Livelli di organizzazione della natura vivente: una breve descrizione. Livelli di organizzazione della vita Il livello più basso di organizzazione della natura vivente
La natura gerarchica dell'organizzazione della materia vivente ci consente di suddividerla condizionatamente in una serie di livelli. Livello di organizzazione della materia vivente- questo è il posto funzionale di una struttura biologica di un certo grado di complessità nella gerarchia generale degli esseri viventi.
Si distinguono i seguenti livelli di organizzazione della materia vivente.
- Livello molecolare (genetico molecolare).. A questo livello, la materia vivente è organizzata in complessi ad alto peso molecolare composti organici, come proteine, acidi nucleici, ecc.
- Livello subcellulare (supramolecolare).. A questo livello la materia vivente è organizzata organoidi: cromosomi, membrana cellulare, reticolo endoplasmatico, mitocondri, apparato di Golgi, lisosomi, ribosomi e altre strutture subcellulari.
- Livello cellulare. A questo livello la materia vivente è rappresentata dalle cellule. Cellula- un'unità strutturale e funzionale elementare degli esseri viventi.
- Livello organo-tessuto. A questo livello la materia vivente è organizzata in tessuti e organi. Tessile- un insieme di cellule simili per struttura e funzione, nonché sostanze intercellulari ad esse associate. Organo- una parte di un organismo multicellulare che svolge una o più funzioni specifiche.
- Livello organismico (ontogenetico).. A questo livello, la materia vivente è rappresentata dagli organismi. Organismo(individuo, individuo) è un'unità indivisibile della vita, il suo vero portatore, caratterizzato da tutte le sue caratteristiche.
- Livello di popolazione-specie. A questo livello la materia vivente è organizzata in una popolazione. Popolazione- un insieme di individui della stessa specie, che formano un sistema genetico separato che esiste da molto tempo in una certa parte dell'areale, relativamente separatamente dalle altre popolazioni della stessa specie. Visualizzazione- un insieme di individui (popolazioni di individui) capaci di incrociarsi per formare una prole fertile e occupare una determinata area (area) in natura.
- Livello biocenotico. A questo livello la materia vivente forma le biocenosi. Biocenosi- un insieme di popolazioni di specie diverse che vivono in un determinato territorio.
- Livello biogeocenotico. A questo livello, la materia vivente forma le biogeocenosi. Biogeocenosi- un insieme di biocenosi e fattori abiotici dell'habitat (clima, suolo).
- Livello della biosfera. A questo livello, la materia vivente forma la biosfera. La biosfera è il guscio della Terra trasformato dall'attività degli organismi viventi.
Va notato che i livelli di organizzazione della materia vivente biogeocenotica e biosfera non sono sempre distinti, poiché sono rappresentati da sistemi bioinerti, comprendenti non solo la materia vivente, ma anche quella non vivente. Inoltre, i livelli subcellulare e tissutale spesso non vengono distinti, includendoli rispettivamente nei livelli cellulare e organismico.
La natura gerarchica dell'organizzazione della materia vivente ci consente di suddividerla condizionatamente in una serie di livelli. Livello di organizzazione della materia vivente – questo è il posto funzionale di una struttura biologica di un certo grado di complessità nella gerarchia generale degli esseri viventi. Si distinguono i seguenti livelli di organizzazione della materia vivente: molecolare, subcellulare, cellulare, organo-tessuto, organismico, popolazione-specie, biocenotico, biogeocenotico, biosfera.
1.Molecolare (genetica molecolare). A questo livello, la materia vivente è organizzata in composti organici complessi ad alto peso molecolare, come proteine, acidi nucleici, ecc.
2.Subcellulare (supramolecolare). A questo livello, la materia vivente è organizzata in organelli: cromosomi, membrana cellulare, reticolo endoplasmatico, mitocondri, complesso di Golgi, lisosomi, ribosomi e altre strutture subcellulari.
3.Cellulare. A questo livello la materia vivente è rappresentata dalle cellule. La cellula è l’unità strutturale e funzionale elementare degli esseri viventi.
4.Tessuto d'organo. A questo livello la materia vivente è organizzata in tessuti e organi. Il tessuto è un insieme di cellule simili per struttura e funzione, nonché di sostanze intercellulari ad esse associate. Un organo è una parte di un organismo multicellulare che svolge una o più funzioni specifiche.
