Что такое живая природа и биологическая система



Биологическая система: определение, особенности, уровни и принципы

Окружающий нас мир стремится к хаосу. И только биологические системы противостоят энтропии и продолжают существовать в динамическом равновесии. Все живые объекты, что нас окружают, отличаются сложностью, структурной и функциональной упорядоченностью. Хотя и сегодня нет единого определения жизни, как формы существования материи, в определенной трактовке это возможность существования биологической системы самого разного уровня организации.

Междисциплинарные основы

В любой сфере науки система – это объединение функциональных элементов, которые связаны друг с другом и предназначены для выполнения одной функции. При этом выполняют они ее как единое целое и сумма единиц в таком случае не равна результату.

Понятие биологической системы включает в себя живые структурные элементы, взаимодействующие и взаимозависимые. Из этих компонентов образуется единое живое целое как система элементов, вытекающих один из другого и выполняющих единую функцию – обеспечение жизни.

Способность биологических систем создать порядок из хаотичного движения атомов, стремящихся к увеличению энтропии – это самая удивительная и потрясающая особенность жизни. Упорядоченность – первое фундаментальное свойство жизни на нашей планете. Другие свойства жизни – внутренний и внешний обмен веществами и энергией, способность к движению и раздражимость, возможность адаптироваться (приспосабливаться), расти, развиваться и производить себе подобных.

Уровни организации жизни

Все окружающее нас разнообразие органического мира условно можно привести к шести уровням организации биологических систем, три из которых являются надорганизменными:

  • Молекулярно-генетический. На данном уровне происходит обмен веществ и энергии и сохранение наследственной информации.
  • Клеточный уровень организации. Клетка как биологическая система осуществляет процессы метаболизма, дифференциации и специализации. На этом уровне начинается перенос наследственной информации через поколения. В многоклеточных организмах выделяют еще и органно-тканевый уровень, который образуют одинаково специализированные клетки, выполняющие один функционал на всех.
  • Организменный или онтогенетический уровень. Ключевой уровень для понимания жизни. Целостный организм (одноклеточный или многоклеточный) функционирует на основе экспрессии генного материала, полученного от родительских форм.

А дальше начинается бессмертие

Если на предыдущих уровнях организации материи жизнь конечна, то со следующей ступени начинается потенциальное бессмертие.

  • Популяционно-видовой уровень. На данном уровне в игру вступает не индивид, а группа – вид, популяция. Группа организмов одного вида транслирует из поколения в поколение свой наследственный материал, одновременно приспосабливаясь. И она становится уже единицей микроэволюции или видообразования.
  • Биогеоценотический уровень. На данном уровне мы говорим об экологическом сообществе различных видов животных и растений на определенной территории. Они имеют динамически равновесный и стабильный состав и постоянный круговорот веществ и энергии.
  • Последний уровень – биосферный. Это «живая пленка» нашей планеты, которая входит и одновременно является неотъемлемой частью глобальной экосистемы Земли.

Может, со временем человечество откроет и новый уровень организации биологических систем – межпланетный или галактический. Но пока это все, что нам известно.

Единство и взаимосвязь

Иерархично сопряженные уровни, описанные выше, не всегда целесообразно выделять при рассмотрении конкретного вида или особи. Например, при изучении одноклеточных бактерий понятие вида довольно условно – бактерии живут отдельными штаммами, а по-простому семьями. И вид, и популяция, и частичка биосферы одновременно.

Главное — это то, что на любом уровне биологическая система – это открытая, способная к росту и развитию, динамически устойчивая и самовоспроизводящаяся структура, в отличие от систем неживых – закрытых, статичных, склонных к деградации. Можно рассматривать разные биологические системы, принципы их всегда будут одинаковы.

На чем стоим

Принципиально все системы жизни основаны на следующих постулатах:

  • Единый химический состав. Все живое состоит из тех же элементов, что и неживые тела. Только соотношение другое – 98% составляют углерод, водород, кислород и азот.
  • Обмен веществ и их превращение, которые и обеспечивают гомеостаз – динамическое постоянство состава.
  • Воспроизведение себе подобных на основе наследственного материала (ДНК).
  • Из предыдущего свойства вытекают способности наследственности и изменчивости.
  • Развитие (направленное изменение) и рост (увеличение количественных показателей).
  • Избирательная (обратная связь) раздражимость на воздействия извне.
  • Дискретность (состоят из обособленных элементов) и целостность (функциональное единство).
  • Саморегуляция, которая обеспечивает гомеостаз.
  • Энергозависимость. Открытые системы, которые нуждаются в постоянном пополнении энергии из внешней среды.
  • Иерархичность и соподчиненность.

Соподчинение и взаимосвязь

Любой компонент биологической системы одновременно дискретен и целостен. Сложность всего живого, которая начинается на уровне организации полимерных биомолекул, продолжается на более высоких уровнях организации жизни. И если на низших уровнях биологических систем само осуществление свойств живого является необходимым условием и посылкой к более высоким уровням, то с возрастанием сложности организации свойства живого видны все четче.

Человека всегда больше всего интересовал он сам. И мы в статье рассмотрим человека как биологическую систему. При этом жизнь ведь появляется на уровне клетки, а бессмертие — на уровне популяций и биосферы.

Там, где начинается жизнь

Структурной единицей всего живого на нашей планете является клетка. Эта универсальная биологическая система отделена от внешней среды цитоплазматической мембраной. Есть клетки с ядром (эукариоты), есть без ядра (прокариоты). Есть с множеством органелл (растения – хлоропласты, пластиды, митохондрии), есть совсем без них (клетки жировой ткани). Структура и составляющие этих кирпичиков жизни определяются их функциями.

Но именно на уровне клетки осуществляются все самые главные свойства всего живого на планете Земля.

