Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.1.5. Эволюционно обусловленные структурные уровни организации жизни

Живая природа является сложно организованной системой составляющих, объединенных общей стратегией жизни. Вследствие этого в науке сформировалось представление об уровне организации живой материи. Уровень организации определяется двумя принципами - временным и территориальным. Это связано с тем, что различные биологические процессы требуют специфических условий, поэтому осуществляются в определенных пределах, отличаются по скорости течения. При объединении территориального и временного параметров формируется тот или иной уровень организации в виде сравнительно однородного биологического комплекса. Он характеризуется двумя основными показателями: элементарной структурной единицей и элементарным биологическим явлением. Выделяют следующие уровни живой материи (рис. 1.12):

Рис. 1.12. Уровни организации живой материи.

Молекулярно-генетический уровень. Элементарные структуры - коды наследственной информации, то есть последовательности триплетов нуклеотидов молекулы ДНК. Элементарные явления - воспроизведение этих кодов по принципу матричного синтеза или конваріантної редупликации (удвоения) молекулы ДНК. Механизм редупликации предопределяет копирования генов. Это позволяет передавать генетической информации в ряду поколений клеток и обеспечивает механизмы наследственности. Случаи ошибок синтеза меняют кодоны, что сразу же воспроизводится в молекулах-копиях. Редуплікація становится конваріантною, то есть такой, что приводит до изменений (явление генных мутаций).

Перенос информации в оформленную структуру - белковую молекулу - обеспечивается набором специализированных внутриклеточных - органелл - в процессе биосинтеза белка.

Экологические проблемы уровня: рост мутагенных воздействий и увеличение доли мутаций в генофондах.

Клеточный уровень. Элементарные структуры - клетки. Элементарные явления - жизненные циклы клеток. Клетка превращает вещества и энергии, поступающих в организм, в форму, пригодную для использование организмом, и таким образом обеспечивает процессы жизнедеятельности. Каждая клетка относительно автономная, самостоятельная функционирующая единица. В составе целостного организма клетки объединяются в ткани и системы органов. Между ними отлаженная система физиолого-биохимических и структурно - функциональных связей, которая является характерной для тканей данного организма.

Экологические проблемы уровня: рост клеточной патологии вследствие загрязнения среды, нарушение воспроизведения клеток.

Организменный уровень. Элементарные структуры - организмы и системы органов, из которых они состоят. Элементарные явления - комплекс физиологических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность. На данном уровне осуществляется механизм адаптации и формируется определенное поведение живых существ в конкретных условиях среды. Наследственная информация, закодированная в генотипе, реализуется определенными фенотипни - мы проявлениями. Управляющая система - генотип.

Экологические проблемы уровня: снижение адаптационных возможностей организмов, развитие предельных состояний у человека (состояние между здоровьем и болезнью).

Популяционно-видовой уровень. Элементарные структуры популяции. Элементарные явления - видообразование на основании естественного отбора. Популяция - основная единица эволюции. Важнейший эволюционно-генетический показатель популяции - ее генофонд. Это управляющая подсистема уровня. Генофонд определяет эволюционные перспективы и экологическую пластичность популяций. Есть ряд факторов, вызывающих изменение генофонда популяций: мутации, комбинативная изменчивость, популяционные волны, изоляция. Реализация изменений происходит путем естественного отбора.

Экологические проблемы уровня: ухудшение экологических показателей популяции (численность, плотность, возрастной состав и т.п.).

Биосферные-біогеоценотичний уровень. Элементарные структуры - биогеоценозы. Элементарные явления-динамический взаимосвязь биогеоценозов в масштабах биосферы. Управляющая подсистема - генопласт (термин ввел украинский академик М. О. Голубец). Это совокупность генофондов и генотипов адаптированных друг к другу популяций в окружающем их среде. Весь комплекс биогеоценозов образует живую оболочку Земли - биосферу. Между биогеоценозами происходит не только материально-энергетический обмен, но и постоянная конкурентная борьба, что придает биосфере в целом большой динамичности. Вся біогеохімічна работа биосферы обеспечивается ее био - геоценозним комплексом.

Экологические проблемы уровня: увеличение количества антропоценозів и их глобальное распространение, загрязнения среды, разрушение озонового экрана Земли.

Биологические уровни организации живой природы взаимно связаны между собой по принципу биологической иерархии. Система низшего уровня обязательно включается до уровня высшего сорта.

Идея биологических уровней, с одной стороны, разделяет живую природу на отдельные составляющие - дискретные единицы, а с другой - объясняет ее целостность как системы взаимосвязанных частей, начиная от органических макромолекул и заканчивая живой оболочкой Земли - биосферой.