5.Organistico (ontogenetico). A questo livello, la materia vivente è rappresentata dagli organismi. Un organismo (individuo, individuo) è un'unità indivisibile della vita, il suo vero portatore, caratterizzato da tutte le sue caratteristiche.
6.Specie-popolazione. A questo livello la materia vivente è organizzata in una popolazione. La popolazione è una raccolta di individui della stessa specie, che formano un sistema genetico separato che esiste da molto tempo in una certa parte dell'areale, relativamente separatamente dalle altre popolazioni della stessa specie. La specie è un insieme di individui (popolazioni di individui) capaci di incrociarsi per formare una prole fertile e occupare una determinata area (area) in natura.
7.Biocenotico. A questo livello la materia vivente forma le biocenosi. La biocenosi è un insieme di popolazioni di specie diverse che vivono in un determinato territorio.
8.Biogeocenotico. A questo livello, la materia vivente forma le biogeocenosi. La biogeocenosi è una combinazione di biocenosi e fattori ambientali abiotici (clima, suolo).
9.Biosfera. A questo livello, la materia vivente forma la biosfera. La biosfera è il guscio della Terra trasformato dall'attività degli organismi viventi.
Va notato che i livelli di organizzazione della materia vivente biogeocenotica e biosfera non sono sempre distinti, poiché sono rappresentati da sistemi bioinerti, comprendenti non solo la materia vivente, ma anche la materia non vivente. Inoltre, i livelli subcellulare e tissutale spesso non vengono distinti, includendoli rispettivamente nei livelli cellulare e organismico.
È impossibile prevedere le proprietà di ciascun livello successivo in base alle proprietà dei livelli precedenti, così come è impossibile prevedere le proprietà dell'acqua in base alle proprietà dell'ossigeno e dell'idrogeno. Questo fenomeno si chiama emergenza , cioè la presenza di proprietà speciali, qualitativamente nuove nel sistema che non sono inerenti alla somma delle proprietà dei suoi singoli elementi. D'altro canto, la conoscenza delle caratteristiche dei singoli componenti del sistema ne facilita notevolmente lo studio. Pertanto, nella scienza in generale, e nell'ecologia in particolare, è consigliabile combinare in modo ottimale due approcci alla comprensione del mondo circostante: analisi e sintesi. Analisi - smembramento di un oggetto nei suoi singoli elementi costitutivi e loro successivo studio. Sintesi – studio dell'oggetto nel suo complesso.
1) Il fondatore dell'ecologia è considerato un biologo tedesco E. Haeckel(1834-1919), che usò per primo il termine nel 1866 "ecologia". Scriveva: “Per ecologia intendiamo la scienza generale del rapporto tra un organismo e l'ambiente, che comprende tutte le “condizioni di esistenza” nel senso ampio del termine. Sono in parte di natura organica e in parte inorganica.
Questa scienza era originariamente la biologia, che studia le popolazioni di animali e piante nel loro ambiente.
Ecologia studia i sistemi ad un livello superiore al singolo organismo. Gli oggetti principali del suo studio sono:
popolazione - un gruppo di organismi appartenenti alla stessa specie o a specie simili e che occupano un determinato territorio;
ecosistema, comprendente la comunità biotica (l'insieme delle popolazioni presenti nel territorio considerato) e l'habitat;
biosfera- area di distribuzione della vita sulla Terra.
L'interazione dell'uomo con la natura ha le sue specificità. L'uomo è dotato di ragione e questo gli dà l'opportunità di realizzare il suo posto nella natura e il suo scopo sulla Terra. Dall'inizio dello sviluppo della civiltà, l'uomo ha pensato al suo ruolo nella natura. Essendo, ovviamente, parte della natura, l’uomo ha creato un habitat speciale, che è chiamato civilizzazione umana. Man mano che si sviluppava, entrava sempre più in conflitto con la natura. Ora l’umanità è già arrivata alla consapevolezza che un ulteriore sfruttamento della natura potrebbe minacciare la sua stessa esistenza. Scopi e obiettivi dell'ecologia moderna
Uno degli obiettivi principali dell'ecologia moderna come scienza è studiare le leggi fondamentali e sviluppare la teoria dell'interazione razionale nel sistema “uomo - società - natura”, considerando la società umana come parte integrante della biosfera.
L'obiettivo principale dell'ecologia moderna in questa fase di sviluppo della società umana - condurre l'Umanità fuori dalla crisi ambientale globale sulla via dello sviluppo sostenibile, in cui la soddisfazione dei bisogni vitali della generazione attuale sarà raggiunta senza privare le generazioni future di tale opportunità.