Из чего сделаны мальчики и девочки

Человек – биологическая система с многоуровневой организацией и сложной саморегуляцией. В строении нашего организма выделяют следующие уровни организации:

  • Клеточный. Именно с клетки, как структурной единицы начинается наш организм (яйцеклетка, нейрон или кардиомиоцит).
  • Тканевый. Совокупность клеток с одинаковым строением, метаболизмом и функциями объединены в 4 главные ткани организма: нервную, мышечную, соединительную и эпителиальную.
  • Органный. Объединение нескольких типов тканей в единую структуру, которая занимает определенное место и выполняет конкретную функцию, называются органами человека (мозг, печень, почка, селезенка).
  • Системный. Это уже когда несколько органов, разных по строению и расположению, объединены в единую физиологическую систему (сердечно-сосудистая, нервная, выделительная, дыхательная).
  • Организменный. Объединение всех предыдущих уровней для обеспечения жизнедеятельности всего организма в постоянно меняющихся условиях среды.

Бессмертная «пленка» планеты

Не будем брать в кавычки первое слово заглавия, так как сохраняем уверенную надежду на то, что человечество не разрушит планету вместе с биосферой. Эта оболочка Земли, где обитают живые организмы, составляет всего 0,1% ее от массы.

Если бы мы распределили по всей поверхности планеты всю биомассу биосферы, то это был бы слой в 2 миллиметра.

Но уже начиная с первых дней появления жизни она меняла «лицо» Земли. Наличию кислорода в атмосфере мы обязаны анаэробным бактериям, жившим миллиарды лет назад, за торф, нефть, газ и каменный уголь мы также должны поблагодарить одноклеточных.

А человечество только за последние 500 лет извело с планеты более 800 биологических видов, которые природа создавала миллионы лет. И антропогенное воздействие на экосистему Земли продолжается. Свидетельств тому множество – увеличение озоновых дыр, климатические изменения, участившиеся геологические катаклизмы. Можно продолжать, но это тема другой статьи.

Источник

Живая и неживая природа – что это, определение, описание и фото — «Как и Почему»

Природа это весь окружающий нас мир, радующие глаз живые и неживые объекты. Она всегда привлекала к себе человеческое внимание, завораживала и удивляла своими законами. Благодаря исследованиям природы, люди получили массу полезных знаний, которыми пользуются и поныне. Человечество сделало много открытий, связанных с природными явлениями. Условное разделение показывает, что бывает живая и неживая природа.

Живая природа объединяет в себе все объекты планеты, которые развиваются, дышат, растут. К ней относят растения, животных и людей, многочисленные микроорганизмы, обитающие вокруг. Живая природа привносит в мир ярких красок, делая его интереснее и загадочнее. Она объединяет все живые объекты разных видов, родов и экосистем, присущих для определенной территории в определенное время и условия.

Объекты живой природы

Разнообразие живой природы не описать простыми словами, к ее объектам можно отнести:

  • людей;
  • животных всех видов (включая птиц и рыб);
  • растения;
  • бактерии и водоросли;
  • микробов и паразитов.

Жизнь

Основным свойством всех живых организмов можно считать наличие жизни. Точного определения данного термина нет, однако жизнь можно представить как совокупность таких природных процессов, протекающих в любом организме, как: обмен веществ, рост, инстинкты и реакции на природу вокруг.

Разнообразие живых организмов на планете поражает. Каждый из видов существует сейчас только потому, что прошел естественный отбор в процессе эволюции, смог выживать и приспосабливаться к агрессивным условиям среды. История Земли показывает, что происходило множество катаклизмов, приводящих к вымиранию целых видов, пример – динозавры. При этом вымерли далеко не все рептилии – многие приспособились и видоизменились.

Жизнь можно встретить в каждом уголке планеты, однако наибольший интерес представляет человечество. Люди научились мыслить, у них есть свое собственное сознание, но никто до сих пор не может со 100% уверенностью сказать, что знает все о своем организме. Человеческое тело – отдельная тема для изучения. Такая сложная система требует досконального изучения, чем и занимаются миллионы ученых по всему миру.

Человек может мыслить, а значит он по праву считается венцом эволюции. Благодаря сознанию человечество доминирует на планете, при этом встретить идентичных людей невозможно в принципе. У каждого есть свои определенные вкусы в музыке, искусстве, моде, некоторые проводят все свободное время за чтением книг, а кто-то ходит по клубам и не видит смысла в образовании.

Благодаря общим интересам человек находит себе друзей, создает семьи, общины. Множество рас и народностей не являются помехами, каждое общество может в любой момент пополниться новыми людьми, что также выделяет людей на фоне остального живого мира.

Микроорганизмы

Первыми живыми существами на планете можно по праву считать микроорганизмы. Они зародились задолго до появления человечества и даже животных. Это самая долгоживущая форма жизни.

Микроорганизмы зародились миллионы лет до нашей эры, однако, пройдя такой долгий путь, они до сих пор являются самыми распространенными формами жизни. Их можно встретить в каждой экосистеме. Микроорганизмы – микроскопические одноклеточные существа, имеющиеся абсолютно везде. Их не увидеть невооруженным глазом, а для их изучения используют микроскоп. Среди большого разнообразия выделяют бактерии, грибы и вирусы.

Выживаемость микроорганизмов просто колоссальная – им нипочем практически все условия внешней среды. Найти этих существ можно в твердых породах. Основная особенность микроорганизмов – интенсивное размножение в благоприятных условиях. Передача генов осуществляется горизонтальным путем – для распространения своего влияния им не нужно передавать генетические данные потомкам.

Развитие происходит благодаря остальным живым существам. Подобный фактор является решающим в любой среде обитания. Некоторые виды микроорганизмов выживают даже в условиях космического вакуума.

Различают опасные, полезные микроорганизмы. Благодаря вторым развивается жизнь на планете, а вот вредные только ухудшают положение, разрушая все вокруг. Иногда вредные микроорганизмы приносят пользу – некоторые вирусы способны излечивать тяжелые заболевания людей.

Растительный мир

Растений существует огромное множество. Сейчас популярно создание парков по всему миру, где собираются различные виды растений. Во многом именно от них зависит жизнь на планете – они вырабатывают кислород, препятствуют эрозии почв, являются местом жительства для представителей микро и макромира. Поглощение углекислого газа – одна из важных особенностей растительного мира.

