В чем заключается иерархичность биосистем
Биология. 11 класс
§ 50. Принципы систематики. Современная биологическая система
Понятие о систематике. В результате биологической эволюции на Земле возникло удивительное многообразие организмов. По оценкам ряда ученых, в настоящее время на планете обитают более 10 млн видов. К этому количеству следует добавить сотни миллионов видов, которые существовали в прошлом, но в ходе эволюции вымерли. Для изучения такого огромного разнообразия организмов очень важно их классифицировать, т. е. распределять по группам в соответствии с определенными признаками. Классификацией организмов, изучением их многообразия, происхождения и филогенетических (родственных) отношений занимается систематика.
Первую научную систему живой природы разработал шведский ученый Карл Линней в середине XVIII ст. Он классифицировал живые организмы на основании небольшого количества произвольно выбранных признаков. Так, например, птицы были разделены К. Линнеем на систематические группы в зависимости от формы клюва, а цветковые растения — на основании количества тычинок и пестиков. Линней был креационистом, поэтому его классификация не основывалась на анализе происхождения и родства организмов. Вместе с тем она оказалась самой удачной среди систем того времени. Система природы, разработанная К. Линнеем, была широко принята естествоиспытателями и стала основой для современной классификации организмов.
Основным сочинением К. Линнея, посвященным классификации живых организмов, был труд «Система природы». Первое издание этой книги было опубликовано в 1735 г. и содержало всего 11 страниц. А в двенадцатом издании (1766 — 1768 гг.), вышедшем под авторством К. Линнея последним, было уже около 2400 страниц. Оно содержало описание более 7500 видов растений и свыше 4000 видов животных.
Современная систематика для классификации организмов использует целый комплекс признаков. Учитываются, например, их внешнее и внутреннее строение, история эволюционного развития на основе палеонтологических данных, процессы жизнедеятельности и биохимические особенности (состав белков, запасные питательные вещества и др.), эмбриональное развитие, особенности строения клеток, кариотип, распространение на планете. Это позволяет классифицировать организмы на основании их эволюционного родства, а не только сходства по тому или иному признаку.
Отдельные признаки неродственных организмов могут быть очень похожими в результате приспособления к одинаковым или близким условиям среды (вспомните, как называется способ осуществления эволюционного процесса, приводящий к появлению таких признаков). В то же время даже близкородственные виды могут заметно различаться. Поэтому очень важно, что в современной систематике организмы распределяют по группам с учетом их происхождения, исторического развития и родства.
В чем заключается иерархичность биосистем
Выберите два верных ответа из пяти и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
По каким принципам организованы биологические системы?
1) закрытость системы
2) высокая энтропия системы
3) низкая упорядочность
4) иерархичность – соподчинение элементов и частей
5) оптимальность конструкции
Одним из принципов организации любой биологической системы является её открытость для веществ, энергии и информации. 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).
Представляя собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, биологические системы обладают свойствами целостности (несводимость свойств системы к сумме свойств её элементов), относительной устойчивости, а также способностью к адаптации по отношению к внешней среде, развитию, самовоспроизведению и эволюции.
Любая биологическая система является динамической — в ней постоянно протекает множество процессов, часто сильно различающихся во времени. В то же время биологические системы — открытые системы, условием существования которых служит обмен энергией, веществом и информацией как между частями системы (или подсистемами), так и с окружающей средой.
А что такое энтропия?
Энтропия это свойство состояния изолированной (или принимаемой за таковую) физической системы, характеризуемое количеством самопроизвольного изменения, на которое она способна.
Живой организм с точки зрения протекающих в нем физико-химических процессов можно рассматривать как сложную открытую систему, находящуюся в неравновесном, нестационарном состоянии. Для живых организмов характерна сбалансированность процессов обмена, ведущих к уменьшению энтропии. Конечно, с помощью энтропии нельзя охарактеризовать жизнедеятельность в целом, так как жизнь не сводится к простой совокупности физико-химических процессов. Ей свойственны другие сложные процессы саморегуляции.
ИЕРАРХИЧЕСКИЕ И СЕТЕВЫЕ СТРУКТУРЫ В СОЦИУМЕ И В БИОСИСТЕМАХ
А.В. Олескин, Т.А. Кировская, сектор биосоциальных проблем, кафедра физиологии микроорганизмов,
Биологический факультет МГУ
Одним из центральных понятий современной биополитики является понятие биосоциальная система. Как указано в статье «Биополитика и гуманитарная биология» в этом сборнике, примерами биосоциальных систем служат колонии бактерий, семьи муравьев, стаи рыб, группы обезьян и др. С биополитической точки зрения особым высокопродвинутым частным случаем биосоциальной системы является и человеческий социум с его политическими системами.