Per raggiungere questi obiettivi, la scienza ambientale dovrà risolvere una serie di problemi diversi e complessi, tra cui:
sviluppare teorie e metodi per valutare la sostenibilità dei sistemi ecologici a tutti i livelli;
esplorare i meccanismi di regolazione del numero delle popolazioni e della diversità biotica, il ruolo del biota (flora e fauna) come regolatore della stabilità della biosfera;
studiare e creare previsioni sui cambiamenti nella biosfera sotto l'influenza di fattori naturali e antropogenici;
valutare lo stato e la dinamica delle risorse naturali e le conseguenze ambientali del loro consumo;
sviluppare metodi per la gestione della qualità ambientale;
formare una comprensione dei problemi della biosfera e della cultura ecologica della società.
Intorno a noi ambiente di vita non è una combinazione disordinata e casuale di esseri viventi. È un sistema stabile e organizzato che si è sviluppato nel processo di evoluzione del mondo organico. È possibile modellare qualsiasi sistema, ad es. è possibile prevedere come un particolare sistema reagirà alle influenze esterne.L'approccio sistemico è la base per lo studio dei problemi ambientali. Il posto dell’ecologia nel sistema delle scienze naturali. L'ecologia moderna appartiene al tipo di scienze nate all'intersezione di molte direzioni scientifiche. Riflette sia la natura globale delle sfide moderne che l’umanità deve affrontare sia le varie forme di integrazione dei metodi direzionali e della ricerca scientifica. La trasformazione dell'ecologia da una disciplina puramente biologica in una branca della conoscenza, che comprendeva anche le scienze sociali e tecniche, in un campo di attività basato sulla risoluzione di una serie di complesse questioni politiche, ideologiche, economiche, etiche e di altro tipo, le ha dato un un posto significativo nella vita moderna, rendendolo una sorta di nodo che riunisce vari ambiti della scienza e della pratica umana. L'ecologia, secondo me, sta diventando sempre più una delle scienze umane e interessa molte aree scientifiche. E sebbene questo processo sia ancora molto lontano dal completamento, le sue tendenze principali sono già abbastanza chiaramente visibili ai nostri tempi.
2) Oggetto, compiti e metodi dell'ecologia Ecologia(dal greco oikos - abitazione, residenza, logos - scienza) - scienza biologica sulle relazioni tra gli organismi viventi e il loro ambiente.
Oggetti ecologici sono prevalentemente sistemi al di sopra del livello degli organismi, cioè lo studio dell'organizzazione e del funzionamento dei sistemi sopraorganismi: popolazioni, biocenosi (comunità), biogeocenosi (ecosistemi) e la biosfera nel suo insieme. In altre parole, l'oggetto principale di studio in ecologia sono gli ecosistemi, cioè complessi naturali unificati formati da organismi viventi e dal loro habitat.
Compiti ecologici variano a seconda del livello di organizzazione della materia vivente studiata. Ecologia della popolazione esplora i modelli di dinamica e struttura della popolazione, nonché i processi di interazione (competizione, predazione) tra popolazioni di specie diverse. Ai compiti ecologia comunitaria (biocenologia) comprende lo studio dei modelli di organizzazione delle varie comunità, o biocenosi, della loro struttura e funzionamento (la circolazione delle sostanze e la trasformazione dell'energia nelle catene alimentari).
Il principale compito teorico e pratico dell'ecologia è rivelare i modelli generali dell'organizzazione della vita e, su questa base, sviluppare principi per l'uso razionale delle risorse naturali nelle condizioni di crescente influenza dell'uomo sulla biosfera.