Растения представляют собой многоклеточные формы жизни, без которых нельзя представить биосферу. Они являются источником красоты, вдохновения, а также приносят человечеству немало пользы. Их можно считать источником пищи, из растений делают многие лекарства и яды.

Читайте также:  Что делать при автономном существовании в природе

Существует условное разделение представителей растительного мира на съедобных и несъедобных. Человек может употреблять в пищу фрукты, овощи, некоторые виды трав и водорослей. Несъедобные растения – ядовитые травы, кустарники, деревья. Один и тот же вид растения может обладать разными свойствами. Например, побеги помидоров содержат ядовитые вещества, тогда как плоды люди часто употребляют в пищу.

Животный мир

Разнообразие животного мира поражает. Вся фауна нашей планеты относится именно к нему. Главная особенность животных – способность движения, размножения, питания. У животных есть органы дыхания.

Процесс эволюции планеты проходил довольно жестко, неспособные выживать быстро вымирали, некоторые приспосабливались и видоизменялись. Сейчас животных классифицируют по-разному:

  • по местам обитания;
  • по методам выживания;
  • по способам питания.

В процессе приручения животных произошло разделение на домашних, диких. Зверей, проживающих свободно в природе часто невозможно приручить, они своенравные и свободолюбивые. Среди них есть как травоядные, так хищные организмы.

По всей территории планеты разбросано большое разнообразие живых организмов, которые приспособлены к местам своего обитания. Так, например, на территории Австралии можно встретить массу существ, которых не найти нигде на планете.

В ледниках и горах животные чаще всего белого цвета, это является своеобразной маскировкой для охоты или с целью безопасности. В пустынных и степных условиях звери охристых оттенков, по мере изменения цвета можно выявить, на каких территориях проживает тот или иной вид зверей.

Человек смог одомашнить животных. Те, кто ранее был диким, стали постоянными спутниками людей. Приручил человек их для собственных целей: коровы, овцы и свиньи нужны для молока, кожи, мяса и шерсти, а вот собаки нужны в качестве защиты, для охоты. Кошки приручились скорее самостоятельно, однако до сих пор остаются верными друзьями людей. Домашние животные нужны людям – это пища, одежда и развлечение.

Жизненный цикл

У каждого живого существа есть собственный жизненный цикл, начинающийся с рождения, заканчивающийся окончанием жизни. Живым существам нужна пища и воздух, пища и воздух.

Растения и животные имеют возможность рождаться и постоянно развиваться. Растение может развиться из небольшого семени в огромное дерево, а животное появляется из крошечного эмбриона в утробе матери. Сменяются годы, жизненные циклы проходят один за другим. Любое существо в конечном счете погибает, ему на смену приходит новое поколение и цикл повторяется бесконечно.

Объекты живой природы становятся неживыми с течением времени: листья растений после опадания становятся представителями неживой природы, они не способны развиваться или дышать.

Что такое неживая природа?

Данную часть нашего мира представляют только те объекты, которые не могут самостоятельно меняться. Они остаются в своем исходном состоянии тысячелетия. Живые и неживые организмы постоянно взаимодействуют друг с другом, без этой связи невозможно существование жизни.
Неживую часть мира можно изобразить как симбиоз элементарных химических соединений. Неживая природа – объект исследований точных наук: химии, физики и математики.

Литосфера

Сама планета Земля считается неживым объектом. Однако она – единственная изученная на данный момент планета, на которой существует жизнь в том виде, в котором мы ее видим. Планеты возникла миллиарды лет назад благодаря удачному стечению обстоятельств, ее нынешнее положение в Солнечной системе обеспечивает комфортное существование организмов на ее территории.

Структура земли – это не только ее внешняя оболочка. В самом центре есть ядро, заполненное раскаленными металлическими соединениями. Поверх ядра располагается расплавленная мантия, ее слой крайне толстый, намного больше слоя почвы. Эволюционные процессы затронули не только живую природу, материки постоянно изменяли свое положение, возникали горы, океаны.

В настоящий момент различают 6 континентов, однако задолго до появления человечества материк был один. Рельеф на каждом участке планеты свой, также как и климатические условия. Каждая зона имеет свои характерные особенности, на ней проживают определенные виды, свойственные только для нее.

Помимо этого, богатства есть и в глубине Земли. Полезные ископаемые значительно облегчают человеческую жизнь, продлевая ее продолжительность и развивая города, страны и поселения.

Гидросфера

Вода занимает большую часть земной поверхности. Недооценить ее влияние на формирование жизни невозможно. Именно в водной среде впервые зародилась жизнь, которая после распространилась повсюду. Вода имеет простую химическую формулу, включающую две молекулы водорода и одну кислорода.

В природе простой состав воды практически не встретить, в основном в ней многих примесей в виде минеральных веществ. Водная среда включает все реки, озера, моря, океаны планеты. 4 земных океана вместе создают единую систему, омывающую каждый материк. Водой покрыто 70% всей Земли.

Моря – водные объекты, впадающие в океан и окруженные сушей по периметру. Существуют озера, которые не выходят в Мировой океан, однако все равно считаются морями: Аральское, Большое соленое. Они называются так исключительно из-за размеров, соленой воды.

Озера не выходят к океанам, в основном пресноводные. Они могут быть естественными, а также искусственными, иначе называемыми прудами. У прудов абсолютно те же характеристики, что у озер, однако размеры ограничены. В пруду вода стоячая, то есть она никуда не уходит и часто закачивается человеком. В них выводят рыб и занимаются рыболовным промыслом.

Ручьи и реки можно называть артериями Земли. Скоростные потоки заполняют озера, омывают сушу. Из рек животные пьют воду, растения вдоль берегов также насыщаются влагой. Благодаря деревьям вдоль рек невозможны эрозия почв. Реки отличаются от простых ручьев своими размерами. Крупные ручки наносятся на общемировую карту, ручьев там не встретить.

