Úrovne organizácie živej prírody: stručný popis. Úrovne organizácie života Najnižšia úroveň organizácie živej prírody
Hierarchická povaha organizácie živej hmoty nám umožňuje podmienečne ju rozdeliť do niekoľkých úrovní. Úroveň organizácie živej hmoty- toto je funkčné miesto biologickej štruktúry určitého stupňa zložitosti vo všeobecnej hierarchii živých vecí.
Rozlišujú sa nasledujúce úrovne organizácie živej hmoty.
- Molekulárna (molekulárne genetická) úroveň. Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do komplexných vysokomolekulárnych Organické zlúčeniny ako sú proteíny, nukleové kyseliny atď.
- Subcelulárna (supramolekulárna) úroveň. Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do organoidy: chromozómy, bunková membrána, endoplazmatické retikulum, mitochondrie, Golgiho aparát, lyzozómy, ribozómy a iné subcelulárne štruktúry.
- Bunková úroveň. Na tejto úrovni je živá hmota reprezentovaná bunkami. Bunka- základná stavebná a funkčná jednotka živých vecí.
- Úroveň orgánov a tkanív. Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do tkanív a orgánov. Textilné- súbor buniek podobných štruktúrou a funkciou, ako aj medzibunkové látky s nimi spojené. Organ- časť mnohobunkového organizmu, ktorá plní určitú funkciu alebo funkcie.
- Organizačná (ontogenetická) úroveň. Na tejto úrovni je živá hmota reprezentovaná organizmami. Organizmus(jedinec, jednotlivec) je nedeliteľnou jednotkou života, jeho skutočným nositeľom, charakterizovaným všetkými jeho vlastnosťami.
- Populačno-druhová úroveň. Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do populácie. Populácia- súbor jedincov toho istého druhu, tvoriaci samostatný genetický systém, ktorý existuje dlhodobo v určitej časti areálu, relatívne oddelene od ostatných populácií toho istého druhu. vyhliadka- súbor jedincov (populácií jedincov) schopných vzájomného kríženia vytvárať plodné potomstvo a zaberať v prírode určité územie (plochu).
- Biocenotická úroveň. Na tejto úrovni živá hmota tvorí biocenózy. Biocenóza- súbor populácií rôznych druhov žijúcich na určitom území.
- Biogeocenotická úroveň. Na tejto úrovni živá hmota tvorí biogeocenózy. Biogeocenóza- súbor biocenóz a abiotických faktorov biotopu (klíma, pôda).
- Úroveň biosféry. Na tejto úrovni živá hmota tvorí biosféru. Biosféra je obal Zeme pretvorený činnosťou živých organizmov.
Treba poznamenať, že biogeocenotické a biosférické úrovne organizácie živej hmoty nie sú vždy rozlíšené, pretože sú reprezentované bioinertnými systémami, vrátane nielen živej, ale aj neživej hmoty. Tiež sa často nerozlišuje subcelulárna a orgánovo-tkanivová úroveň, vrátane bunkovej a organizmovej úrovne.
Hierarchická povaha organizácie živej hmoty nám umožňuje podmienečne ju rozdeliť do niekoľkých úrovní. Úroveň organizácie živej hmoty – toto je funkčné miesto biologickej štruktúry určitého stupňa zložitosti vo všeobecnej hierarchii živých vecí. Rozlišujú sa tieto úrovne organizácie živej hmoty: molekulárna, subcelulárna, bunková, orgánovo-tkanivová, organizmová, populačno-druhová, biocenotická, biogeocenotická, biosféra.
1.Molekulárne (molekulárne genetické). Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do komplexných vysokomolekulárnych organických zlúčenín, ako sú proteíny, nukleové kyseliny atď.
2.Subcelulárne (supramolekulárne). Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do organel: chromozómy, bunková membrána, endoplazmatické retikulum, mitochondrie, Golgiho komplex, lyzozómy, ribozómy a iné subcelulárne štruktúry.
3.Bunkový. Na tejto úrovni je živá hmota reprezentovaná bunkami. Bunka je základná stavebná a funkčná jednotka živých vecí.
4.Orgán-tkanivo. Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do tkanív a orgánov. Tkanivo je súbor buniek podobných štruktúrou a funkciou, ako aj medzibunkové látky s nimi spojené. Orgán je časť mnohobunkového organizmu, ktorá vykonáva určitú funkciu alebo funkcie.
5.Organizmus (ontogenetický). Na tejto úrovni je živá hmota reprezentovaná organizmami. Organizmus (jednotlivec, jednotlivec) je nedeliteľnou jednotkou života, jeho skutočným nositeľom, charakterizovaným všetkými jeho vlastnosťami.