2. Горизонтальные структуры. И тем не менее, на разных уровнях эволюции мы наблюдаем не только формирование иерархий, но и их смягчение и даже преодоление за счет формирования также неиерархических (горизонтальных) структур. Здесь заслуживают упоминания привлекшие внимание выдающегося этолога Конрада Лоренца [3] безлидерные (или эквипотенциальные) стаи рыб: первой в движущейся стае плывет случайная особь, которая случайным образом заменяется другой особью. В человеческом обществе проекты эгалитарного социального устройства, упорно реализовавшиеся в различные эпохи истории, имели в лучшем случае лишь частичный, ограниченный, временный успех, причем наиболее приближенными к идеалу эгалитаризма были некоторые из обществ первобытных охотников-собирателей («первобытный коммунизм»).
Резюмируя все сказанное, можно подчеркнуть многоплановость, полиструктурность биосоциальных систем, включая, конечно, и человеческий социум. Различным ситуациям соответствуют несовпадающие структуры отношений, лидеры, иерархия [6] (или, возможно, отсутствие иерархии и горизонтальные отношения).
3. Бюрократические структуры: биополитический подход. Остановимся на характерном для современности варианте иерархических структур в человеческом социуме – бюрократии. Биополитики [7, 8] вносят свою лепту в критику бюрократии, причем бюрократические организации рассматриваются по контрасту с изначальной первобытной организацией человеческого социума, которая, по имеющимся данным, отличалось отсутствием жесткой иерархии, наличием многих временных ситуативных лидеров. Сообщества наших ближайших эволюционных «родичей» – шимпанзе, бонобо – также характеризуются, как мы отметили, смягченной иерархией и преобладанием кооперативных горизонтальных отношений.
В противоположность этому, бюрократия означает централизованную иерархию, узкую специализацию каждого ее представителя («колесика и винтика единого механизма»), наконец, детерминацию отношений между людьми официальным статусом и должностными инструкциями (мы – коллеги, а не друзья!). По словам Вебера, с развитием бюрократии наступила эпоха «рационализации» производственных, политических, научно-исследовательских, религиозных и других типов организаций. Организация уподобляется машине (часовому механизму, автомобилю); люди – деталям машины, каждая из которых знает свое место и свою функцию [1].
Бюрократия опирается на эволюционно-древнюю тенденцию к формированию иерархий доминирования, характерных для разнообразных форм живого, однако не учитывает других, также эволюционно-древних тенденций поведения. Бюрократия и бюрократы часто создают ситуации, в которых у нас, мягко говоря, не возникают положительные чувства, так как мы эволюционно предрасположены к жизни в небольших группах, объединенных личными связями и отношениями взаимопомощи и кооперации.
Бюрократические структуры повсеместно распространились и имеют неоспоримые преимущества в ряде ситуаций (например, эффективность и плановость управления деятельностью организации в стабильном внешнем окружении и при использовании в основном рутинных технологий и методов работы). Но бюрократия все более рельефно демонстрирует и свои отрицательные черты, о которых писал сам Вебер: возможность коррупции управляющих звеньев и организации в целом, ее закрытость с той или иной степенью изоляции от внешнего мира и наличием перегородок внутри организации, между ее структурными подразделениями, а также стремление формализовать и подчинить уставам и др. документам многие стороны человеческой жизни и деятельности.
В наши дни негативные стороны бюрократии обусловливают волокиту и некомпетентность в принятии решений, а также потерю эффективности работы в условиях нестабильной, меняющейся ситуации или при использовании сложных технологий. Поиск альтернатив бюрократии привел уже в середине прошлого века к созданию небюрократических организаций.
4. Небюрократические (адаптивные, органические) организации представляют собой альтернативу бюрократии и функционируют наиболее эффективно в условиях, когда бюрократические организации не справляются с поставленными задачами. В небюрократической организации каждый член отвечает не за узкий участок, а за всю задачу организации в целом; возможна широкая специализация, комбинирование и перемена различных видов деятельности. Небюрократические организации в известной мере возвращают людей к первобытным временам, когда люди не знали жесткой иерархии, а лидерство в группах было частичным, временным. Небюрократичские организации допускают различные конкретные варианты (матричные, проектные и др.), из которых мы здесь рассмотрим сетевые структуры.