La gamma dei problemi ambientali comprende anche questioni di educazione e illuminazione ambientale, questioni morali, etiche, filosofiche e persino legali. Di conseguenza, l’ecologia diventa non solo una scienza biologica, ma anche sociale. Metodi ecologici sono divisi in campo(studio della vita degli organismi e delle loro comunità in condizioni naturali, ovvero osservazione a lungo termine della natura utilizzando varie attrezzature) e sperimentale(esperimenti in laboratori stazionari, dove è possibile non solo variare, ma anche controllare rigorosamente l'influenza di qualsiasi fattore sugli organismi viventi secondo un determinato programma). Allo stesso tempo, gli ecologisti operano non solo con metodi biologici, ma anche con moderni metodi fisici e chimici, utilizzando modellazione di fenomeni biologici, cioè la riproduzione negli ecosistemi artificiali di vari processi che si verificano nella natura vivente. Attraverso la modellizzazione è possibile studiare il comportamento di qualsiasi sistema al fine di valutare le possibili conseguenze dell'applicazione di varie strategie e metodi di gestione delle risorse, ad esempio per la previsione ambientale. 3) Nella storia dello sviluppo dell'ecologia come scienza si possono distinguere tre fasi principali. Primo stadio - l'origine e lo sviluppo dell'ecologia come scienza (fino agli anni '60), quando furono accumulati dati sul rapporto degli organismi viventi con il loro habitat, furono fatte le prime generalizzazioni scientifiche. Nello stesso periodo, il biologo francese Lamarck e il prete inglese Malthus misero per la prima volta in guardia l'umanità sulle possibili conseguenze negative dell'influenza umana sulla natura.
Seconda fase - formalizzazione dell'ecologia in una branca della conoscenza indipendente (dagli anni '60 agli anni '50). L'inizio della fase è stato segnato dalla pubblicazione di lavori di scienziati russi K.F. Roulier, N.A. Severtseva, V.V. Dokuchaev, che per primo sostenne una serie di principi e concetti di ecologia. Dopo le ricerche di Charles Darwin nel campo dell'evoluzione del mondo organico, lo zoologo tedesco E. Haeckel fu il primo a comprendere che quella che Darwin chiamava la “lotta per l'esistenza” rappresenta un campo autonomo della biologia, e la chiamò ecologia(1866).
L’ecologia ha finalmente preso forma come scienza indipendente all’inizio del XX secolo. Durante questo periodo, lo scienziato americano C. Adams creò il primo riassunto sull'ecologia e furono pubblicate altre importanti generalizzazioni. Il più grande scienziato russo del 20° secolo. IN E. Vernadsky crea un fondamentale dottrina della biosfera.
Negli anni '30 e '40, il botanico inglese A. Tansley (1935) propose per primo concetto di "ecosistema", e poco dopo V. Ya. Sukachev(1940) sostanziarono un concetto a lui vicino sulla biogeocenosi.
Terza fase(dagli anni '50 ad oggi) - la trasformazione dell'ecologia in una scienza complessa, comprese le scienze della protezione dell'ambiente umano. Contemporaneamente allo sviluppo dei fondamenti teorici dell'ecologia furono risolte anche le questioni applicative legate all'ecologia.
Nel nostro Paese, negli anni '60 e '80, quasi ogni anno il governo adottava risoluzioni per rafforzare la protezione della natura; Sono stati pubblicati codici su terra, acqua, foresta e altri. Tuttavia, come ha dimostrato la pratica del loro utilizzo, non hanno dato i risultati richiesti.
Oggi la Russia vive una crisi ambientale: circa il 15% del territorio è infatti zona di disastro ambientale; L’85% della popolazione respira aria inquinata significativamente al di sopra del MPC. Il numero delle malattie “causate dall’ambiente” è in crescita. C’è degrado e riduzione delle risorse naturali.
Una situazione simile si è sviluppata in altri paesi del mondo. La questione di cosa accadrà all’umanità in caso di degrado dei sistemi ecologici naturali e di perdita della capacità della biosfera di mantenere i cicli biochimici sta diventando una delle più urgenti.
4) 1. Livello molecolare di organizzazione della natura vivente
Composizione chimica delle cellule: sostanze organiche e inorganiche,
Metabolismo (metabolismo): processi di dissimilazione e assimilazione,
assorbimento e rilascio di energia.
Il livello molecolare influenza tutti i processi biochimici che si verificano all'interno di qualsiasi organismo vivente, da quello singolo a quello multicellulare.
Questo livelloÈ difficile definirlo “vivo”. Questo è piuttosto un livello "biochimico", quindi è la base per tutti gli altri livelli di organizzazione della natura vivente. Pertanto, è stato lui a costituire la base per la classificazione della natura vivente ai regni - Quale nutrienteè il principale nell'organismo: negli animali sono le proteine, nei funghi la chitina, nelle piante i carboidrati.
Scienze che studiano gli organismi viventi a questo livello:
2. Livello cellulare di organizzazione della natura vivente
Include il precedente - livello molecolare di organizzazione.