6.Populácia-druh. Na tejto úrovni je živá hmota organizovaná do populácie. Populácia je súbor jedincov toho istého druhu, tvoriaci samostatný genetický systém, ktorý existuje dlhý čas v určitej časti areálu, relatívne oddelene od ostatných populácií toho istého druhu. Druh je súbor jedincov (populácií jedincov) schopných vzájomného kríženia vytvárať plodné potomstvo a zaberať v prírode určitú oblasť (územie).
7.Biocenotické. Na tejto úrovni živá hmota tvorí biocenózy. Biocenóza je súbor populácií rôznych druhov žijúcich na určitom území.
8.Biogeocenotické. Na tejto úrovni živá hmota tvorí biogeocenózy. Biogeocenóza je kombináciou biocenózy a abiotických faktorov prostredia (klíma, pôda).
9.Biosféra. Na tejto úrovni živá hmota tvorí biosféru. Biosféra je obal Zeme pretvorený činnosťou živých organizmov.
Treba poznamenať, že biogeocenotické a biosférické úrovne organizácie živej hmoty nie sú vždy rozlíšené, pretože sú reprezentované bioinertnými systémami, vrátane nielen živej hmoty, ale aj neživej hmoty. Tiež sa často nerozlišuje subcelulárna a orgánovo-tkanivová úroveň, vrátane bunkovej a organizmovej úrovne.
Nie je možné predpovedať vlastnosti každej ďalšej úrovne na základe vlastností predchádzajúcich úrovní, rovnako ako nie je možné predpovedať vlastnosti vody na základe vlastností kyslíka a vodíka. Tento jav sa nazýva vznik , teda prítomnosť špeciálnych, kvalitatívne nových vlastností v systéme, ktoré nie sú vlastné súčtu vlastností jeho jednotlivých prvkov. Na druhej strane znalosť vlastností jednotlivých komponentov systému značne uľahčuje jeho štúdium. Vo vede všeobecne a v ekológii zvlášť je teda vhodné optimálne kombinovať dva prístupy k pochopeniu okolitého sveta – analýzu a syntézu. analýza - rozčlenenie objektu na jeho jednotlivé základné prvky a ich následné štúdium. Syntéza –štúdium objektu ako celku.
1) Za zakladateľa ekológie sa považuje nemecký biológ E. Haeckel(1834-1919), ktorý tento výraz prvýkrát použil v roku 1866 „ekológia“. Napísal: „Pod pojmom ekológia rozumieme všeobecnú vedu o vzťahu medzi organizmom a prostredím, ktorá zahŕňa všetky „podmienky existencie“ v širšom zmysle slova. Majú čiastočne organickú a čiastočne anorganickú povahu.“
Táto veda bola pôvodne biológia, ktorá študuje populácie zvierat a rastlín v ich prostredí.
Ekológiaštuduje systémy na úrovni nad individuálnym organizmom. Hlavnými predmetmi jeho štúdia sú:
populácia - skupina organizmov patriacich k rovnakému alebo podobnému druhu a zaberajúca určité územie;
ekosystému vrátane biotického spoločenstva (celkového počtu populácií na posudzovanom území) a biotopu;
biosféra- oblasť distribúcie života na Zemi.
Interakcia človeka s prírodou má svoje špecifiká. Človek je obdarený rozumom a to mu dáva možnosť uvedomiť si svoje miesto v prírode a účel na Zemi. Od počiatku rozvoja civilizácie človek premýšľal o svojej úlohe v prírode. Byť, samozrejme, súčasťou prírody, človek vytvoril zvláštny biotop, ktorá sa volá ľudská civilizácia. Ako sa vyvíjal, stále viac sa dostával do konfliktu s prírodou. Teraz už ľudstvo prišlo na to, že ďalšie vykorisťovanie prírody môže ohroziť jeho vlastnú existenciu. Ciele a zámery modernej ekológie
Jedným z hlavných cieľov modernej ekológie ako vedy je študovať základné zákony a rozvíjať teóriu racionálnej interakcie v systéme „človek – spoločnosť – príroda“, pričom ľudskú spoločnosť považujeme za integrálnu súčasť biosféry.
Hlavným cieľom modernej ekológie na tomto stupni rozvoja ľudskej spoločnosti - vyviesť ľudstvo z globálnej environmentálnej krízy na cestu trvalo udržateľného rozvoja, v ktorej sa dosiahne uspokojenie životných potrieb súčasnej generácie bez toho, aby o takúto príležitosť boli zbavené budúce generácie.