Приведем пример из жизни отечественных ученых-микробиологов, который в первой брошюре семинара «Биополитика» был рассмотрен в ином – в основном предметном, а не организационном – ракурсе [10] (см. также [11—13]). Во второй половине прошлого века в сообществе микробиологов нашей страны сформировалась ассоциация ученых, которые представляли разные организации и регионы страны (см. схему сетевой структуры на след. стр.) и разные специализации, работали формально независимо друг от друга. Однако ученые испытывали интерес к коллективным взаимодействиям клеток микроорганизмов, обмену информацией между ними, популяциям микроорганизмов как целостным системам. Этот «общий знаменатель» взглядов всей рассматриваемой группировки ученых можно обозначить термином «популяционно-коммуникативная парадигма» в микробиологии. В силу общности взглядов, представители популяционно-коммуникативной парадигмы начали устанавливать рабочие контакты между собой, которые в отсутствие единого бюрократического руководства носили децентрализованный, неиерархический характер. Например, первоначально автономно работавшие В.В. Высоцкий, П.Л. Заславская, О.И. Баулина, А.В. Машковцева установили рабочий сетевой контакт между собой в середине 80-х годов прошлого века. (микробиологическая конференция в г. Иваново).
Встретившись на этой конференции, они констатировали наличие единых взглядов на микробную популяцию как коллектив разнообразных индивидов, каждый из которых вносит свой вклад в выживание популяции в целом. Эти микробиологи решили работать сообща на благо новой парадигмы, что и проявилось, например, в написании совместной публикации «Полиморфизм как закономерность развития популяций прокариотных организмов».
Хирамы и подобные им сетевые группы могут найти применение как формы организации коллектива учащихся во время предметных уроков, в том числе и по биологии, включая ее гуманитарные аспекты. В первой брошюре, посвященной семинару «Биополитика», мы кратко описали применение хирам к решению природоохранных задач (на примере охраны амурского тигра [17]).По шаблону хирамы, с теми или иными вариациями, построены междисциплинарные научные группы (биотехнологический центр DNAX в Калифорнии), коммерческие предприятия (например, компания Semco в Бразилии), а также разнообразные коммунарские и общинные структуры, включая артели художников.
1. Вебер М. Избранные произведения /Под ред. П.П. Гайденко. М.: Прогресс. 1990.
2. Олескин А.В. Надорганизменный уровень взаимодействия в микробных популяций // Микробиология. 1993. Т.62. № 3. С.389—403.
3. Лоренц К.З. Агрессия (так называемое зло). М.: Прогресс. 1994.
4. McGuire M.T. Social dominance relationships in male vervet monkeys. a possible model for the study of dominance relationships in human political systems // The Biology of Politics. Intern. Polit. Sci. Review. 1982. V.3. N 1. P. 11—32.
5. Бутовская М.Л. Биосоциальные предпосылки социально-культурной альтернативности // Цивилизационные модели политогенеза / Под ред. Д.М. Бондаренко, А.П. Коротеева. М.:Центр цивилизационных и региональных исследований. 2002. С.35—57.
6. Дольник В.Р. Непослушное дитя биосферы. Беседы о человеке в компании птиц, зверей и детей. Спб.: ЧеРо-на-Неве, Паритет. 2003.
7. Flohr H. Unsere biokulturelle Natur: für die Beachtung der Biologie bei der Erklärung menschlichen Sozialverhaltens // Menschliches Handeln und Sozialstrukturen /Hrsg. A. Elting. Opladen: Lesko und Budrich. 1986. S.43—65.
8. White E., Losco J. (ed.). Biology and bureaucracy. L. etc.: Univ. Press of America. 1986.
9. Кастельс М. Информационная эпоха: экономика, общество и культура. М.: Государственный университет высшая школа экономики. 2000.
10. Кировская Т.А., Олескин А.В. Популяционно-коммуникативная парадигма в отечественной микробиологии // Биополитика. Открытый междисциплинарный семинар на Биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. М.: Биологический факультет МГУ.2003. С. 8–13.