Атмосфера и погода

Благодаря атмосфере существует жизнь. Воздушная оболочка, окружающая всю поверхность планеты, дает возможность развиваться, размножаться всем ее обитателям. Воздушная оболочка состоит из смеси различных газов: азота, кислорода, углекислого газа и т.д.

Погода является явлениями атмосферы, проявляющимися на территории всей планеты. Различают множество погодных условий в зависимости от типов климата, часовых поясов и месторасположения. В некоторых местах постоянные ураганы и тайфуны считаются обыденными вещами, а в той же Африке мечтают хотя бы о капле дождя. Существуют даже территории, где вечных холод.

Многие методики позволяют прогнозировать появление погодных явлений на Земле, синоптики определяют место, куда направляется циклон или дует ветер. Однако предсказать все события со 100% вероятностью не может никто, в основном характер движения воздушных масс хаотичен и изменчив. Погода может резко измениться в считанные секунды и прогноз будет неверен. В средней полосе земного шара в основном засушливый климат, а вот ближе к экватору напротив – постоянные продолжительные дожди.

Объекты неживой природы

Сложно описать словами разнообразие неживого мира. К нему можно отнести:

  • горы и камни;
  • объекты водной среды;
  • почву;
  • звезды и планеты;
  • воздух и ветер;
  • микроэлементы, химические вещества.

Постепенно может происходить превращение, живые объекты умирают и становятся микроэлементами.

Появление неживой природы

Неживая природа появилась в первую очередь. Постоянные катаклизмы, извержения вулканов и отсутствие воды – прошлое молодой Земли. Постепенно образовалась вода, а после нее и появилась жизнь. Горы стали почвами, тепло солнца позволило первым микроорганизмам развиваться и размножаться, постоянно эволюционируя.

Свойства неживой природы

Возникновение неживой природы послужило толчком к развитию жизни на Земле. Все объекты можно считать первичными. Неживой природе приписываются следующие свойства:

  • Они находятся в одном из трех агрегатных состояний. Различают еще и четвертое – плазму, но она представляет собой отдельный элемент для размышлений. Твердые объекты не меняют своей изначальной формы, их молекулы плотно расположены между собой.
  • Они крепкие и плотные: почва, камни и горы, пески, лед.
  • Жидкое состояние изменчиво, молекулы плавают, находясь в неопределенной форме: туманы, жидкости, ртуть. Газообразные объекты: пар и воздух. Молекулы ничем не связаны, находятся в свободном полете.
  • Представители неживой природы не меняются, они не способны дышать, мыслить, размножаться.
  • Изменение размеров и форм возможно только под воздействием внешних факторов. Вода существует в трех агрегатных состояниях: паром, жидкостью и льдом. Кристаллы льда постепенно нарастают, камни стачиваются из-за ветра и воды.
  • Они не могут умереть или родиться. Не могут самостоятельно передвигаться, все происходит под воздействием внешней среды.

Отличия неживой природы от живой

Неживая природа отличается от неживой главным образом тем, что не может родиться или умереть. Размножение тоже прерогатива живой природы, равно как и дыхание, развитие и рост. Появление неживых объектов обуславливается множеством факторов, возникнув единожды, неживые объекты не исчезнут самостоятельно. Иногда они могут лишь перейти в другое агрегатное состояние.

Камни постепенно превращаются в пыль и песок, вода испаряется. Однако, несмотря на изменения формы и распад, они не перестают существовать в природе.

Связи живой и неживой природы

Природа находится вокруг нас, ее объекты поражают воображение. Живая и неживая природа в совокупности образуют мир целиком. Природу постоянно изучали, выявляли закономерности взаимодействия живых и неживых объектов. В мире все взаимосвязано, после смерти живых организмов образуются микроэлементы, служащие источником питания для растений. Без тепла, равно как и без воды было бы невозможно образование жизни.

Взаимосвязь на примере растений

Все, находящееся вокруг нас тесно связано между собой. Растения получают солнечный свет, в процессе фотосинтеза вырабатывается кислород, уходит углекислый газ. Все находится в постоянном балансе. Процессы питания растения также зависят и от почвы, в которой они произрастают. Недаром лучшим удобрением всегда служил перегной. Полезные вещества растения получают также из воды, а ветром разносятся семена, распространяя организмы по всей ближайшей территории.

Интересный факт: ежегодно растения способны просыпаться только в определенное время. Срезая ветки деревьев в марте, раньше срока появления почек, в благоприятных условиях и с хорошим освещением начнется процесс развития. Повтор подобной процедуры в осеннее время ни к чему не приведет, растению пришла пора засыпать на зиму и размножаться оно не намерено. Это показывает наличие определенного механизма, по которому живут деревья. Главный ориентир – продолжительность световых дней. Чем она ниже – там ближе дерево к спячке.

Взаимосвязь на примере животных

Животные также неспособны жить без еды, воды и кислорода. Зайцы питаются корой деревьев и травой, однако не могут жить без воды, им нужно постоянно дышать, существовать без солнечного тепла и света они также не могут. В определенное время года они могут менять свою окраску, запасаться провизией. По ночам кролики также спят.

Интересный факт: животные и люди начинают больше и чаще дышать в весеннее время. Это можно объяснить тем, что зимой постоянный недостаток кислорода, растения уже в спячке и процесс фотосинтеза приостановлен. Как только появляются первые листья, становится теплее и солнечнее, организм начинает пробуждаться, стремиться к полному восстановлению утраченных сил. Легкие чаще сокращаются, стараясь вобрать в себя как можно больше. Кровь насыщается кислородом и наступает подъем сил.

Живая и неживая природа в искусстве

Ценность природы невозможно не видеть. Люди всегда старались запечатлеть красоту мира в своих произведениях. Они обожествляли природные явления, придавая им людские черты и мотивы. Древние люди отлично осознавали, что возможно существовать только в полной гармонии с окружающим миром, не переходя рамок дозволенного.