Na dosiahnutie týchto cieľov bude musieť environmentálna veda vyriešiť množstvo rôznorodých a zložitých problémov vrátane:
rozvíjať teórie a metódy na hodnotenie udržateľnosti ekologických systémov na všetkých úrovniach;
skúmať mechanizmy regulácie počtu obyvateľov a biotickej diverzity, úlohu bioty (flóry a fauny) ako regulátora stability biosféry;
študovať a vytvárať prognózy zmien v biosfére pod vplyvom prírodných a antropogénnych faktorov;
posúdiť stav a dynamiku prírodných zdrojov a environmentálne dôsledky ich spotreby;
rozvíjať metódy riadenia kvality životného prostredia;
formovať chápanie problémov biosféry a ekologickej kultúry spoločnosti.
Obklopuje nás životné prostredie nie je neusporiadaná a náhodná kombinácia živých bytostí. Je to stabilný a organizovaný systém, ktorý sa vyvinul v procese evolúcie organického sveta. Modelovať sa dajú ľubovoľné systémy, t.j. je možné predpovedať, ako bude konkrétny systém reagovať na vonkajšie vplyvy Systémový prístup je základom pre štúdium environmentálnych problémov. Miesto ekológie v systéme prírodných vied. Moderná ekológia patrí k typu vied, ktoré vznikli na priesečníku mnohých vedeckých smerov. Odráža tak globálnu povahu moderných výziev, ktorým ľudstvo čelí, ako aj rôzne formy integrácie smerových metód a vedeckého výskumu. Transformácia ekológie z čisto biologickej disciplíny na oblasť poznania, ktorá zahŕňala aj spoločenské a technické vedy, na oblasť činnosti založenú na riešení množstva zložitých politických, ideologických, ekonomických, etických a iných otázok jej dala významné miesto v modernom živote, čím sa stáva akýmsi uzlom, ktorý spája rôzne oblasti vedy a ľudskej praxe. Ekológia sa podľa mňa čoraz viac stáva jednou z vied o človeku a je predmetom záujmu mnohých vedných oblastí. A hoci je tento proces ešte veľmi ďaleko od dokončenia, jeho hlavné trendy sú v našej dobe už celkom jasne viditeľné.
2) Predmet, úlohy a metódy ekológie Ekológia(grécky oikos - obydlie, bydlisko, logos - veda) - biologická veda o vzťahoch medzi živými organizmami a ich prostredím.
Ekologické objekty sú prevažne systémy nad úrovňou organizmov, t. j. štúdium organizácie a fungovania nadorganizmových systémov: populácií, biocenóz (spoločenstiev), biogeocenóz (ekosystémov) a biosféry ako celku. Inými slovami, hlavným predmetom štúdia v ekológii sú ekosystémy, t. j. jednotné prírodné komplexy tvorené živými organizmami a ich biotopmi.
Ekologické úlohy sa líšia v závislosti od úrovne organizácie skúmanej živej hmoty. Populačná ekológia skúma vzorce dynamiky a štruktúry populácie, ako aj procesy interakcie (súťaženie, predácia) medzi populáciami rôznych druhov. K úlohám komunitná ekológia (biocenológia) zahŕňa štúdium zákonitostí organizácie rôznych spoločenstiev, prípadne biocenóz, ich štruktúry a fungovania (obeh látok a premena energie v potravinových reťazcoch).
Hlavnou teoretickou a praktickou úlohou ekológie je odhaľovať všeobecné zákonitosti organizácie života a na tomto základe rozvíjať princípy racionálneho využívania prírodných zdrojov v podmienkach stále sa zvyšujúceho vplyvu človeka na biosféru.
Do okruhu environmentálnych problémov patria aj otázky environmentálnej výchovy a osvety, morálne, etické, filozofické a dokonca aj právne otázky. V dôsledku toho sa ekológia stáva nielen biologickou vedou, ale aj spoločenskou. Ekologické metódy sa delia na lúka(štúdium života organizmov a ich spoločenstiev v prírodných podmienkach, t.j. dlhodobé pozorovanie v prírode pomocou rôznych zariadení) a experimentálne(experimenty v stacionárnych laboratóriách, kde je možné nielen variovať, ale aj prísne kontrolovať vplyv akýchkoľvek faktorov na živé organizmy podľa daného programu). Zároveň ekológovia operujú nielen biologickými, ale aj modernými fyzikálnymi a chemickými metódami modelovanie biologických javov, t.j. rozmnožovanie v umelých ekosystémoch rôznych procesov prebiehajúcich v živej prírode. Prostredníctvom modelovania je možné študovať správanie akéhokoľvek systému s cieľom posúdiť možné dôsledky aplikácie rôznych stratégií a metód manažmentu zdrojov, t. j. pre environmentálne prognózy. 3) V histórii vývoja ekológie ako vedy možno rozlíšiť tri hlavné etapy. Prvé štádium - vznik a rozvoj ekológie ako vedy (do 60. rokov 20. storočia), keď sa hromadili údaje o vzťahu živých organizmov k ich biotopu, došlo k prvým vedeckým zovšeobecneniam. V tom istom období francúzsky biológ Lamarck a anglický kňaz Malthus po prvý raz varovali ľudstvo pred možnými negatívnymi dôsledkami ľudského vplyvu na prírodu.
