Die unterste Ebene der Lebensorganisation. Multiple Choice (Grundkenntnisse)

Molekulargenetisch. Die elementare Organisationseinheit ist das Gen. Ein elementares Phänomen ist die DNA-Reduplikation, die Übertragung genetischer Informationen auf eine Tochterzelle. Die molekulare Ebene der Organisation des Lebens ist Gegenstand des Studiums der Molekularbiologie. Sie untersucht die Struktur von Proteinen, ihre Funktionen (auch als Enzyme), die Rolle von Nukleinsäuren bei der Speicherung, Replikation und Umsetzung genetischer Informationen, d. h. Prozesse der Synthese von DNA, RNA, Proteinen.

Zellulare Ebene. Diese Organisationsebene von Lebewesen wird durch Zellen repräsentiert – unabhängige Organismen (Bakterien, Protozoen usw.) sowie Zellen mehrzelliger Organismen. Das wichtigste spezifische Merkmal der zellulären Ebene ist das von dieser Ebene Leben beginnt, da die auf molekularer Ebene stattfindende Matrixsynthese in Zellen stattfindet. Zellen sind lebens-, wachstums- und reproduktionsfähig und stellen die wichtigste Organisationsform der lebenden Materie dar, ihre elementaren Einheiten, aus denen alle Lebewesen aufgebaut sind. Ein charakteristisches Merkmal der zellulären Ebene ist die Zellspezialisierung. Auf zellulärer Ebene kommt es zu einer Differenzierung und Ordnung von Lebensvorgängen in Raum und Zeit.

Gewebeebene. Gewebe ist eine Ansammlung von Zellen, die einen gemeinsamen Ursprung und eine ähnliche Struktur haben und die gleichen Funktionen erfüllen. Bei Säugetieren gibt es beispielsweise vier Hauptgewebetypen: Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskelgewebe und Nervengewebe.

Organismale (ontogenetische) Ebene. Auf der Ebene des Organismus untersuchen sie das Individuum und seine strukturellen Merkmale als Ganzes, physiologische Prozesse einschließlich Differenzierung, Anpassungsmechanismen und Verhalten. Die elementare unteilbare Einheit der Lebensorganisation auf dieser Ebene ist das Individuum. Das Leben wird immer in Form diskreter Individuen dargestellt. Dies können einzellige Individuen oder mehrzellige Individuen sein, die aus Millionen und Abermilliarden von Zellen bestehen.

Populations-Arten-Ebene. Die grundlegende elementare Struktureinheit auf dieser Ebene ist die Bevölkerung. Bevölkerung- eine lokale, in gewissem Maße geografisch von anderen getrennte Gruppe von Individuen derselben Art, die sich frei miteinander kreuzen und über einen gemeinsamen genetischen Fundus verfügen. Das elementare Phänomen der Populations-Arten-Ebene ist eine Veränderung der genotypischen Zusammensetzung der Population, und das elementare Material ist die Mutation. Auf der Ebene der Populationsarten werden Faktoren untersucht, die die Größe der Populationen beeinflussen, Probleme bei der Erhaltung gefährdeter Arten und die Dynamik der genetischen Zusammensetzung von Populationen.

Biozönotische Ebene. Populationen verschiedener Arten bilden in der Biosphäre der Erde immer komplexe Gemeinschaften. Solche Gemeinschaften in bestimmten Bereichen der Biosphäre werden Biozönosen genannt. Biozönose– ein Komplex bestehend aus einer Pflanzengemeinschaft (Phytozönose), der sie bewohnenden Tierwelt (Zoozönose), Mikroorganismen und dem entsprechenden Bereich der Erdoberfläche. Alle Bestandteile der Biozönose sind durch den Stoffkreislauf miteinander verbunden. Die Biozönose ist ein Produkt der gemeinsamen historischen Entwicklung von Arten, die sich in ihrer systematischen Stellung unterscheiden.

Bis in die 1960er Jahre In der Biologie gibt es eine Vorstellung von den Ebenen Organisation von Lebewesen als konkreter Ausdruck immer komplexer werdender Ordnungorganische Welt. Das Leben auf der Erde wird durch eigenartige Organismen repräsentiertStrukturen, die zu bestimmten systematischen Gruppen (Arten) gehören, sowieGemeinschaften unterschiedlicher Komplexität (Biogeozänose, Biosphäre). Im Gegenzug Organismengekennzeichnet durch Organ-, Gewebe-, Zell- und molekulare Organisation.Jeder Organismus besteht einerseits aus spezialisierten UntergebenenOrganisationssysteme (Organe, Gewebe usw.) hingegen ist es selbsteine relativ isolierte Einheit innerhalb der supraorganismischen BiologieSysteme (Arten, Biogeozänosen und die Biosphäre als Ganzes). Organisationsebenen liveMaterie sind in Abb. dargestellt. 1