Множество великих творцов создавало картины с природными пейзажами, природу воспевали в одах, писали о ней стихи. Многие художники создавали особые, связанные с природой течения в собственном искусстве. Стали появляться новые направления в живописи – пейзажи и натюрморты, в которых изображались различные объекты живого и неживого мира. Важно любить окружающий мир и природу, она важно для каждого, без нее невозможно наше существование.

Читайте также:  Цитата ломоносова о природе

Источник

Признаки, свойства и критерии живых систем. Что такое живая система?

Издавна ученые пытались дать определение понятию «жизнь». Но сделать это достаточно сложно, ведь организмы, населяющие планету, очень разнообразны. Каковы критерии живых систем и особенности их функционирования, вы узнаете из нашей статьи.

Что такое система

Системой называют совокупность элементов, которые соединены в определенной последовательности. Такое строение обеспечивает их целостность и способность к функционированию. По происхождению системы бывают искусственными и естественными. К первым относятся все структуры, которые создал человек. Примеры их разнообразны: от шариковой ручки до небоскреба. Согласитесь, и в первом, и во втором случаях все составные части данных систем подчинены четким закономерностям и соединяются в определенном порядке. Их малейшее нарушение может изменить весь механизм работы.

Живые системы — это все структуры, которые нас окружают, но не создавались человеком. Они являются «произведениями» природы. Микроскопические клетки амебы, гигантские хвойные деревья, огромные голубые киты — все это живые системы. В этих организмах действительно есть много элементов, которые взаимодействуют определенным образом между собой. А каковы вообще критерии живых систем? И относится ли к данному понятию белковые глобулы или молекулы воды? Ведь они тоже состоят из отдельных элементов, соединенных в определенной последовательности. Ученые утверждают однозначно, что жизнью является только совокупность элементов, заключенных в клеточную структуру.

Уровни организации живых систем

Живые системы в природе существуют на разных уровнях организации, которые отличаются особенностями строения и взаимодействия между их компонентами. Молекулярный также является одним из них, однако его самостоятельное существование вне клетки невозможно. Самый главный процесс, происходящий на этом уровне — хранение и реализация генетического материала. Критерии живых систем наиболее наглядны на примере клетки. Именно она является структурной и функциональной единицей всего живого. Из клеток состоят растения, животные, грибы и бактерии. Исключением являются вирусы, которые являются совокупностью молекул нуклеиновых кислот и белка.

Далее происходит усложнение живых систем. Клетки объединяются в ткани. Каждая из них специализируется на выполнении определенной функции. Совокупность тканей представляет следующий уровень — организменный. Однако, в природе особи не существуют разрозненно. Они взаимодействуют между собой и с факторами неживой природы. При этом они последовательно образуют популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный уровни. Последний является самым глобальным, объединяя абсолютно все живые организмы, населяющие все среды обитания.

Особенности химического состава

Основные свойства живых систем, независимо от уровня их организации, характеризуются, прежде всего, определенным химическим составом. Основу данных структур образуют четыре химических элемента. Это углерод, кислород, азот и водород. Их еще называют органогенными. Они, в свою очередь, образуют молекулы биополимеров — белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот.

Обмен веществ

Любой живой организм представляет собой открытую систему. Это значит, что в ней происходит беспрерывный обмен веществ с окружающей средой. Поступление веществ, их преобразование, выведение конечных продуктов обмена — неотъемлемые признаки живых систем. Поступая в организм, сложные молекулы расщепляются с выделением определенного количества энергии. Она необходима для осуществления роста и развития.

Способность к самовоспроизведению

Способность к размножению или самовоспроизведению и регенерации — это также критерии живых систем. Эти свойства обеспечивают преемственность на всех уровнях, делая возможным жизнь на планете в целом. Способы размножения зависит от особенностей строения биологического вида. К примеру, бактерии размножаются делением клетки надвое, растения — вегетативно и при помощи спор, а животные — половым путем.

Регенерация помогает многим организмам как можно дольше сохранять свою жизнеспособность. К восстановлению утраченных или поврежденных частей тела способны кишечнополостные, черви, пресмыкающиеся и растения. Особенно активно делятся клетки пресноводной гидры, тело которой может восстановиться с 1/200 части.

Движение

Недаром говорят, что движение — это жизнь. И действительно, перемещаясь в пространстве, животные ищут пищу, особей противоположного пола или лучшие условия для существования. Их одноклеточные представители передвигаются с помощью органелл — жгутиков, псевдоподий или ресничек. Удивительно, но растения также способны к движению. Каждый наблюдал, как листья и цветки поворачиваются по направлению к свету, а побеги лиан обвивают любые поверхности. Это и есть ростовые движения растений.

Рост и развитие

Рост и развитие — неотъемлемые свойства живых систем. Первое предполагает количественные изменения организмов. Рост происходит за счет деления клеток. Причем у растений он неограниченный. Это значит, что они растут в течение всей жизни. А вот животные — только до определенного периода. Рост сопровождается и количественными изменениями организма — развитием. Этот процесс заключается в приобретении все более сложных черт организации и физиологии. От уровня развития организмов зависит их положение в системе органического мира. К примеру, покрытосеменные растения достигли широкого распространения благодаря прогрессивным чертам строения, к которым относятся наличие цветка и двойное оплодотворение.

Раздражимость

Еще одним признаком живых систем является их способность реагировать на любые изменения в окружающей среде. Такое свойство называют раздражимостью. Так, цветки тюльпанов открываются в тепле, а листья мимозы складываются во время прикосновения. У животных раздражимость осуществляется при помощи нервной системы и проявляется в виде рефлексов. Часть из них является врожденными. К ним относятся дыхательный, защитный, хватательный, сосательный, мигательный рефлексы. Они обеспечивают жизнеспособность с первых минут жизни. В ходе изменений существования животные приобретают новые поведенческие реакции.

Свойства живых систем обеспечивают их существование на протяжении их индивидуального и исторического развития. К ним относятся клеточное строение, единство химического состава, обмен веществ, способность к размножению, росту, развитию, раздражимость и адаптация.