Druhá fáza - formalizácia ekológie do samostatného odvetvia poznania (po 60. až 50. rokoch 20. storočia). Začiatok etapy bol poznačený publikovaním prác ruských vedcov K.F. Roulier, N.A. Severtseva, V.V. Dokuchaev, ktorý ako prvý zdôvodnil množstvo princípov a konceptov ekológie. Po výskume Charlesa Darwina v oblasti evolúcie organického sveta nemecký zoológ E. Haeckel ako prvý pochopil, že to, čo Darwin nazval „bojom o existenciu“, predstavuje nezávislú oblasť biológie, a nazval to ekológia(1866).
Ekológia sa konečne formovala ako samostatná veda na začiatku 20. storočia. V tomto období vytvoril americký vedec C. Adams prvý súhrn o ekológii a boli publikované ďalšie dôležité zovšeobecnenia. Najväčší ruský vedec 20. storočia. IN AND. Vernadsky vytvára základ doktrína biosféry.
V rokoch 1930-1940 anglický botanik A. Tansley (1935) prvýkrát predložil pojem "ekosystém" a o niečo neskôr V. Ja. Sukačev(1940) podložil koncepciu jemu blízku o biogeocenóze.
Tretia etapa(50. roky - až po súčasnosť) - premena ekológie na komplexnú vedu vrátane vied o ochrane životného prostredia človeka. Súčasne s rozvojom teoretických základov ekológie sa riešili aj aplikované otázky súvisiace s ekológiou.
U nás v 60. – 80. rokoch 20. storočia takmer každý rok vláda prijímala uznesenia na posilnenie ochrany prírody; Publikované boli zemské, vodné, lesné a iné zákonníky. Ako však ukázala prax ich používania, nepriniesli požadované výsledky.
Rusko dnes zažíva environmentálnu krízu: asi 15 % územia je v skutočnosti oblasťou environmentálnej katastrofy; 85 % populácie dýcha vzduch znečistený výrazne nad MPC. Počet chorôb „spôsobených životným prostredím“ rastie. Dochádza k degradácii a redukcii prírodných zdrojov.
Podobná situácia sa vyvinula aj v iných krajinách sveta. Otázka, čo sa stane s ľudstvom v prípade degradácie prírodných ekologických systémov a straty schopnosti biosféry udržiavať biochemické cykly, sa stáva jednou z najpálčivejších.
4) 1. Molekulárna úroveň organizácie živej prírody
Chemické zloženie buniek: organické a anorganické látky,
Metabolizmus (metabolizmus): procesy disimilácie a asimilácie,
vstrebávanie a uvoľňovanie energie.
Molekulárna úroveň ovplyvňuje všetky biochemické procesy, ktoré sa vyskytujú vo vnútri každého živého organizmu – od jednobunkových až po mnohobunkové.
Toto úrovni Je ťažké nazvať to „živé“. Toto je skôr „biochemická“ úroveň – preto je základom pre všetky ostatné úrovne organizácie živej prírody. Preto to bol on, kto vytvoril základ pre klasifikáciu Živej prírody do kráľovstiev - ktoré živina je v tele hlavný: u zvierat sú to bielkoviny, u húb chitín, u rastlín sacharidy.
Vedy, ktoré študujú živé organizmy na tejto úrovni:
2. Bunková úroveň organizácie živej prírody
Zahŕňa predchádzajúci - molekulárnej úrovni organizácie.
Na tejto úrovni sa výraz „bunka“ už objavuje ako "najmenší nedeliteľný biologický systém"
Metabolizmus látok a energie danej bunky (rôzne podľa toho, do ktorej ríše organizmus patrí);
bunkové organely;
Životné cykly – vznik, rast a vývoj a delenie buniek
Štúdium vied bunkovej úrovni organizácie:
Genetika a embryológia študujú túto úroveň, ale nie je to hlavný predmet štúdia.