Abb.1. Organisationsebenen von Lebewesen

Sie alle weisen Lebenseigenschaften wie Diskretion und Integrität auf. Der Körper besteht aus verschiedenen Komponenten – Organen, ist aber gleichzeitig durch deren Zusammenwirken integral. Eine Art ist auch ein integrales System, obwohl sie aus einzelnen Einheiten – Individuen – besteht, deren Interaktion jedoch die Integrität der Art aufrechterhält. Die Existenz des Lebens auf allen Ebenen wird durch die Struktur des untersten Ranges sichergestellt. Beispielsweise wird die Art der zellulären Organisationsebene durch die subzelluläre und molekulare Ebene bestimmt; organismisch – Organ; Gewebe, zellulär; Arten - Organismen usw. Besonders hervorzuheben ist die große Ähnlichkeit der Organisationseinheiten auf niedrigeren Ebenen und der immer größer werdende Unterschied auf höheren Ebenen (Tabelle 1).

Tabelle 1

Merkmale der Organisationsebenen von Lebewesen

Das Leben ist ein Mehrebenensystem (aus dem Griechischen. System- Assoziation, Gesamtheit). Folgende grundlegende Organisationsebenen von Lebewesen werden unterschieden: molekular, zellulär, Organ-Gewebe, Organismus, Populationsart, Ökosystem, Biosphäre. Alle Ebenen sind eng miteinander verbunden und entstehen aus einander, was auf die Integrität der belebten Natur hinweist.

Molekulare Organisationsebene von Lebewesen

Dies ist die Einheit der chemischen Zusammensetzung (Biopolymere: Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Nukleinsäuren) und chemischen Reaktionen. Auf dieser Ebene beginnen die lebenswichtigen Prozesse des Körpers: Energie-, Kunststoff- und anderer Austausch, Veränderungen und Umsetzung genetischer Informationen.

Zellulare Ebene der lebenden Organisation

Zellulare Organisationsebene von Lebewesen. Tierzelle

Die Zelle ist die elementare Baueinheit des Lebewesens. Dies ist die Entwicklungseinheit aller auf der Erde lebenden Organismen. In jeder Zelle finden Stoffwechselprozesse und Energieumwandlungen statt und die Erhaltung, Umwandlung und Weitergabe genetischer Informationen wird gewährleistet.

Jede Zelle besteht aus zellulären Strukturen, Organellen, die bestimmte Funktionen erfüllen und daher isoliert werden können subzellulär Ebene.

Organ-Gewebe-Ebene der Organisation von Lebewesen

Organ-Gewebe-Ebene der Organisation von Lebewesen. Epithelgewebe, Bindegewebe, Muskelgewebe und Nervenzellen

Die Zellen vielzelliger Organismen, die ähnliche Funktionen erfüllen, haben die gleiche Struktur, den gleichen Ursprung und sind zu Geweben zusammengefasst. Es gibt verschiedene Arten von Geweben, die sich in ihrer Struktur unterscheiden und unterschiedliche Funktionen erfüllen (Gewebeebene).

Gewebe in unterschiedlichen Kombinationen bilden unterschiedliche Organe, die eine bestimmte Struktur haben und bestimmte Funktionen erfüllen (Organebene).

Organe werden zu Organsystemen (Systemebene) zusammengefasst.

Organismische Organisationsebene von Lebewesen

Organismische Organisationsebene von Lebewesen

Gewebe werden zu Organen, Organsystemen zusammengefasst und funktionieren als ein Ganzes – der Organismus. Die elementare Einheit dieser Ebene ist das Individuum, das in seiner Entwicklung vom Moment der Entstehung bis zum Ende der Existenz als ein einziges lebendes System betrachtet wird.

Populationsspezifisches Organisationsniveau von Lebewesen

Populationsspezifisches Organisationsniveau von Lebewesen

Eine Ansammlung von Organismen (Individuen) derselben Art, die sich einen gemeinsamen Lebensraum teilen, bildet Populationen. Eine Population ist eine elementare Einheit der Art und Evolution, da in ihr elementare Evolutionsprozesse ablaufen; diese und die folgenden Ebenen sind supraorganismal.

Ökosystemebene der Organisation von Lebewesen

Ökosystemebene der Organisation von Lebewesen

Die Gesamtheit der Organismen verschiedener Arten und Organisationsebenen bildet diese Ebene. Hier können wir biozönotische und biogeozänotische Ebenen unterscheiden.