Источник

Основные уровни организации живой природы — примеры, характеристика и таблица

Живая природа представляет собой совокупность организмов. Они отличаются по уровню сложности состава и выполняют определённые функции в обеспечении деятельности всего живого на Земле. Вся система организации живой природы подчинена жесткой иерархии, где каждый предыдущий уровень входит в последующий, более сложный по своей структуре. Таким образом, все живое начинается с элементарных молекул и поэтапно достигает глобального биосферного уровня.

Общее представление

Уровневая классификация живых организмов определяется местом, занимаемым экземпляром в биологической системе природы.

В биологии уровень организации жизни — это количественные и качественные характеристики видов (клеток, органов, популяции) от которых зависят условия и пределы их существования.

Можно перечислить несколько уровней организации живой материи:

Биосферный уровень

  • Молекулярный или генетический. Сюда включены различные биополимеры — ДНК, белки, углеводы, РНК и другие соединения, которые отвечают за мутационные изменения, генетическое воспроизведение и обмен веществ. Этот уровень изучает молекулярная биология.
  • Уровень клетки. Процесс жизни на этой стадии выстроен в форме клетки, как функциональной и структурной единицы жизни на земле. Все явления этого уровня изучает цитология. Простейшие и одноклеточные водоросли содержат одну клетку, в которой происходят все процессы. Многоклеточные материи основаны на взаимосвязи нескольких клеток, где каждая является элементарной структурной единицей организма.
  • Тканевый. Представляет собой собрание одинаковых по строению, функциональности и происхождению клеток и межклеточного вещества. Устройство тканей изучает гистология.
  • Уровень органов (органный). Здесь изучаются органы, состоящие из нескольких типов ткани. Группирование нескольких сходных по строению тканевых волокон образует органный уровень.
  • Организменный. На этой стадии рассматривается самостоятельное существование единичной особи, одноклеточной или многоклеточной формы. Изучением этой области занимается аутэкология или физиология.
  • Популяционно-видовой. Характеризуется отдельными группами одного вида особей, называемых популяциями.
  • Биогеоценотический. На этой стадии рассматривается экосистема, включающая разные виды популяций. Здесь изучается экология сообществ (синэкология).
  • Биосферный. Наиболее крупный уровень, который состоит из взаимосвязи биогеоценозов и среды их обитания. Здесь наблюдается круговорот веществ в природе, а также происходит передача энергии в цепочке организмов.

Особенности уровней

Уровень жизни организма определяет форму и способ его существования.

Например, вирусы заключены в белковую оболочку молекулы ДНК, что определяет их способ жизни. Но проявляются вирусы при попадании в другой организм, где они размножаются в клетках.

Вирусы заключены в белковую оболочку молекулы ДНК

Свойства уровней:

Процесс размножения организмов

  • С молекулярного начинаются важнейшие процессы, связанные с работой биологических макромолекул, нуклеиновых кислот, полисахаридов, стероидов.
  • На клеточном отдельные элементы клетки (органоиды) взаимосвязаны, их функции направлены на выполнение единых процессов жизнедеятельности.
  • Особенностью тканевого уровня является исследование только многоклеточных организмов. Отдельные ткани не являются самостоятельными целостными системами. Например, кожный покров животного и человека состоит из 4 видов материи — эпителия, соединительных волокон, мышечной структуры и нервных окончаний.
  • На органном уровне объединение органов образует целостную систему, что исключает самостоятельное существование каждого.
  • На организменном уровне особь представлена как целостная единица жизни в природе. Представители многоклеточной формы считаются самостоятельной системой, где происходят характе́рные процессы — питание, размножение, обмен веществ. Целостный организм оставляет потомство. Его развитие начинается с оплодотворения клетки до окончания жизни. Прохождение цикла называется онтогенезом.
  • На популяционно-видовом уровне изучают групповое собрание видов, где происходят процессы, связанные с эволюцией. К ним относят мутационный отбор, проявление и накопление. Это приводит к появлению нового вида особей. Изучением популяцией занимается популяционная экология (демэкология).
  • Биогеоценотический уровень изучает сообщество взаимосвязанных видов одного типа называемых биоценозами. Результатом явился биоценотический уровень. В процессе эволюции образовались экосистемы — биогеоценозы, которые включали совокупность особей разной организации и отличающейся среды обитания. Состав системы содержит живые организмы, органические и неорганические соединения, что определяется как природное сообщество.
  • На биосферном уровне современная биология решает проблемы глобального характера — вырабатывание кислорода растениями, образование углекислого газа.

Свойства материи

Живые системы обладают рядом свойств, позволяющим им участвовать в процессе жизнедеятельности.

Необходимым условием существования материи является её обмен с окружающей средой.

Метаболические процессы (метаболизм)

Характерные свойства материи:

Процесс онтогенез человека

  • Метаболические процессы (метаболизм). Включает химические реакции в живых системах, обеспечивающие воспроизведение, рост, развитие и адаптацию к изменениям окружающей среды. При обмене веществ происходит синтез молекул, разрушение старого материала и обновление клеточных структур. Различают автотрофы (водоросли, зелёные растения) — организмы, воспроизводимые из неорганических веществ под воздействием солнечного света. К другим видам относят гетеротрофы (бактерии, грибы, животные) — организмы, потребляющие готовые органические вещества.
  • Репродукция. Одна из важных функций живой системы, которая позволяет воспроизводить подобных себе. Существует 2 вида размножения — бесполое и половое. При бесполом самовоспроизведении потомки обладают набором генов идентичным материнскому. При половом размножении образуется новый генотип из задатков в равной степени обоих особей.
  • Наследственность и изменение. Способность передавать поток генетической информации в поколении организмов. Генетическая информация заложена в молекулярной структуре ДНК, или РНК (некоторых вирусов). Благодаря наследственности передаются важные качества для приспособления организма к среде обитания.
  • Индивидуальная эволюция организма. Процесс называется онтогенезом, что включает индивидуальное развитие многоклеточной материи от момента полового размножения до естественной смерти. Базой для развития служит генетическая программа, влияют факторы внешней среды.
  • Раздражимость. Способность воспринимать внутреннее и внешнее воздействие в адекватном формате. Критерием раздражимости является комплекс изменений, который выражается в сдвиге обмена веществ, изменении физических и химических параметров клеток, реакциях движения. Животным высокого уровня организации присущи поведенческие изменения.