3. Tkanivová úroveň organizácie:
Obsahuje 2 predchádzajúce úrovne - molekulárne A bunkový.
Túto úroveň možno nazvať „mnohobunkový “ – predsa látka jezber buniek s podobnou štruktúrou a vykonávajúcimi rovnaké funkcie.
Veda – histológia
4. Orgánová (dôraz na prvú slabiku) úroveň organizácie života
V jednobunkových organizmoch sú orgány organely - Existujú spoločné organely - charakteristické pre všetky eukaryotické alebo prokaryotické bunky a existujú rôzne.
V mnohobunkových organizmoch sa bunky so spoločnou štruktúrou a funkciami spájajú do tkanív a tie následne do orgány, ktoré sú zasa integrované do systémov a musia medzi sebou hladko interagovať.
Úrovne organizácie tkanív a orgánov - študijné vedy:
5. Organizačná úroveň
Zahŕňa všetky predchádzajúce úrovne: molekulárne, na úrovni buniek, tkanív a orgánov.
Na tejto úrovni je Živá príroda rozdelená na kráľovstvá – zvieratá, rastliny a huby.
Charakteristiky tejto úrovne:
Metabolizmus (ako na úrovni tela, tak aj na úrovni buniek)
Stavba (morfológia) organizmu
Výživa (metabolizmus a energia)
Homeostáza
Reprodukcia
Interakcia medzi organizmami (konkurencia, symbióza atď.)
Interakcia s prostredím
6. Populačno-druhová úroveň organizácie života
Zahŕňa molekulárne, na úrovni buniek, tkanív, orgánov a organizmov.
Ak sú viaceré organizmy morfologicky podobné (inými slovami, majú rovnakú štruktúru) a majú rovnaký genotyp, potom tvoria jeden druh alebo populáciu.
Hlavné procesy na tejto úrovni:
Vzájomná interakcia organizmov (súťaženie alebo rozmnožovanie)
mikroevolúcia (zmeny v organizme pod vplyvom vonkajších podmienok)
Vedy študujúce túto úroveň:
7. Biogeocenotická úroveň organizácie života
Na tejto úrovni sa už berie do úvahy takmer všetko:
Potravinová interakcia medzi organizmami - potravinové reťazce a siete
Inter- a vnútrodruhová interakcia organizmov - konkurencia a rozmnožovanie
Vplyv prostredia na organizmy a teda aj vplyv organizmov na ich biotop
Veda, ktorá študuje túto úroveň, je Ekológia
No, posledná úroveň je najvyššia!
8. Biosférická úroveň organizácie živej prírody
Obsahuje:
Interakcia živých a neživých zložiek prírody
Biogeocenózy
Vplyv človeka – „antropogénne faktory“
Kolobeh látok v prírode
5) Ekologický systém alebo ekosystém je základnou funkčnou jednotkou v ekológii, pretože zahŕňa organizmy a
neživé prostredie - zložky, ktoré sa navzájom ovplyvňujú svojimi vlastnosťami a nevyhnutnými podmienkami na udržanie života vo forme, ktorá existuje na Zemi. Termín ekosystému bol prvýkrát navrhnutý v roku 1935 anglickým ekológom A. Tansley.
Ekosystém sa teda chápe ako súbor živých organizmov (spoločenstiev) a ich biotopov, ktoré vďaka kolobehu látok tvoria stabilný systém života.
Spoločenstvá organizmov sú s anorganickým prostredím spojené najužšími materiálovými a energetickými väzbami. Rastliny môžu existovať iba vďaka neustálemu prísunu oxidu uhličitého, vody, kyslíka a minerálnych solí. Heterotrofy žijú z autotrofov, ale vyžadujú prísun anorganických zlúčenín, ako je kyslík a voda.
V každom danom biotope by zásoby anorganických zlúčenín potrebné na podporu života organizmov, ktoré ho obývajú, nevydržali dlho, ak by sa tieto zásoby neobnovili. K návratu živín do prostredia dochádza tak počas života organizmov (v dôsledku dýchania, vylučovania, defekácie), ako aj po ich smrti v dôsledku rozkladu mŕtvol a rastlinných zvyškov.
V dôsledku toho spoločenstvo tvorí určitý systém s anorganickým prostredím, v ktorom tok atómov spôsobený životnou činnosťou organizmov má tendenciu uzatvárať sa do cyklu.