A questo livello appare già il termine “cella”. "il più piccolo sistema biologico indivisibile"
Metabolismo delle sostanze ed energia di una determinata cellula (diverso a seconda del regno a cui appartiene l'organismo);
Organelli cellulari;
Cicli vitali: origine, crescita e sviluppo e divisione cellulare
Studio delle scienze livello di organizzazione cellulare:
La genetica e l'embriologia studiano questo livello, ma questo non è l'oggetto principale di studio.
3. Livello di organizzazione del tessuto:
Include 2 livelli precedenti - molecolare E cellulare.
Questo livello può essere chiamato "multicellulare " - dopo tutto, il tessuto lo èraccolta di cellule con una struttura simile e svolgendo le stesse funzioni.
Scienza - Istologia
4. Livello di organizzazione della vita organo (enfasi sulla prima sillaba).
Negli organismi unicellulari gli organi sono organelli - Esistono organelli comuni, caratteristici di tutte le cellule eucariotiche o procariotiche, e ce ne sono di diversi.
Negli organismi multicellulari, le cellule con una struttura e funzioni comuni sono combinate nei tessuti e quelle, di conseguenza, in organi, che, a loro volta, sono integrati nei sistemi e devono interagire senza problemi tra loro.
Livelli di organizzazione dei tessuti e degli organi - scienze dello studio:
5. Livello organismico
Include tutti i livelli precedenti: molecolare, a livello cellulare, tissutale e di organo.
A questo livello, la Natura Vivente è divisa in regni: animali, piante e funghi.
Caratteristiche di questo livello:
Metabolismo (sia a livello corporeo che a livello cellulare)
Struttura (morfologia) dell'organismo
Nutrizione (metabolismo ed energia)
Omeostasi
Riproduzione
Interazione tra organismi (competizione, simbiosi, ecc.)
Interazione con l'ambiente
6. Livello di organizzazione della vita della popolazione-specie
Include molecolare, a livello cellulare, tissutale, di organo e di organismo.
Se più organismi sono morfologicamente simili (in altre parole, hanno la stessa struttura) e hanno lo stesso genotipo, allora formano un'unica specie o popolazione.
Principali processi a questo livello:
Interazione degli organismi tra loro (competizione o riproduzione)
microevoluzione (cambiamenti nell'organismo sotto l'influenza di condizioni esterne)
Scienze che studiano questo livello:
7. Livello biogeocenotico dell'organizzazione della vita
A questo livello, quasi tutto è già preso in considerazione:
Interazione alimentare tra organismi: catene e reti alimentari
Interazione inter e intraspecifica degli organismi: competizione e riproduzione
L'influenza dell'ambiente sugli organismi e, di conseguenza, l'influenza degli organismi sul loro habitat
La scienza che studia questo livello è Ecologia
Bene, l'ultimo livello è il più alto!
8. Livello di organizzazione della natura vivente nella biosfera
Include:
Interazione di componenti viventi e non viventi della natura
Biogeocenosi
Influenza umana – “fattori antropici”
Ciclo delle sostanze in natura
5) Un sistema ecologico, o ecosistema, è l'unità funzionale di base in ecologia, poiché comprende organismi e
ambiente inanimato - componenti che si influenzano reciprocamente le proprietà degli altri e le condizioni necessarie per mantenere la vita nella forma che esiste sulla Terra. Termine ecosistema fu proposto per la prima volta nel 1935 da un ecologista inglese A. Tansley.
Pertanto, per ecosistema si intende un insieme di organismi viventi (comunità) e dei loro habitat che, grazie al ciclo delle sostanze, formano un sistema di vita stabile.
Le comunità di organismi sono collegate all'ambiente inorganico dalle connessioni materiali ed energetiche più vicine. Le piante possono esistere solo grazie al costante apporto di anidride carbonica, acqua, ossigeno e sali minerali. Gli eterotrofi vivono di autotrofi, ma richiedono la fornitura di composti inorganici come ossigeno e acqua.
In un dato habitat, le riserve di composti inorganici necessari a sostenere la vita degli organismi che lo abitano non durerebbero a lungo se tali riserve non venissero rinnovate. Il ritorno dei nutrienti all'ambiente avviene sia durante la vita degli organismi (a seguito della respirazione, dell'escrezione, della defecazione) sia dopo la loro morte, a seguito della decomposizione di cadaveri e detriti vegetali.
Di conseguenza, la comunità forma un certo sistema con l'ambiente inorganico in cui il flusso di atomi causato dall'attività vitale degli organismi tende a chiudersi in un ciclo.