Таблица этапов развития

Любой сложный или простой организм на начальном уровне состоит из молекулярных соединений. В биологии эти компоненты называют макромолекулярными веществами. Рассмотреть кратко этапы развития живой материи можно в табличном формате.

Таблица организации уровней живой природы и основные процессы:

Порядок организации Система Входящие компоненты Особенности и основные процессы
1. Молекулярно-генетический Молекулы Углеводы, белки, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), липиды, РНК (рибонуклеиновая кислота), комплекс неорганических и органических веществ. Мутации и воспроизведение генетической материи.
2. Клеточный Клетка Химические соединения, молекулы, эритроциты. Бактерии синезеленые, одноклеточные водоросли, простейшие Происходит синтезирование органических веществ, клеточное деление, энергетический обмен между химическими элементами, участвующими в биосистеме.
3. Тканевый Клеточная ткань Межклеточная субстанция и клетки Обменные процессы, реакция на раздражение.
4. Органный Органы, система пищеварения, кровообращения и дыхания Тканевая структура органов Пищеварительные реакции, транспортировка питательных веществ.
5. Организменный Система организма Структуры органов. Растения (хлорелла, хламидомонада), животные одноклеточного типа (инфузории, амёбы). Обменные процессы, онтогенез, гармонизация организма со средой обитания. Нервная и гуморальная реакция организма.
6. Популяционно-видовой Группы особей Собрание одного вида особей, содержащих один набор генов и взаимодействующих одинаковым способом с окружающей средой. Уникальный генетический набор, взаимодействие с другими популяциями и особями. Эволюционные преобразования, развитие адаптации к изменениям места обитания.
7. Биогеоценотический Системы разных организмов Включает разные популяции и совокупность абиотических факторов, ограниченных одной территорией. Цепочка веществ и энергии в биологической среде, установление баланса между населением и факторами среды, обеспечение условий и ресурсов для жизнедеятельности населения.
8. Биосферный Биосфера Связь биогеоценозов, антропогенные явления. Взаимосвязь биокосных веществ, образованных в результате жизнедеятельности живой материи и косных веществ планеты (окружающей среды).
Читайте также:  Футаж о природе с музыкой

БиологияВидоизменения побегов растений — особенности строения, функции и примеры

БиологияЖизненный цикл голосеменных растений — классификация, особенности и этапы развития

Уровни

Первый уровень в структурной организации живой материи молекулярный. Молекулы – мельчайшей частицы вещества, состоящей из атомов. Молекулы не являются живыми системами в отличии от клетки. К наукам, изучающим живое на молекулярном уровне, относятся биохимия и молекулярная биология. В живых телах молекулы образуют клетки, из которых в многоклеточных организмах строятся ткани и органы. Организмы, взаимодействуя между собой, образуют более сложные надорганизменные уровни. Наивысшим уровнем организации живой материи на Земле является биосфера. Подробное описание уровней организации живой природы представлено в таблице.

Уровень

Элементы системы

Процессы

Атомы и ионы, молекулы органических и неорганических соединений, биополимеры – ДНК, РНК, белки, полисахариды.

Обмен веществ и превращение энергии, передача генетической информации.

Органоиды (органеллы) клетки, комплексы химических соединений.

Синтез и распад органических соединений, транспорт химических веществ, рост и размножение, раздражимость.

Специфичные клетки, межклеточное вещество.

Специализация клеток и выполнение ими соответствующих функций.

Разнотипные ткани, образующие органы.

Работа органов в зависимости от назначения: движение, газообмен, возбудимость, пищеварение и т.д.

Системы органов, образующие многоклеточный организм – отдельную функциональную структуру животного или растительного происхождения. У одноклеточных организмов уровень совпадает с клеточным.

Наследственность, изменчивость, саморегуляция, рост и развитие, размножение.

Группы особей одного вида, объединённые в популяции. Несут единый генофонд, выделяются одинаковыми морфологическими и поведенческими признаками, занимают определённый ареал.

На уровне популяций начинаются эволюционные процессы: естественный отбор, борьба за существование (взаимодействие особей между собой и с окружающей средой), адаптация к изменяющимся условиями др.

Популяции разных видов, факторы среды

Круговорот веществ и поток энергии

Биогеоценозы, деятельность человека (ноосфера)

Биогенная миграция атомов, воздействие человека на биосферу.

Уровни организации

Рис. 1. Уровни организации.

Каждый уровень организации имеет свои закономерности. Для изучения отдельного уровня выделены специализированные направления биологии. Например, начальный уровень изучают молекулярная биология и биохимия, клетку исследует цитология, ткани – гистология, популяции и их взаимодействие с окружающей средой – экология.

Еще тесты

  • Анатомия
  • Английский язык
  • Астрономия
  • Биология
  • Литература
  • История
  • Педсовет
  • Естествознание
  • Финансы и кредит
  • Правоведение
  • Товароведение
  • Экономика
  • Социология
  • Маркетинг
  • Обществознание
  • Культурология
  • Математика
  • Философия
  • Русский язык
  • Психология
  • Политология
  • Делопроизводство
  • Бухгалтерия
  • ОБЖ
  • Орфография
  • География
  • Биографии
  • Физика
  • Пунктуация
  • Краткие содержания
  • Химия
  • Менеджмент
  • Тест на тему Тест по теме Дыхательная система человека 7 вопросов
  • Тест на тему Строение человека — анатомия внутренних органов 7 вопросов
  • Тест на тему Гормоны — определение, виды, функции, роль в организме человека 5 вопросов
  • Тест на тему Лейкоциты в крови — строение, где образуются и разрушаются, норма содержания 5 вопросов

Одноклеточные и многоклеточные

Все организмы по своей структуре делятся на два типа:

  • одноклеточные – состоят из одной клетки;
  • многоклеточные – состоят из множества взаимосвязанных клеток.