Ryža. 8.1. Štruktúra biogeocenózy a schéma interakcie medzi komponentmi
Termín „biogeocenóza“, navrhnutý v roku 1940, sa v ruskej literatúre bežne používa. B. NSukačev. Biogeocenóza je podľa jeho definície „súbor homogénnych prírodných javov (atmosféra, horninové, pôdne a hydrologické pomery) na určitom rozsahu zemského povrchu, ktorý má osobitnú špecifickosť interakcií týchto zložiek, ktoré ho tvoria, a tzv. určitý typ výmeny hmoty a energie medzi nimi a inými prírodnými javmi a predstavujúci vnútorne protirečivú dialektickú jednotu, v neustálom pohybe a vývoji.
V biogeocenóze V.N. Sukačev identifikoval dva bloky: ekotop- súbor podmienok abiotického prostredia a biocenóza- súhrn všetkých živých organizmov (obr. 8.1). Za ekotop sa často považuje abiotické prostredie netransformované rastlinami (primárny komplex faktorov fyzickogeografického prostredia) a biotop je súbor prvkov abiotického prostredia modifikovaný environmentálnou činnosťou živých organizmov.
Existuje názor, že pojem „biogeocenóza“ v oveľa väčšej miere odráža štrukturálne charakteristiky skúmaného makrosystému, pričom pojem „ekosystém“ zahŕňa predovšetkým jeho funkčnú podstatu. V skutočnosti medzi týmito pojmami nie je žiadny rozdiel.
Je potrebné poznamenať, že kombinácia špecifického fyzikálno-chemického prostredia (biotop) so spoločenstvom živých organizmov (biocenóza) vytvára ekosystém:
Ekosystém = Biotop + Biocenóza.
Rovnovážny (stabilný) stav ekosystému sa zabezpečuje na základe látkových cyklov (pozri odsek 1.5). Všetky zložky ekosystémov sa priamo zúčastňujú týchto cyklov.
Na udržanie obehu látok v ekosystéme je potrebný prísun anorganických látok v stráviteľnej forme a tri funkčne odlišné ekologické skupiny organizmov: producenti, konzumenti a rozkladači.
Výrobcovia autotrofné organizmy sú schopné budovať svoje telá pomocou anorganických zlúčenín (obr. 8.2).
Ryža. 8.2. Výrobcovia
Spotrebitelia - heterotrofné organizmy, ktoré spotrebúvajú organickú hmotu od výrobcov alebo iných spotrebiteľov a premieňajú ju na nové formy.
RozkladačeŽijú z mŕtvej organickej hmoty a premieňajú ju späť na anorganické zlúčeniny. Táto klasifikácia je relatívna, keďže spotrebitelia aj samotní výrobcovia pôsobia počas života čiastočne ako rozkladači, pričom do životného prostredia uvoľňujú minerálne metabolické produkty.
V zásade sa dá kolobeh atómov udržať v systéme bez medzičlánku – konzumentov, a to vďaka aktivitám dvoch ďalších skupín. Takéto ekosystémy sa však vyskytujú skôr ako výnimky, napríklad v oblastiach, kde fungujú spoločenstvá tvorené len z mikroorganizmov. Úlohu konzumentov v prírode zohrávajú najmä živočíchy, ich aktivity pri udržiavaní a urýchľovaní cyklickej migrácie atómov v ekosystémoch sú zložité a rôznorodé.
Rozsah ekosystémov v prírode sa veľmi líši. Rôzna je aj miera uzavretosti v nich udržiavaných cyklov hmoty, t.j. opakované zapájanie tých istých prvkov do cyklov. Za samostatné ekosystémy môžeme považovať napríklad vankúš lišajníkov na kmeni stromu, rozkladajúci sa peň s jeho populáciou, malú dočasnú vodnú plochu, lúku, les, step, púšť, celý oceán, a napokon celý povrch Zeme zaberaný životom.
V niektorých typoch ekosystémov je presun hmoty mimo ich hraníc taký veľký, že ich stabilita je udržiavaná najmä prílevom rovnakého množstva hmoty zvonku, pričom vnútorný kolobeh je neúčinný. Patria sem tečúce nádrže, rieky, potoky a oblasti na strmých horských svahoch. Ostatné ekosystémy majú oveľa ucelenejší kolobeh látok a sú relatívne autonómne (lesy, lúky, jazerá atď.).
Ekosystém je prakticky uzavretý systém. Toto je základný rozdiel medzi ekosystémami a komunitami a populáciami, ktoré sú otvorenými systémami, ktoré si vymieňajú energiu, hmotu a informácie so svojím prostredím.
Ani jeden ekosystém na Zemi však nemá úplne uzavretý obeh, keďže stále dochádza k minimálnej výmene hmoty s prostredím.