Populationen verschiedener Arten interagieren miteinander und bilden Multispezies-Gruppen ( biozönotisch Ebene).

Das Zusammenspiel von Biozönosen mit klimatischen und anderen nichtbiologischen Faktoren (Relief, Boden, Salzgehalt etc.) führt zur Entstehung von Biogeozönosen (biogeozänotisch). In Biogeozänosen gibt es einen Energiefluss zwischen Populationen verschiedener Arten und einen Stoffkreislauf zwischen ihren unbelebten und lebenden Teilen.

Biosphärenebene der Organisation von Lebewesen

Biosphärenebene der Organisation von Lebewesen. 1 – molekular; 2 – zellular; 3 – Organismus; 4 – Populationsart; 5 – biogeozänotisch; 6 – Biosphäre

Es wird durch einen Teil der Erdhülle repräsentiert, in der Leben existiert – die Biosphäre. Die Biosphäre besteht aus einer Reihe von Biogeozänosen und fungiert als ein einziges integrales System.

Es ist nicht immer möglich, den gesamten aufgelisteten Ebenensatz auszuwählen. Beispielsweise fallen bei einzelligen Organismen die zelluläre und die organisatorische Ebene zusammen, die Organ-Gewebe-Ebene fehlt jedoch. Manchmal können weitere Ebenen unterschieden werden, zum Beispiel subzellulär, Gewebe, Organ, systemisch.

1.2. Organisationsebenen eines lebenden Systems

Der menschliche Körper ist ein komplexes selbstregulierendes System aus miteinander verbundenen Strukturelementen
auf mehreren Ebenen der Organisation. Folgende Ebenen werden unterschieden: bis Grube, Gewebe, Organ, systemisch und organismisch.
Untereinander stehen diese Organisationsebenen in hierarchischen (untergeordneten) Beziehungen.

1. Zellulare Ebene. Eine Zelle ist eine strukturelle und funktionelle Einheit eines lebenden Organismus. Es ist ein biologisches System und zeichnet sich durch Stoffwechsel, Wachstum, Entwicklung und Fortpflanzung aus.

2. Gewebeebene. Eine Ansammlung von Zellen, die einen gemeinsamen Ursprung haben, eine ähnliche Struktur haben und die gleichen Funktionen erfüllen, bilden Gewebe. Es gibt vier Hauptarten von Stoffen:
epithelial, bindegewebig, muskulös und nervös. Jedes Gewebe weist spezifische Strukturmerkmale auf und erfüllt bestimmte Funktionen.

· Epithel Gewebe sind Randgewebe, die die Außenseite von Organen bedecken, die Hohlräume innerer Organe von innen auskleiden und Drüsen für äußere und innere Sekretion bilden. Diese Gewebe erfüllen Schutz-, Absorptions- (Darmepithel) und sekretorische Funktionen.

· Verbinden Stoffe, darunter mehrere Sorten: Bindegewebe selbst(faserig,
Gewebe mit besonderen Eigenschaften - Fett-, Netz-, Schleim- und Pigmentgewebe), Skelettgewebe(Knorpel, Knochen). Zu den Bindegeweben zählen auch Blut und Lymphe (flüssiges Bindegewebe). Die Hauptfunktionen von Bindegewebstypen sind unterstützend, trophisch (nährend), schützend und halten die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers aufrecht (Homöostase).

· MuskulösGewebe (quergestreiftes Skelett, quergestreifte Herzmuskulatur und glatte Muskulatur) sorgen für Muskelkontraktion und motorische Reaktionen des Menschen: Bewegung des Körpers oder seiner einzelnen Teile im Raum, rhythmische Aktivität des Myokards, Bewegung des Blutes durch die Gefäße (Hämozirkulation), Nahrung durch den Verdauungstrakt Trakt und etc.

· Nervös Stoff bietet Wahrnehmung Irritationen
aus der äußeren und inneren Umgebung des Körpers, Durchführung Nervenimpulse in das Zentralnervensystem (ZNS), wo in seinen höheren Teilen die Analyse und Synthese der empfangenen Informationen erfolgt, und Implementierung schnelle adaptive Reaktionen. Das Nervensystem reguliert die Aktivitäten einzelner Organe und des gesamten Körpers.

MIT Die Gewebeschichten, die innere Organe bedecken, auskleiden und trennen, werden Hirnhaut genannt. Im menschlichen Körper werden folgende Haupttypen von Membranen unterschieden:

1. Schleimhäute Normalerweise kleiden sie die Innenfläche von Hohlorganen aus. Sie umfassen drei Gewebeschichten: Epithelgewebe (mit sekretorischen Zellen, die Schleim absondern), lockeres Bindegewebe mit Drüsen und Lymphgebilden sowie glatte Muskulatur.

