Рівні організації живого

Біологічним системам притаманна ієрархічна організація, тобто в їхній структурі можна виокремити різні рівні: кожний наступний рівень уключає в себе попередні (мал. 1.19). Проте вони не лише підпорядковані один одному, а взаємодіючи один з одним, утворюють якісно нову структуру — новий рівень організації.

Мал. 1.19. Біосистема і рівні біосистем

У наукових дослідженнях використовують дуже детальну класифікацію й розрізняють такі рівні: молекулярний, клітинних органел, клітинний, тканинний, організменний тощо — аж до біосферного. Головні рівні організації живих систем зображено на малюнку 1.19.

Молекулярний рівень — це рівень макромолекул складної будови (білки та нуклеїнові кислоти), де відбувається обмін речовин й передавання спадкової інформації, закодованої в структурі молекул нуклеїнових кислот. Елементарною одиницею на молекулярному рівні є ген.

Сучасні технології дають змогу вченим проводити свої дослідження саме на молекулярному рівні. Сформувалася нова галузь біології — молекулярна біологія та її практична складова — молекулярна біотехнологія. З розвитком останньої пов’язано створення нових лікарських препаратів і вакцин, харчових продуктів, розроблення методів лікування онкологічних і спадкових захворювань та багато іншого.

Клітинний рівень — це рівень, на якому відбувається обмін речовин, передавання енергії, процеси розмноження й передавання спадкової інформації наступним поколінням. Елементарною одиницею життя на цьому рівні є клітина.

Організменний рівень — це рівень, для якого характерна певна самодостатність (лише організм має здатність до автономного існування в навколишньому середовищі). Елементарною одиницею живого є організм (особина). Для нього характерна сукупність перетворень особини з моменту появи на світ під час запліднення яйцеклітини (за статевого розмноження) чи ділення материнського організму (за нестатевого розмноження) до кінця її життя.

Групи організмів утворюють більші угруповання.

Сукупність організмів одного виду, які населяють певну територію та взаємодіють між собою, називають популяцією. Це — популяційно-видовий рівень, де відбувається інтенсивний обмін генами за статевого розмноження, у результаті якого виникають генетичні зміни, що можуть швидко поширитися всередині популяції. Ієрархічні рівні організації живого зображено на малюнку 1.20.

Сукупність організмів різних видів, які населяють певну територію зі схожими фізико-кліматичними умовами та взаємодіють між собою, називають біоценозами.

Сукупність популяцій різних видів, які взаємодіють із середовищем існування, де відбувається енергетичний потік та здійснюється колообіг речовин, називають екосистемою. На екосистемному рівні основою є рослини та/або бактерії, які можуть створювати первинну органічну речовину в результаті фотосинтезу або хемосинтезу.

Окремі екосистеми утворюють найбільшу екосистему нашої планети — біосферу, що включає в себе всі організми планети й середовища їхнього існування: літосферу, гідросферу, атмосферу.

Хоча життя за своєю суттю — явище неподільне (воно або є, або його немає), для вивчення дуже зручно розглядати все живе на різних рівнях його організації. Кожен рівень має свої унікальні властивості, і такий поділ, попри його умовність, дає змогу розуміти феномен життя повніше та змістовніше. Про це буде в наступній темі.

Мал. 1.20. Ієрархічні рівні організації живого: від молекулярного (1) до екосистемного (біосферного) рівня (6)

ПОДУМАЙТЕ Й ВІДПОВІДАЙТЕ

1. Яку гіпотезу походження життя ви вважаєте найвірогіднішою? Чому?

2. Чи можливе в сучасних умовах зародження життя на Землі з неживої природи?

3. Що виникло раніше — ДНК, РНК чи білок — і чому?

4. Чим зумовлено те, що життя виникло у водному середовищі, а не на поверхні суходолу чи в атмосфері?

5. Які є фундаментальні властивості живого?

6. Для чого потрібні живим системам самоорганізація, саморегуляція і самовідтворення? На прикладі будь-якого ссавця покажіть, як живі організми здійснюють саморегуляцію.

7. Наведіть приклади біологічних систем, що перебувають на різних рівнях організації.

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

ПРАКТИЧНІ РОБОТИ

Моделювання умов для зародження життя

ЗАХИСТ НАВЧАЛЬНИХ ПРОЕКТІВ

• Теорії появи життя на Землі: світоглядний і науковий підхід.

• Катастрофічні події в історії Землі та їхнє значення.

• Біогеоценотичні кризи та оновлення флори й фауни.

• Що таке життя?

• Експерименти зі створення штучного життя.

• Пошуки позаземного життя.