Riso. 8.1. La struttura della biogeocenosi e lo schema di interazione tra i componenti
Il termine “biogeocenosi”, proposto nel 1940, è ampiamente utilizzato nella letteratura russa. B.NSukachev. Secondo la sua definizione, la biogeocenosi è “un insieme di fenomeni naturali omogenei (atmosfera, rocce, suolo e condizioni idrologiche) su una certa estensione della superficie terrestre, che presenta una specificità speciale delle interazioni di questi componenti che la compongono e una un certo tipo di scambio di materia ed energia tra loro e altri fenomeni naturali e che rappresentano un’unità dialettica internamente contraddittoria, in costante movimento e sviluppo”.
Nella biogeocenosi V.N. Sukachev ha identificato due blocchi: ecotop- una serie di condizioni dell'ambiente abiotico e biocenosi- la totalità di tutti gli organismi viventi (Fig. 8.1). Un ecotopo è spesso considerato come un ambiente abiotico non trasformato dalle piante (il complesso primario di fattori dell'ambiente fisico-geografico), e un biotopo è un insieme di elementi dell'ambiente abiotico modificati dalle attività di formazione dell'ambiente degli organismi viventi.
Si ritiene che il termine "biogeocenosi" rifletta in misura molto maggiore le caratteristiche strutturali del macrosistema in esame, mentre il concetto di "ecosistema" comprende, prima di tutto, la sua essenza funzionale. In realtà, non c'è differenza tra questi termini.
Va notato che la combinazione di uno specifico ambiente fisico-chimico (biotopo) con una comunità di organismi viventi (biocenosi) forma un ecosistema:
Ecosistema = Biotopo + Biocenosi.
Lo stato di equilibrio (stabile) dell'ecosistema è assicurato sulla base dei cicli delle sostanze (vedi paragrafo 1.5). Tutti i componenti degli ecosistemi partecipano direttamente a questi cicli.
Per mantenere la circolazione delle sostanze in un ecosistema, è necessario disporre di una riserva di sostanze inorganiche in forma digeribile e di tre gruppi ecologici di organismi funzionalmente diversi: produttori, consumatori e decompositori.
Produttori gli organismi autotrofi sono in grado di costruire i propri corpi utilizzando composti inorganici (Fig. 8.2).
Riso. 8.2. Produttori
Consumatori - organismi eterotrofi che consumano materia organica dai produttori o da altri consumatori e la trasformano in nuove forme.
Decompositori Vivono di materia organica morta, riconvertendola in composti inorganici. Questa classificazione è relativa, poiché sia i consumatori che i produttori stessi agiscono parzialmente come decompositori durante la vita, rilasciando nell'ambiente prodotti metabolici minerali.
In linea di principio, il ciclo degli atomi può essere mantenuto nel sistema senza un collegamento intermedio: i consumatori, grazie alle attività di altri due gruppi. Tuttavia, tali ecosistemi si presentano piuttosto come eccezioni, ad esempio in quelle aree in cui funzionano comunità formate solo da microrganismi. Il ruolo dei consumatori in natura è svolto principalmente dagli animali; le loro attività nel mantenere e accelerare la migrazione ciclica degli atomi negli ecosistemi sono complesse e diversificate.
La scala degli ecosistemi in natura varia notevolmente. Anche il grado di chiusura dei cicli della materia in essi mantenuti è diverso, ad es. coinvolgimento ripetuto degli stessi elementi in cicli. Come ecosistemi separati possiamo considerare, ad esempio, un cuscino di licheni su un tronco d'albero, un ceppo in decomposizione con la sua popolazione, un piccolo specchio d'acqua temporaneo, un prato, una foresta, una steppa, un deserto, l'intero oceano, e, infine, l'intera superficie della Terra occupata dalla vita.
In alcuni tipi di ecosistemi, il trasferimento di materia al di fuori dei propri confini è così grande che la loro stabilità è mantenuta principalmente dall'afflusso della stessa quantità di materia dall'esterno, mentre il ciclo interno è inefficace. Questi includono bacini artificiali, fiumi, ruscelli e aree su ripidi pendii montuosi. Altri ecosistemi hanno un ciclo di sostanze molto più completo e sono relativamente autonomi (foreste, prati, laghi, ecc.).
Un ecosistema è praticamente un sistema chiuso. Questa è la differenza fondamentale tra ecosistemi e comunità e popolazioni, che sono sistemi aperti che scambiano energia, materia e informazioni con il loro ambiente.