11. Кировская Т.А., Олескин А.В. Популяционно-коммуникативная парадигма и сетевая структура в отечественном микробиологическом сообществе ХХ века // Сеть и биополитика как метафоры междисциплинарной философии. М.: Академия менеджмента инноваций. 2003. С.133–150.
12. Кировская Т.А., Олескин А.В. Популяционно-коммуникативная парадигма в микробиологическом сообществе в России второй половины ХХ века. Пример сетевой децентрализованной организации научного сообщества // История социокультурных проблем науки и техники. Сборник трудов. М.: Институт истории естествознания и техники РАН. Компания «Спутник». 2004. Вып. 2. С. 42–99.
13. Олескин А.В., Кировская Т.А. Проблематика сетевой самоидентификации // Логос живого и герменевтика телесности. Постижение культуры /Под ред. Е.Г. Захарченко и др. М.: Российский институт культурологии. Академический проект. 2005. С.600—622.
14. Олескин А.В. Сетевые структуры общества с точки зрения биополитики //Полис. 1998. №1. С.68-86.
15. Oleskin A.V., Masters R.D. Biopolitics in Russia: history and prospects for the future // Research in Biopolitics. 1997. V.5. P.279—299.
16. Олескин А.В. Биополитика. Политический потенциал современной биологии: философские, политологические и практические аспекты. М.: Институт философии РАН. 2001.
17. Олескин А.В.Что такое биополитика // Биополитика. Открытый междисциплинарный семинар на Биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова / Под ред. А.В. Олескина. М.: Биологический факультет МГУ.2003. С.1—6.
18. Ботвинко И.В. Экзополисахариды бактерий // Успехи микробиологии. 1985. Т.20. С.79-122.
19. Gray K.M. Intercellular communication and group behavior in bacteria // Trends Microbiol. 1997. V.5. N 5. P.184–188.
20. Losick R., Kaiser D. Why and how bacteria communicate // Sci. Amer. 1997. February. P.68–73.
21. Олескин А.В., Ботвинко И.В., Цавкелова Е.А. Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов // Микробиология. 2000. Т.69. № 3. С.309—327.
22. Shapiro J.A. The significances of bacterial colony patterns // BioEssays. 1995. V. 17. N. 7. P.597—607.
23. Марфенин Н.Н. Нецентрализованная саморегуляция целостности колониальных полипов // Журн. Общ. Биол. 2002. Т.63. № 1. С.26–39.
24. Захаров А.А. Организация сообществ у муравьев. М.: Наука. 1991.
Основные уровни иерархии биологических систем
Открытые и замкнутые системы, их активность и обмен, строение и классификация. Иерархическое соподчинение систем, подсистем и элементов. Симптомы и признаки современного экологического кризиса. Характеристика уровней иерархии биологических систем.
1. Открытые и замкнутые системы, активность и обмен
1.1 Строение системы
1.2 Классификация систем
2. Проблемы экологии
3. Основные уровни иерархии биологических систем
В первом вопросе данного реферата мною были рассмотрены открытые и замкнутые системы, их активность и обмен.
В современной науке в основе представлений о строении материального мира лежит именно системный подход, согласно которому любой объект материального мира может быть рассмотрен как сложное образование, включающее составные части, организованные в целое. Для обозначения этой целостности в науке выработано понятие системы.
Под системой понимают внутреннее (или внешнее) упорядоченное множество взаимосвязанных элементов, проявляющее себя как нечто единое по отношению к другим объектам или внешним условиям.
Третьим вопросом данной работы являются основные уровни иерархии биологических систем.
1. Открытые и замкнутые системы, активность и обмен
1.1 Строение системы
Таким образом, системы, подсистемы и элементы находятся в отношениях иерархического соподчинения.
1.2 Классификация систем
В рамках системного подхода была создана общая теория систем, которая сформулировала принципы, общие для самых различных областей знания. Она начинается с классификации систем и дается по нескольким основаниям.
В зависимости от структуры системы делятся на дискретные, жесткие и централизованные. Дискретные (корпускулярные) системы состоят из подобных друг другу элементов, не связанных между собой непосредственно, а объединенных только общим отношением к окружающей среде, поэтому потеря нескольких элементов не наносит ущерба целостности системы.
Жесткие системы отличаются повышенной организованностью, поэтому удаление даже одного элемента приводит к гибели всей системы.
Централизованные системы имеют одно основное звено, которое, находясь в центре системы, связывает все остальные элементы и управляет ими.