Ekosystém je súbor vzájomne prepojených spotrebiteľov energie, ktorí vykonávajú prácu na udržanie svojho nerovnovážneho stavu vo vzťahu k svojmu biotopu pomocou toku slnečnej energie.
V súlade s hierarchiou spoločenstiev sa život na Zemi prejavuje aj v hierarchii zodpovedajúcich ekosystémov. Ekosystémová organizácia života je jednou z nevyhnutných podmienok jeho existencie. Ako už bolo uvedené, zásoby biogénnych prvkov potrebných pre život organizmov na Zemi vo všeobecnosti a v každej konkrétnej oblasti na jej povrchu nie sú neobmedzené. Len systém cyklov mohol dať týmto rezervám vlastnosť nekonečna, ktorá je nevyhnutná pre pokračovanie života.
Cyklus môžu udržiavať a vykonávať iba funkčne odlišné skupiny organizmov. Funkčná a ekologická rozmanitosť živých bytostí a organizácia toku látok extrahovaných z prostredia do cyklov je najstaršou vlastnosťou života.
Z tohto hľadiska sa udržateľná existencia mnohých druhov v ekosystéme dosahuje vďaka prirodzeným narušeniam biotopov, ktoré sa v ňom neustále vyskytujú, čo umožňuje novým generáciám obsadiť novo uvoľnený priestor.
Ekosystém (ekologický systém)- základná funkčná jednotka ekológie, predstavujúca jednotu živých organizmov a ich biotopov, organizovaná energetickými tokmi a biologickým kolobehom látok. Toto je základné spoločenstvo živých vecí a ich biotop, akýkoľvek súbor živých organizmov žijúcich spolu a podmienky ich existencie (obr. 8).
Ryža. 8. Rôzne ekosystémy: a - rybník v strednom pásme (1 - fytoplanktón; 2 - zooplanktón; 3 - plávajúce chrobáky (larvy a dospelí); 4 - mladý kapor; 5 - šťuka; 6 - larvy choronomíd (komáre trhavé); 7 - baktérie; 8 - hmyz pobrežnej vegetácie; b - lúky (I - abiotické látky, t. j. hlavné anorganické a organické zložky); II - producenti (vegetácia); III - makrospotrebitelia (zvieratá): A - bylinožravce (slišky, poľné myši , atď.); B - nepriame konzumenti alebo spotrebitelia živiaci sa detritom alebo saproby (pôdne bezstavovce); C - „horské“ dravce (jastraby); IV - rozkladači (hnilobné baktérie a huby)
Z funkčného hľadiska je vhodné analyzovať ekosystém v nasledujúcich smeroch:
1) energetické toky;
2) potravinové reťazce;
3) štruktúra časopriestorovej diverzity;
4) biogeochemické cykly;
5) vývoj a evolúcia;
6) kontrola (kybernetika);
Ekosystémy možno klasifikovať aj podľa:
· Štruktúra;
· Produktivita;
· Stabilita;
Typy ekosystémov (podľa Komova):
· Akumulačné (vyvýšené močiare);
· Transit (silné odstránenie látky);
Všetky živé bytosti na planéte sú rozdelené do rôznych skupín a systémov. Biológia o tom učí žiakov už v základných ročníkoch strednej školy. Teraz by som chcel veľmi podrobne študovať úrovne organizácie živej prírody, v konečnom dôsledku prezentovať všetky získané poznatky v krátkej a ľahko pochopiteľnej tabuľke.
Trochu o úrovniach
Vo všeobecnosti má veda 8 takýchto úrovní. Ale na akom princípe dochádza k deleniu? Všetko je tu jednoduché: každá nasledujúca úroveň obsahuje všetky predchádzajúce. To znamená, že je väčšia a významnejšia, objemnejšia a kompletnejšia.
Prvý stupeň – molekulárny
Túto úroveň podrobne študuje molekulárna biológia. O čom sa tu bavíme? Aká je štruktúra bielkovín, aké funkcie plnia, aké sú nukleové kyseliny a ich práca v genetike, syntéze bielkovín, RNA a DNA – molekulárna úroveň je zaťažená všetkými týmito procesmi. Tu sa začínajú najdôležitejšie životné procesy všetkých organizmov: metabolizmus, výroba energie potrebnej na existenciu atď. Vedci tvrdia, že túto úroveň možno len ťažko nazvať živou, skôr sa považuje za chemickú.
Úroveň dva - bunková
Čo je zaujímavé na bunkovej úrovni organizácie živej prírody? Nadväzuje na molekulárnu a ako už názov napovedá, zaoberá sa bunkami. Biológiu týchto častíc študuje veda nazývaná cytológia. Samotná bunka je najmenšou nedeliteľnou časticou v ľudskom tele. Zohľadňujú sa tu všetky procesy, ktoré priamo súvisia so životom bunky.