Tuttavia, nessun ecosistema sulla Terra ha una circolazione completamente chiusa, poiché si verifica ancora uno scambio minimo di massa con l'ambiente.
Un ecosistema è un insieme di consumatori di energia interconnessi che svolgono un lavoro per mantenere il proprio stato di non equilibrio rispetto al proprio habitat attraverso l’uso del flusso di energia solare.
In accordo con la gerarchia delle comunità, la vita sulla Terra si manifesta anche nella gerarchia dei corrispondenti ecosistemi. L'organizzazione ecosistemica della vita è una delle condizioni necessarie per la sua esistenza. Come già notato, le riserve di elementi biogenici necessari per la vita degli organismi sulla Terra in generale e in ogni specifica area della sua superficie non sono illimitate. Solo un sistema di cicli potrebbe conferire a queste riserve la proprietà dell'infinito, necessaria per la continuazione della vita.
Solo gruppi di organismi funzionalmente diversi possono mantenere e portare a termine il ciclo. La diversità funzionale ed ecologica degli esseri viventi e l'organizzazione in cicli del flusso delle sostanze estratte dall'ambiente è la proprietà più antica della vita.
Da questo punto di vista, l'esistenza sostenibile di molte specie in un ecosistema è raggiunta grazie ai disturbi dell'habitat naturale che si verificano costantemente in esso, consentendo alle nuove generazioni di occupare lo spazio appena liberato.
Ecosistema (sistema ecologico)- l'unità funzionale di base dell'ecologia, che rappresenta l'unità degli organismi viventi e il loro habitat, organizzato dai flussi di energia e dal ciclo biologico delle sostanze. Questa è la comunità fondamentale degli esseri viventi e il loro habitat, qualsiasi insieme di organismi viventi che vivono insieme e le condizioni della loro esistenza (Fig. 8).
Riso. 8. Vari ecosistemi: a - stagno nella zona centrale (1 - fitoplancton; 2 - zooplancton; 3 - coleotteri nuotatori (larve e adulti); 4 - giovani carpe; 5 - lucci; 6 - larve coronomidi (zanzare jerk); 7 - batteri; 8 - insetti della vegetazione costiera; b - prati (I - sostanze abiotiche, cioè i principali componenti inorganici e organici); II - produttori (vegetazione); III - macroconsumatori (animali): A - erbivori (puledre, topi di campagna , ecc.); B - consumatori indiretti o detriti, ovvero saprobi (invertebrati del suolo); C - predatori “di montagna” (falchi); IV - decompositori (batteri e funghi putrefattivi)
Dal punto di vista funzionale è opportuno analizzare l’ecosistema nelle seguenti direzioni:
1) flussi di energia;
2) catene alimentari;
3) struttura della diversità spaziotemporale;
4) cicli biogeochimici;
5) sviluppo ed evoluzione;
6) controllo (cibernetica);
Gli ecosistemi possono anche essere classificati in:
· Struttura;
· Produttività;
· Stabilità;
Tipi di ecosistemi (secondo Komov):
· Accumulativo (torbiere alte);
· Transito (potente rimozione di sostanza);
Tutti gli esseri viventi sul pianeta sono divisi in vari gruppi e sistemi. La biologia lo insegna agli studenti anche nelle classi elementari delle scuole superiori. Ora vorrei studiare in modo molto dettagliato i livelli di organizzazione della natura vivente, presentando infine tutte le conoscenze acquisite in una tabella breve e di facile comprensione.
Un po' di livelli
In generale, la scienza ha 8 livelli di questo tipo. Ma in base a quale principio avviene la divisione? Qui tutto è semplice: ogni livello successivo contiene tutti i precedenti. Cioè è più grande e più significativo, più voluminoso e completo.
Livello uno: molecolare
Questo livello è studiato in dettaglio dalla biologia molecolare. Di cosa stiamo parlando qui? Qual è la struttura delle proteine, quali funzioni svolgono, quali sono gli acidi nucleici e il loro lavoro nella genetica, nella sintesi proteica, nell'RNA e nel DNA: tutti questi processi sono caricati a livello molecolare. È qui che iniziano i processi vitali più importanti di tutti gli organismi: metabolismo, produzione dell'energia necessaria per l'esistenza, ecc. Gli scienziati affermano che questo livello difficilmente può essere definito vivente, è piuttosto considerato chimico.
