Рівні організації живої матерії

Рі́вні організа́ції живо́ї мате́рії — ієрархічно супідрядні рівні організації біосистем, що відображають рівні їх ускладнення. Найчастіше виділяють шість основних структурних рівнів життя: молекулярний, клітинний, організмений, популяційно-видовий, біогеоценотичний та біосферний. У типовому випадку кожен з цих рівнів є системою з підсистем нижчого рівня і підсистемою системи вищого рівня.

Слід підкреслити, що побудова універсального списку рівнів біосистем дотепер була неможлива. Виділяти окремий рівень організації доцільно в тому випадку, якщо на ньому виникають нові властивості, відсутні у систем нижчого рівня. Наприклад, феномен життя відомий на клітинному рівні, а потенційне безсмертя — на популяційному. При дослідженні різних об'єктів або різних аспектів їх функціонування можуть виділятися різні набори рівнів організації. Наприклад, у одноклітинних організмів клітинний і організменний рівень збігаються. При вивченні проліферації (розмноження) клітин багатоклітинного рівня може бути необхідне виділення окремих тканинного і органного рівнів, так як для тканини і для органу можуть бути характерні специфічні механізми регуляції досліджуваного процесу.

Одним із висновків, що випливають із загальної теорії систем є те, що біосистеми різних рівнів можуть бути подібні у своїх істотних властивостях, наприклад, принципах регуляції важливих для їхнього існування параметрів. Системологія завершуе формування біофізики складних систем і факт відкриття первиного системогенезу та іерархічного полісубстратного системогенезу складають основу рівнів організаціі біологічних об'єктів.

Молекулярний рівень організації життя

Це специфічні для живих організмів класи органічних сполук (білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти тощо), їх взаємодія між собою і з неорганічними компонентами, роль в обміні речовин та енергії в організмі, зберіганні спадкової інформації та її передачі. Цей рівень можна назвати початковим, найбільш глибинним рівнем організації живого. Кожен живий організм складається із молекул органічних речовин—білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, жирів, які знаходяться в клітинах. Зв'язок між молекулярним і наступним за ним клітинним рівнем забезпечується тим, що молекули — це той матеріал, з якого створені надмолекулярні клітинні структури. Тільки вивчивши молекулярний рівень можна зрозуміти, як протікали процеси зародження і еволюції життя на нашій планеті, якими є молекулярні основи спадковості і процесів обміну речовин в організмі. Адже саме на молекулярному рівні відбувається перетворення всіх видів енергії і обмін речовин в клітині. Механізми цих процесів також універсальні для всіх живих організмів.

Компоненти

• Молекули неорганічних і органічних сполук
• Молекулярні комплекси хімічних сполук (мембрана тощо)

Основні процеси

• Об'єднання молекул в особливі комплекси
• Здійснення фізико-хімічних реакцій в упорядкованому вигляді
• Копіювання ДНК, кодування та передача генетичної інформації

Науки, що ведуть дослідження на цьому рівні

• Біохімія
• Біофізика
• Молекулярна біологія
• Молекулярна генетика

Клітинний рівень організації життя

Представлений вільноживучими одноклітинними організмами і клітинами, що входять в багатоклітинні організми.

Компоненти

• Комплекси молекул хімічних сполук і органели клітини.

Основні процеси

• Біосинтез, фотосинтез
• Регулювання хімічних реакцій
• Поділ клітини
• Залучення хімічних елементів Землі і енергії Сонця в біосистемі

Науки, що ведуть дослідження на цьому рівні

• Генна інженерія
• Цитогенетика
• Цитологія
• Ембріологія

Тканинний рівень організації життя

Тканинний рівень представлений тканинами, що об'єднують клітини певної будови, розмірів, розташування і подібних функцій. Тканини виникли в ході історичного розвитку разом з багатоклітинністю. У багатоклітинних організмів вони утворюються в процесі онтогенезу як наслідок диференціації клітин. У тварин розрізняють кілька типів тканин (епітеліальна, сполучна, м'язова, нервова, а також кров і лімфа). У рослин розрізняють меристематичну, захисну, основну і провідну тканини. На цьому рівні відбувається спеціалізація клітин.

Наукові дисципліни, які здійснюють дослідження на цьому рівні: гістологія.

Органний рівень організації життя

Органний рівень представлений органами організмів. У найпростіших травлення, дихання, циркуляція речовин, виділення, пересування і розмноження здійснюються за рахунок різних органел. У досконаліших організмів є системи органів. У рослин і тварин органи формуються за рахунок різної кількості тканин. Для хребетних характерна цефалізація, яка захищається в зосередженні найважливіших центрів і органів чуття в голові.

Організмовий рівень організації життя

Представлений одноклітинними і багатоклітинними організмами рослин, тварин, грибів і бактерій.

Компоненти

• Клітина — основний структурний компонент організму. З клітин утворені тканини та органи багатоклітинних організмів

Основні процеси

• Обмін речовин (метаболізм)
• Подразливість
• Розмноження
• Онтогенез
• Нервово-гуморальна регуляція процесів життєдіяльності
• Гомеостаз

Науки, що ведуть дослідження на цьому рівні

• Анатомія
• Біометрія
• Морфологія
• Фізіологія
• Гістологія

Популяційно-видовий рівень організації життя

Представлений в природі величезною різноманітністю видів і їх популяцій.

Компоненти

• Групи споріднених особин, об'єднаних певним генофондом і специфічною взаємодією з навколишнім середовищем

Основні процеси

1. Генетична своєрідність
2. Взаємодія між особами і популяціями
3. Накопичення елементарних еволюційних перетворень
4. Здійснення мікроеволюції і вироблення адаптацій до змінного середовища

• Видоутворення

1. Збільшення біорізноманіття

Науки, що ведуть дослідження на цьому рівні

• Генетика популяцій
• Теорія еволюції
• Екологія

Біогеоценотичний рівень організації життя

Представлений різноманітністю природних і культурних біогеоценозів у всіх середовищах життя.

Компоненти

• Популяції різних видів
• Фактори середовища
• Харчові мережі, потоки речовин і енергії

Основні процеси

• Біохімічний колообіг речовин і потік енергії, що підтримують життя
• Підтримує рівновагу між живими організмами і абіотичним середовищем (гомеостаз)
• Забезпечення живих організмів умовами проживання і ресурсами (їжею та притулком)

Науки, що ведуть дослідження на цьому рівні

• Біогеографія
• Біогеоценологія
• Екологія

Біосферний рівень організації життя

Представлений вищою, глобальною формою організації біосистем — біосферою.

Компоненти

• Біогеоценози
• Антропогенний вплив

Основні процеси

• Активна взаємодія живої і неживої речовини планети
• Біологічний кругообіг речовин і енергії
• Активна біогеохімічна участь людини у всіх процесах біоcфери, її господарська та етнокультурна діяльність

Науки, що ведуть дослідження на цьому рівні

• Екологія
  • Глобальна екологія
  • Космічна екологія
  • Соціальна екологія

Див. також

• Життя
• Біосфера

Література

• Пономарева И.М., Корнилова О.А., Лощилина Т.Е. Биология 10 класс. Базовый уровень. — 2-е изд., Перераб. — 224 с. — 15000 прим. — ISBN 978-5-360-00429-5.
• Навчальна модель: Рівні біосистем