Одноклеточные организмы ограничены оболочкой, под которой находится цитоплазма с органоидами – функциональными частицами клеток. Одноклеточные организмы схожи по строению и функциям с клетками многоклеточных организмов. Однако могут самостоятельно существовать, выполняя функции целого организма.

Представители одноклеточных организмов:

ТОП-1 статьякоторые читают вместе с этой

  • 1. Свойства живого
  • растения (эукариоты) – хламидомонада, хлорелла, эвглена зеленая;
  • животные (эукариоты) – амёба, инфузории;
  • грибы (эукариоты) – дрожжи;
  • бактерии (прокариоты) – кишечная палочка, кокки.

Одноклеточные организмы

Рис. 2. Одноклеточные организмы.

Многоклеточные – более сложно организованные организмы. Наиболее примитивные – губки, самые сложные – млекопитающие.

Многоклеточные организмы

Рис. 3. Многоклеточные организмы.

В отличие от одноклеточных многоклеточные организмы имеют больше уровней организации. Клетки в многоклеточном организме специализированы и выполняют определенные функции, образуя ткани и органы. Однако вне зависимости от сложности строения все организмы взаимодействуют с окружающей средой и являются частью более сложных уровней организации живой материи (популяций, экосистем, биосферы).

Свойства организмов

Всех представителей биосферы (одноклеточных и многоклеточных) объединяют свойства живых организмов:

  • размножение;
  • обмен веществ;
  • зависимость от энергии;
  • рост;
  • развитие;
  • раздражимость;
  • наследственность;
  • изменчивость.

Кроме того, живые организмы имеют единый химический состав. Основные элементы живой материи – азот, кислород, углерод, водород. Из них формируются белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Источник

Что такое живая природа и биологическая система

– целостная система компонентов, выполняющих определенную функцию в живых системах. К биологическим системам относятся сложные системы разного уровня организации: биологические макромолекулы, субклеточные органеллы, клетки, органы, организмы, популяции.

Признаки биологических систем

– критерии, отличающие биологические системы от объектов неживой природы:

1. Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. В неживой природе самыми распространенными элементами являются кремний, железо, магний, алюминий, кислород. В живых же организмах 98% элементарного (атомного) состава приходится на долю всего четырех элементов: углерода, кислорода, азота и водорода.

2. Обмен веществ. К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из среды элементы питания и выделяют продукты жизнедеятельности. В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте они просто переносятся с одного места на другое или меняют свое агрегатное состояние: например, смыв почвы, превращение воды в пар или лед и др. У живых же организмов обмен веществ имеет качественно иной уровень. В круговороте органических веществ самыми существенными являются процессы синтеза и распада (ассимиляция и диссимиляция – см. дальше), в результате которых сложные вещества распадаются на более простые и выделяется энергия, необходимая для реакций синтеза новых сложных веществ.
Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма и как следствие – постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

3. Самовоспроизведение (репродукция, размножение) – свойство организмов воспроизводить себе подобных. Процесс самовоспроизведения осуществляется практически на всех уровнях жизни. Существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени, поэтому поддержание жизни связано с самовоспроизведением. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, обусловленное информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте – ДНК, которая находится в родительских клетках.

4. Наследственность – способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Наследственность обеспечивается стабильностью ДНК и воспроизведением ее химического строения с высокой точностью. Материальными структурами наследственности, передаваемыми от родителей потомкам, являются хромосомы и гены.

5. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства; в ее основе лежат изменения материальных структур наследственности. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней. Изменчивость поставляет разнообразный материал для отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, что, в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.

6. Рост и развитие. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, изменяется его состав или структура. Развитие живой формы материи представлено индивидуальным развитием (онтогенезом) и историческим развитием (филогенезом). Филогенез всего органического мира называют эволюцией.
На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Индивидуальное развитие часто сопровождается ростом – увеличением линейных размеров и массы всей особи и ее отдельных органов за счет увеличения размеров и количества клеток.
Историческое развитие сопровождается образование новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате эволюции возникло все многообразие живых организмов на Земле.

7. Раздражимость – это специфические избирательные ответные реакции организмов на изменения окружающей среды. Всякое изменение окружающих организм условий представляет собой по отношению к нему раздражение, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Отвечая на воздействия факторов среды, организмы взаимодействуют с ней и приспосабливаются к ней, что помогает им выжить.
Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в изменении характера движения (таксисы) или роста (тропизмы).

8. Дискретность (от лат. discretus – разделенный). Любая биологическая система состоит из отдельных изолированных, то есть обособленных или отграниченных в пространстве, но тем не менее, тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Так, любая особь состоит из отдельных клеток с их особыми свойствами, а в клетках также дискретно представлены органоиды и другие внутриклеточные образования.
Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления системы путем замены износившихся структурных элементов без прекращения функционирования всей системы в целом.

9. Саморегуляция (авторегуляция) – способность живых организмов поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов (гомеостаз). Саморегуляция осуществляется благодаря деятельности нервной, эндокринной и некоторых других регуляторных систем. Сигналом для включения той или иной регуляторной системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.

10. Ритмичность – свойство, присущее как живой, так и неживой природе. Оно обусловлено различными космическими и планетарными причинами: вращением Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси, фазами Луны и т.д.
Ритмичность проявляется в периодических изменениях интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов через определенные равные промежутки времени. Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих и многие другие. Ритмичность направлена на согласование функций организма с периодически меняющимися условиями жизни.

11. Энергозависимость. Биологические системы являются «открытыми» для поступления энергии. Под «открытыми» понимают динамические, т.е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним веществ и энергии извне. Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают из окружающей среды энергия и вещества в виде пищи. В большинстве случаев организмы используют энергию Солнца: одни непосредственно – это фотоавтотрофы (зеленые растения и цианобактерии), другие опосредованно, в виде органических веществ потребляемой пищи, – это гетеротрофы (животные, грибы и бактерии).

Источник