По типу взаимодействия с окружающей средой все системы делятся на открытые и закрытые.
Открытыми являются системы реального мира, обязательно обменивающиеся веществом, энергией или информацией с окружающей средой.
Закрытые системы не обмениваются ни веществом, ни энергией, ни информацией с окружающей средой. Это понятие является абстракцией высокого уровня и, хотя существует в науке, реально не существует, так как в действительности никакая система не может быть полностью изолирована от воздействия других систем. Поэтому все известные в мире системы являются открытыми.
По составу системы можно разделить на материальные и идеальные. К материальным относится большинство органических, неорганических и социальных систем (физические, химические, биологические, геологические, экологические, социальные системы). Также среди материальных систем можно выделить искусственные технические и технологические системы, созданные человеком для удовлетворения своих потребностей.
Идеальные системы представляют собой отражение материальных систем в человеческом и общественном сознании. Примером идеальной системы является наука, которая с помощью законов и теорий описывает реальные материальные системы, существующие в природе.
2. Проблемы экологии
По представлениям биологов, в природе действует «правило 10%», согласно которому она в экстремальных ситуациях способна выдержать десятикратную нагрузку по сравнению с обычной. Человек своим воздействием на природу вплотную подошел к этому рубежу, и поэтому, сегодня среди прочих глобальных проблем человечества возникла глобальная экологическая проблема сохранения жизни на Земле.
Уже в конце 1980-х гг. под угрозой исчезновения было 10% всего видового состава растений. Растительная биомасса снизилась более чем на 7%, объем фотосинтеза сократился на 20%. Как считают некоторые ученые, за время существования человека живое вещество в целом потеряло до 90% генного разнообразия.
Это то, что человек принес природе. Но ведь человек по-прежнему остается частью природы, частью биосферы Земли. Поэтому негативные последствия глобального экологического кризиса становятся все заметнее и для него, природа отвечает человеку.
Итак, современная ситуация может быть оценена как глобальный экологический кризис, у которого существуют две стороны кризис природы и кризис человека, причем оба они углубляются и расширяются. В результате перед нами встает грозная проблема, которая не обсуждается даже специалистами, проблема потери возможной устойчивости (стабильности) биосферы как целостной системы, частью которой является человечество. Результатом потери стабильности нынешнего квазиравновесного состояния будет переход биосферы, как всякой нелинейной системы, в новое, неведомое нам состояние, в котором человеку может не оказаться места.
Биосфера обладает колоссальной способностью к самоочищению. К сожалению, эта способность природы не безгранична. Антропогенное воздействие на природу поставило под угрозу нормальное осуществление присущих ей биотических процессов, нарушили равновесное состояние биосферы. Антропогенная нагрузка на окружающую природную среду достигла сегодня таких масштабов, что привела к глобальному экологическому кризису. Многие ученые считают, что мы стоим на грани настоящей катастрофы, так как порог устойчивости биосферы превзойден уже в 5—7 раз.
Биосфера является сложной нелинейной системой. Если такая система теряет стабильность, то начинается ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние. И более чем вероятно, что в этом новом состоянии параметры биосферы окажутся неподходящими для жизни человека, а может быть, и жизни вообще.
3. ОСНОВНЫЕ УРОВНИ ИЕРАРХИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Структурные уровни организации жизни чрезвычайно многообразны, но при этом основными являются молекулярный, клеточный, онтогенетический, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический и биосферный. Рассмотрим каждый из этих уровней.
Важнейшими задачами биологии на этом уровне являются изучение механизмов передачи генной информации, наследственности изменчивости, исследование эволюционных процессов, происхождения и сущности жизни.
Клеточный уровень. На клеточном уровне организации основной структурной и функциональной единицей всех живых организмов является клетка. На клеточном уровне так же, как и на молекулярно-генетическом, отмечается однотипность всех живых организмов. У всех организмов только на клеточном уровне возможны биосинтез и реализация наследственной информации. Клеточный уровень у одноклеточных организмов совпадает с организменным. История жизни на нашей планете начиналась с этого уровня организации.
Клетка представляет собой элементарную биологическую систему, способную к самообновлению, самовоспроизведению и развитию, т.е. наделена всеми признаками живого организма.