Livello due: cellulare
Cosa c'è di interessante nel livello di organizzazione cellulare della natura vivente? Segue l'approccio molecolare e, come suggerisce il nome, si occupa delle cellule. La biologia di queste particelle è studiata da una scienza chiamata citologia. La cellula stessa è la più piccola particella indivisibile del corpo umano. Qui vengono considerati tutti i processi direttamente correlati alla vita della cellula.
Livello tre: tessuto
Gli esperti chiamano questo livello anche multicellulare. E questo non sorprende. Dopotutto, in sostanza, il tessuto è un insieme di cellule che hanno quasi la stessa struttura e funzioni simili. Se parliamo di quelle scienze che studiano questo livello, allora stiamo parlando della stessa istologia, così come dell'istochimica.
Livello quattro: organo
Considerando i livelli di organizzazione della natura vivente, è necessario parlare anche del sistema di organi. Cosa lo rende speciale? Pertanto, i tessuti formano organi negli organismi multicellulari e organelli negli organismi unicellulari. Le scienze che si occupano di queste problematiche sono l'anatomia, l'embriologia, la fisiologia, la botanica e la zoologia.
Va anche notato che quando studiano i livelli di organizzazione della natura vivente, gli specialisti a volte combinano tessuti e organismi in un capitolo. Dopotutto, sono strettamente legati tra loro. In questo caso parliamo del livello organo-tessuto.
Quinto livello: organismico
Il livello successivo è chiamato “organismico” nella scienza. In cosa è diverso dai precedenti? Oltre al fatto che include i precedenti livelli di organizzazione della natura vivente, c'è anche una divisione in regni: animali, piante e funghi. È coinvolto nei seguenti processi:
- Nutrizione.
- Riproduzione.
- Metabolismo (così come a livello cellulare).
- Interazione non solo tra organismi, ma anche con l'ambiente.
In effetti, ci sono ancora molte funzioni. Questa sezione è trattata da scienze come la genetica, la fisiologia, l'anatomia e la morfologia.
Sesto livello – popolazione-specie
Anche qui tutto è semplice. Se alcuni organismi sono morfologicamente simili, cioè hanno una struttura approssimativamente identica e hanno un genotipo simile, gli scienziati li combinano in un'unica specie o popolazione. I principali processi che si verificano qui sono la macroevoluzione (cioè i cambiamenti nell'organismo sotto l'influenza dell'ambiente), nonché l'interazione tra loro (questa può essere una lotta per la sopravvivenza o la riproduzione). L'ecologia e la genetica studiano questi processi.
Settimo livello: biogeocenotico
Il nome è difficile da pronunciare, ma abbastanza semplice. Deriva dalla parola biogeocenosi. Qui stiamo già considerando molteplici processi in cui avviene l'interazione degli organismi. Stiamo anche parlando di catene alimentari, competizione e riproduzione, influenza reciproca degli organismi e dell'ambiente. Questi problemi sono affrontati dalla scienza dell'ecologia.
L'ultimo, ottavo livello è la biosfera
Qui la biologia è chiamata a risolvere tutti i problemi globali. Dopotutto, in sostanza, la biosfera è un enorme ecosistema dove avviene la circolazione di elementi e sostanze chimiche, processi di conversione dell'energia per garantire la vita di tutta la vita sulla terra.
Conclusioni semplici
Avendo considerato tutti i livelli dell'organizzazione strutturale della natura vivente e, come è diventato chiaro, ce ne sono 8, si può immaginare un'immagine di tutta la vita sulla terra. Dopotutto, solo strutturando le tue conoscenze puoi comprendere a fondo l'essenza di quanto sopra descritto.
Organistico | O un individuo o un organismo | Avvengono processi di differenziazione |
Specie-popolazione | Popolazione | In questa popolazione si verificano processi di cambiamento del genotipo |
Biogeocenotico-biosfera | Biogeocenosi | C'è un ciclo di sostanze |
Genetica molecolare | Attività: trasferimento dell'informazione genetica all'interno delle cellule |
Qual è il modo più semplice per immaginare i livelli di organizzazione della natura vivente? Il tavolo è ciò che illustra perfettamente qualsiasi materiale. Ma per facilitare la comprensione, gli scienziati spesso inseriscono nella tabella solo i 4 livelli combinati presentati sopra.
Ci sono otto livelli nell'organizzazione della fauna selvatica. Ciascuno successivo include necessariamente il precedente. Ogni livello ha la propria struttura e proprietà.