2. Synovialmembranen bedecken die Oberflächen von Gelenken und Sehnen. Sie bestehen aus Bindegewebe und sind mit Endothel ausgekleidet.

3. Seröse Membranen umgeben die äußere Oberfläche aller inneren Organe. Sie bestehen aus einer Bindegewebsmembran, die mit einer Epithelschicht bedeckt ist.

4. Hirnhäute (Dura, Arachnoidea, weich) bedecken das Gehirn und das Rückenmark. Sie werden durch Bindegewebe gebildet.

3. Orgelebene. Mehrere Gewebe, die sich zu einem einzigen Komplex vereinen, bilden ein Organ, aber eines der Gewebe überwiegt darin und bestimmt seine Hauptfunktion. Organe nehmen eine bestimmte Position im Körper ein, haben eine bestimmte Struktur und Form und erfüllen eine bestimmte Funktion, die für die Existenz eines vollständigen Organismus notwendig ist.

4. System Level. Es bilden sich mehrere Organe, die gemeinsam eine bestimmte Funktion erfüllen physiologisch System (Herz-Kreislauf, Atmung, Verdauung, Nervensystem).
und andere Systeme). Unter allen physiologischen Systemen des Körpers nimmt das Nervensystem einen besonderen Platz ein, da es die Aktivitäten aller Systeme reguliert und koordiniert und die Anpassung des Körpers an sich ändernde Umweltbedingungen gewährleistet.

5. Organismische Ebene. Ein lebender Organismus, bestehend aus einzelnen Zellen, Geweben, Organen, Systemen, ist ein einziges Ganzes („System von Systemen“ nach I. P. Pavlov), in dem die Aktivität aller dieser Strukturen streng koordiniert, einem einzigen Ganzen untergeordnet und gewährleistet ist normale Lebensaktivität
in einer sich ständig verändernden äußeren Umgebung.

Organsysteme im Körper funktionieren nicht isoliert voneinander, sondern verbinden sich zu einem bestimmten Zeitpunkt miteinander, um ein für den Körper vorteilhaftes Ergebnis zu erzielen. Eine solche vorübergehende Verbindung von Organen und Systemen, die zu verschiedenen physiologischen Systemen gehören, P. K. Anokhin (Akademiker, Neurophysiologe)
genannt Funktionssystem.

Folgende Ebenen der Lebensorganisation werden unterschieden: molekular, zellulär, Organgewebe (manchmal getrennt), Organismus, Populationsart, Biogeozänotisch, Biosphäre. Die belebte Natur ist ein System, und die verschiedenen Ebenen ihrer Organisation bilden ihre komplexe hierarchische Struktur, wobei die zugrunde liegenden einfacheren Ebenen die Eigenschaften der höheren bestimmen.

Komplexe organische Moleküle sind also Bestandteile von Zellen und bestimmen deren Struktur und lebenswichtige Funktionen. In mehrzelligen Organismen sind Zellen zu Geweben organisiert, und mehrere Gewebe bilden ein Organ. Ein vielzelliger Organismus besteht aus Organsystemen, andererseits ist der Organismus selbst eine elementare Einheit einer Population und einer biologischen Art. Eine Gemeinschaft wird durch interagierende Populationen verschiedener Arten repräsentiert. Gemeinschaft und Umwelt bilden eine Biogeozänose (Ökosystem). Die Gesamtheit der Ökosysteme des Planeten Erde bildet seine Biosphäre.

Auf jeder Ebene entstehen neue Eigenschaften von Lebewesen, die auf der darunter liegenden Ebene fehlen, und es werden eigene Elementarphänomene und Elementareinheiten unterschieden. Gleichzeitig spiegeln die Ebenen in vielerlei Hinsicht den Verlauf des Evolutionsprozesses wider.

Die Identifizierung von Ebenen ist praktisch, um das Leben als komplexes Naturphänomen zu untersuchen.

Schauen wir uns die einzelnen Ebenen der Lebensorganisation genauer an.

Molekulare Ebene

Obwohl Moleküle aus Atomen bestehen, zeigt sich der Unterschied zwischen lebender und nichtlebender Materie erst auf molekularer Ebene. Nur lebende Organismen enthalten eine Vielzahl komplexer organischer Substanzen – Biopolymere (Proteine, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren). Zur molekularen Organisationsebene von Lebewesen gehören jedoch auch anorganische Moleküle, die in Zellen eindringen und in deren Leben eine wichtige Rolle spielen.