Клеточные структуры лежат в основе строения любого живого организма, каким бы многообразным и сложным ни представлялось его строение. Наука, изучающая живую клетку, называется цитологией. В основе цитологии лежит утверждение, что все живые организмы (животные, растения, бактерии) состоят из клеток и продуктов их жизнедеятельности. Новые клетки образуются путем деления существовавших ранее клеток. Все клетки сходны по химическому составу и обмену веществ. Активность организма как целого слагается из активности и взаимодействия отдельных клеток.
Установлено, что несмотря на большое разнообразие клеток и выполняемых ими функций, клетки всех живых организмов сходны по химическому составу: особенно велико в них содержание водорода, кислорода, углерода и азота (эти химические элементы составляют более 98% всего содержимого клетки); 2% приходится на примерно 50 других химических элементов.
1) плазматической мембраны, контролирующей переход веществ из окружающей среды в клетку и обратно;
2) цитоплазмы с разнообразной структурой;
3) клеточного ядра, в котором содержится генетическая информация.
Изучая живую клетку, ученые обратили внимание на существование двух основных типов ее питания, что позволило все организмы по способу питания разделить на д в а вида:
Позднее были уточнен такие важные факторы, как способность организмов синтезировать необходимые вещества (витамины, гормоны и т.д.) и обеспечивать себя энергией, зависимость от экологической среды и др. Таким образом, сложный и дифференцированный характер трофических связей свидетельствует о необходимости системного подхода к изучению жизни и на онтогенетическом уровне. Так была сформулирована концепция функциональной системности П. К. Анохина, в соответствии с которой в одноклеточных и многоклеточных организмах согласованно функционируют различные компоненты систем. При этом отдельные компоненты содействуют и способствуют согласованному функционированию других, обеспечивая тем самым единство и целостность в осуществлении процессов жизнедеятельности всего организма. Функциональная системность также проявляется в том, что процессы на низших уровнях организуются функциональными связями на высших уровнях организации. Особенно заметно функциональная системность проявляется у многоклеточных организмов.
Онтогенетический уровень. Многоклеточные организмы. Основной единицей жизни на онтогенетическом уровне выступает отдельная особь, а элементарным явлением является онтогенез. Биологическая особь может быть как одноклеточным, так и многоклеточным организмом, однако в любом случае она представляет собой целостную, самовоспроизводящуюся систему.
Онтогенезом называется процесс индивидуального развития организма от рождения через последовательные морфологические, физиологические и биохимические изменения до смерти, процесс реализации наследственной информации.
Функционирование и развитие многоклеточных живых организмов составляет предмет физиологии. В настоящее время не создана единая теория онтогенеза, поскольку не установлены причины и факторы, определяющие индивидуальное развитие организма.
Биогенетический закон утверждает, что онтогенез в краткой форме повторяет филогенез, т.е. отдельный организм в своем индивидуальном развитии в сокращенной форме проходит все стадии развития своего вида. Таким образом, онтогенез представляет собой реализацию наследственной информации, закодированной в зародышевой клетке, а также проверку согласованности всех систем организма во время его работы и приспособления к окружающей среде.
Все многоклеточные организмы состоят из органов и тканей. Собственно живой организм представляет собой особую внутреннюю среду, существующую во внешней среде. Он образуется в результате взаимодействия генотипа (совокупности генов одного организма) с фенотипом (комплексом внешних признаков организма, сформировавшихся в ходе его индивидуального развития).
В отличие от популяции видом называется совокупность особей, сходных по строению и физиологическим свойствам, имеющих общее происхождение, могущих свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство. Вид существует только через популяции, представляющие собой генетически открытые системы.
В условиях реальной природы особи не изолированы друг от друга, а объединены в живые системы более высокого ранга. Первой такой системой и является популяция. Популяция стала считаться целостной системой, непрерывно взаимодействующей с окружающей средой, способной к трансформации и развитию.
З) консументы второго порядка (хищники и т.д.)
4) падальщики (сапрофиты и сапрофаги), питающиеся мертвыми животными;
Саморегуляция биогеоценозов протекает тем успешнее, чем разнообразнее количество составляющих его элементов. От многообразия компонентов зависит устойчивость биогеоценозов. Выпадение одного или нескольких компонентов может привести к необратимому нарушению равновесия биогеоценоза и гибели его как целостной системы.
Также Вернадский отмечал, что биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к своему максимальному проявлению, а эволюция видов ведет к появлению новых видов, увеличивающих биогенную миграцию атомов.
Благодаря биогенной миграции атомов живое вещество выполняет свои геохимические функции.