Úroveň tri - tkanina
Odborníci túto úroveň nazývajú aj mnohobunková. A to nie je prekvapujúce. Koniec koncov, tkanivo je v podstate súbor buniek, ktoré majú takmer rovnakú štruktúru a podobné funkcie. Ak hovoríme o tých vedách, ktoré študujú túto úroveň, potom hovoríme o rovnakej histológii, ako aj o histochémii.
Úroveň štyri - orgán
Vzhľadom na úroveň organizácie živej prírody je potrebné hovoriť aj o orgánovom systéme. Čím je výnimočný? Tkanivá teda tvoria orgány v mnohobunkových organizmoch a organely v jednobunkových organizmoch. Vedy, ktoré sa týmito otázkami zaoberajú, sú anatómia, embryológia, fyziológia, botanika a zoológia.
Treba tiež poznamenať, že pri štúdiu úrovní organizácie živej prírody odborníci niekedy spájajú tkanivo a organizmus do jednej kapitoly. Koniec koncov, sú navzájom veľmi úzko prepojené. V tomto prípade hovoríme o orgánovo-tkanivovej úrovni.
Piata úroveň – organizačná
Ďalšia úroveň sa vo vede nazýva „organizmus“. V čom sa líši od predchádzajúcich? Okrem toho, že zahŕňa predchádzajúce úrovne organizácie živej prírody, je tu aj delenie na kráľovstvá – zvieratá, rastliny, huby. Je zapojený do nasledujúcich procesov:
- Výživa.
- Rozmnožovanie.
- Metabolizmus (ako aj na bunkovej úrovni).
- Interakcia nielen medzi organizmami, ale aj s prostredím.
V skutočnosti je stále veľa funkcií. Touto časťou sa zaoberajú vedy ako genetika, fyziológia, anatómia a morfológia.
Šiesta úroveň - populácia-druh
Aj tu je všetko jednoduché. Ak sú niektoré organizmy morfologicky podobné, to znamená, že majú približne rovnakú štruktúru a majú podobný genotyp, vedci ich spoja do jedného druhu alebo populácie. Hlavnými procesmi, ktoré sa tu vyskytujú, sú makroevolúcia (to znamená zmeny v organizme pod vplyvom prostredia), ako aj vzájomná interakcia (môže to byť boj o prežitie alebo reprodukciu). Ekológia a genetika študujú tieto procesy.
Siedma úroveň - biogeocenotická
Názov sa ťažko vyslovuje, ale je celkom jednoduchý. Pochádza zo slova biogeocenóza. Tu už uvažujeme o viacerých procesoch, v ktorých dochádza k interakcii organizmov. Hovoríme aj o potravinových reťazcoch, konkurencii a rozmnožovaní, vzájomnom ovplyvňovaní sa organizmov a prostredia na seba. Týmito otázkami sa zaoberá veda o ekológii.
Posledná, ôsma úroveň je biosféra
Tu je biológia povolaná riešiť všetky globálne problémy. Veď v podstate biosféra je obrovský ekosystém, kde prebieha obeh chemických prvkov a látok, procesy premeny energie na zabezpečenie života všetkého života na zemi.
Jednoduché závery
Po zvážení všetkých úrovní štrukturálnej organizácie živej prírody, a ako sa ukázalo, je ich 8, si možno predstaviť obraz všetkého života na Zemi. Koniec koncov, iba štruktúrovaním svojich vedomostí môžete dôkladne pochopiť podstatu toho, čo bolo opísané vyššie.
Organizmus | Buď jednotlivca alebo organizmus | Prebiehajú diferenciačné procesy |
Populácia-druh | Populácia | V tejto populácii prebiehajú procesy zmeny genotypu |
Biogeocenoticko-biosféra | Biogeocenóza | Existuje kolobeh látok |
Molekulárna genetika | Aktivita – prenos genetickej informácie v rámci buniek |
Ako si najjednoduchšie predstaviť úrovne organizácie živej prírody? Stôl je to, čo dokonale ilustruje akýkoľvek materiál. Na uľahčenie pochopenia vedci často uvádzajú do tabuľky iba 4 kombinované úrovne uvedené vyššie.
Organizácia voľne žijúcich živočíchov má osem úrovní. Každý nasledujúci nevyhnutne zahŕňa predchádzajúci. Každá úroveň má svoju vlastnú štruktúru a vlastnosti.