Die Funktionsweise biologischer Moleküle liegt einem lebenden System zugrunde. Auf der molekularen Ebene des Lebens manifestieren sich Stoffwechsel und Energieumwandlung als chemische Reaktionen, Übertragung und Veränderung von Erbinformationen (Reduplikation und Mutationen) sowie eine Reihe anderer zellulärer Prozesse. Manchmal wird die molekulare Ebene als molekulargenetisch bezeichnet.

Zellulare Ebene des Lebens

Die Zelle ist die strukturelle und funktionelle Einheit aller Lebewesen. Außerhalb der Zelle gibt es kein Leben. Auch Viren können nur dann die Eigenschaften eines Lebewesens aufweisen, wenn sie sich in der Wirtszelle befinden. Biopolymere entfalten ihre volle Reaktivität, wenn sie in einer Zelle organisiert sind, die als komplexes System von Molekülen betrachtet werden kann, die hauptsächlich durch verschiedene chemische Reaktionen miteinander verbunden sind.

Auf dieser zellulären Ebene manifestiert sich das Phänomen des Lebens, die Mechanismen der Übertragung genetischer Informationen und der Umwandlung von Stoffen und Energie sind gekoppelt.

Organgewebe

Nur mehrzellige Organismen haben Gewebe. Gewebe ist eine Ansammlung von Zellen mit ähnlicher Struktur und Funktion.

Gewebe entstehen im Prozess der Ontogenese durch Differenzierung von Zellen mit der gleichen genetischen Information. Auf dieser Ebene findet die Zellspezialisierung statt.

Pflanzen und Tiere haben unterschiedliche Gewebetypen. Bei Pflanzen handelt es sich also um ein Meristem, ein schützendes, basisches und leitendes Gewebe. Bei Tieren - epithelial, bindegewebig, muskulös und nervös. Gewebe können eine Liste von Untergeweben enthalten.

Ein Organ besteht in der Regel aus mehreren Geweben, die zu einer strukturellen und funktionellen Einheit verbunden sind.

Organe bilden Organsysteme, von denen jedes für eine wichtige Funktion im Körper zuständig ist.

Die Organebene in einzelligen Organismen wird durch verschiedene Zellorganellen repräsentiert, die die Funktionen Verdauung, Ausscheidung, Atmung usw. erfüllen.

Organismische Organisationsebene von Lebewesen

Neben der zellulären Ebene werden auch auf der organismischen (oder ontogenetischen) Ebene separate Struktureinheiten unterschieden. Gewebe und Organe können nicht unabhängig leben, Organismen und Zellen (sofern es sich um einzellige Organismen handelt) schon.

Mehrzellige Organismen bestehen aus Organsystemen.

Auf der Ebene des Organismus manifestieren sich Lebensphänomene wie Fortpflanzung, Ontogenese, Stoffwechsel, Reizbarkeit, neurohumorale Regulation und Homöostase. Mit anderen Worten: Seine Elementarphänomene stellen die natürlichen Veränderungen des Organismus in der individuellen Entwicklung dar. Die elementare Einheit ist das Individuum.

Populationsarten

Organismen derselben Art, vereint durch einen gemeinsamen Lebensraum, bilden eine Population. Eine Art besteht normalerweise aus vielen Populationen.

Populationen haben einen gemeinsamen Genpool. Innerhalb einer Art können sie Gene austauschen, es handelt sich also um genetisch offene Systeme.

In Populationen treten elementare evolutionäre Phänomene auf, die letztlich zur Artbildung führen. Die belebte Natur kann sich nur auf der Ebene von Supraorganismen entwickeln.

Auf dieser Ebene entsteht die potenzielle Unsterblichkeit der Lebenden.

Biogeozänotische Ebene

Biogeozänose ist eine interagierende Gruppe von Organismen verschiedener Arten mit verschiedenen Umweltfaktoren. Elementare Phänomene werden durch Stoff-Energie-Kreisläufe repräsentiert, die hauptsächlich von lebenden Organismen bereitgestellt werden.

Die Rolle der biogeozänotischen Ebene besteht in der Bildung stabiler Gemeinschaften von Organismen verschiedener Arten, die an das Zusammenleben in einem bestimmten Lebensraum angepasst sind.

Biosphäre

Die Biosphärenebene der Lebensorganisation ist ein System der höchsten Ordnung des Lebens auf der Erde. Die Biosphäre umfasst alle Erscheinungsformen des Lebens auf dem Planeten. Auf dieser Ebene findet ein globaler Stoffkreislauf und ein Energiefluss (über alle Biogeozänosen) statt.