенческим чертам (трёхмерная фотография лица или тела, образец голоса, отпечатки пальцев, рисунок вен руки, группа крови, специальное фото роговицы глаза и так далее).

К примеру, в Китае активно используется технология распознавания лиц в различных областях, начиная от оплаты покупок до общественной безопасности.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Источник

Уровни организации жизни

Уровни организации живой материи — иерархически соподчиненные уровни организации биосистем, отражающие уровни их усложнения. Чаще всего выделяют шесть основных структурных уровней жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный. В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня.

Содержание

Молекулярный уровень организации жизни

Представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке.

Клеточный уровень организации жизни

Представлен свободно живущими одноклеточными организмами и клетками, входящими в многоклеточные организмы.

Тканевый уровень организации жизни

Тканевой уровень представлен тканями, объединяющими клетки определенного строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная, а также кровь и лимфа). У растений различают меристематическую, защитную, основную и проводящую ткани. На этом уровне происходит специализация клеток.

Органный уровень организации жизни

Органный уровень. Представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счет разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация, защищающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.

Организменный (онтогенетический) уровень организации жизни

Представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий.

Популяционно-видовой уровень организации жизни

Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций.

Биогеоценотический уровень организации жизни

Представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни.

Биосферный уровень организации жизни

Представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой.

Источник