Разумеется, жизнь в биосфере распространена неравномерно, существуют так называемые сгущения и разрежения жизни. Наиболее густо населены нижние слои атмосферы (50 м от земной поверхности), освещенные слои гидросферы и верхние слои литосферы (почва). Также следует отметить, что тропические области заселены намного плотнее, чем пустыни или ледяные поля Арктики и Антарктики. Глубже в земную кору, в океан, а также выше в атмосферу количество живого вещества уменьшается.
Таким образом, эта тончайшая пленка жизни покрывает абсолютно всю Землю, не оставляя ни одного места на нашей планете, где бы не было жизни.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1) По типу взаимодействия с окружающей средой все системы делятся на открытые и закрытые. Открытыми являются системы реального мира, обязательно обменивающиеся веществом, энергией или информацией с окружающей средой. Закрытые системы не обмениваются ни веществом, ни энергией, ни информацией с окружающей средой. Это понятие является абстракцией высокого уровня и, хотя существует в науке, реально не существует, так как в действительности никакая система не может быть полностью изолирована от воздействия других систем. Поэтому все известные в мире системы являются открытыми.
2) Что касается проблем экологии, то современная ситуация может быть оценена как глобальный экологический кризис, у которого существуют две стороны кризис природы и кризис человека, причем оба они углубляются и расширяются. В результате перед нами встает грозная проблема, которая не обсуждается даже специалистами, проблема потери возможной устойчивости (стабильности) биосферы как целостной системы, частью которой является человечество.
1. Садохин А. П. Концепции современного естествознания: учебник для
студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям и
2. Комов С.В. Введение в экологию. Десять общедоступных лекций.
3. Данилова В. С., Кожевников Н. Н. Основные концепции современного
естествознания. М.: Юнити-Дана, 2001.
4. Естествознание: Энциклопедический словарь / Сост. В.Д. Шолле. М., 2002.
5. Азимов А. Выбор катастроф. СПб., 2001.
Подобные документы
реферат [19,1 K], добавлен 20.12.2009
Электромагнитные взаимодействия как определяющий уровень организации материи. Сущность живого, его основные признаки. Структурные уровни организации живой материи. Предмет биологии, ее структура и этапы развития. Основные гипотезы происхождения жизни.
лекция [28,4 K], добавлен 18.01.2012
Характеристика уровней организации жизни живых систем. Строение систем и органов человека. Понятие и роль центральной и вегетативной нервной системы. Высшая нервная деятельность и безусловные рефлексы. Сущность и биологическая роль гормонов тимуса.
контрольная работа [29,0 K], добавлен 23.12.2010
Сущность процесса адаптации. Стресс как неспецифический стимулятор. Резервы продуктивности биологических систем. Использование резервов организма в спорте, медицине. Построение модели адаптации организма к факторам, выводящим его из состояния равновесия.
курсовая работа [261,7 K], добавлен 25.11.2013
Аспекты разнообразия живых систем. Открытые, закрытые, организменные и надорганизменные живые системы. Первые древнейшие доклеточные протобионты. Адаптивный смысл структурной агрегации монобионтов. Развитие живых систем как функция структурной агрегации.
курсовая работа [730,6 K], добавлен 21.07.2009
Назначение и характеристика функции мембран как невидимых пленок, окружающих клетки живых организмов. Изучение строения и анализ химического состава биологических мембран. Описание систем трансмембранного переноса веществ и мембранной передачи сигналов.
реферат [110,5 K], добавлен 10.12.2015
Биотехнология как область человеческой деятельности, которая характеризуется широким использованием биологических систем всех уровней в самых разнообразных отраслях. Принципы интенсификации биопроцессов. Характеристика фармацевтической индустрии ДНК.
реферат [31,9 K], добавлен 25.03.2015
Системология как наука о системах. Примеры систем и их элементов. Целесообразность как назначение, главная функция, которую она выполняет. Структура системы и порядок связей между ее элементами, варианты иерархии. Примеры системного подхода в науке.
презентация [2,0 M], добавлен 14.10.2013
контрольная работа [89,5 K], добавлен 06.11.2011
Обмен веществ как главное отличие живых объектов и процессов от неживых. Два основных типа биополимеров в составе живых систем: белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Необходимые для жизни физические и химические условия. Свойства живых систем.
контрольная работа [20,2 K], добавлен 22.05.2009