4. Уровни организации живой материи

Авторами теории уровней организации живого являются Браун и Селларс. Они называли эти уровни классами сложности.

I уровень – молекулярно-генетический. В его состав входят:

3.1. Химические элементы

3.2. Углеводы

3.3. Аминокислоты

3.4. Белки

3.5. Липиды (воски и жиры)

3.6. Нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК)

II уровень – клеточный.

Впервые термин клетка ввел Р.Гук. Клетка – это основная структурная и функциональная единица живого. Причем все клетки делятся на две группы: прокариоты (безядерные) и эукариоты (ядерные).

III уровень – тканевой.

Ткань – это группа физически объединенных клеток и межклеточного вещества для выполнения определенной функции. Виды ткани:

- эпителиальная;

- соединительная;

- мышечная;

- нервная.

IV уровень – органный.

Орган – это относительно крупная функциональная единица, которая объединяет различные ткани в некоторые комплексы. Органы объединяются в системы органов для выполнения определенной функции. Внутренние органы характерны только для животных и человека (у растений отсутствуют).

V уровень – организменный.

Организм – это особая внутренняя среда, существующая во внешней среде в постоянном обмене веществ с ней.

VI уровень – популяционный.

Популяция – это совокупность организмов с единым генофондом, занимающих определенную территорию (ареал).

VII уровень – биоценотический.

Биоценоз – это целостная группа популяций с общей территорией обитания, отличающейся от других соседних территорий химическим составом почвы, воды и рядом других физических показателей: климатом, влажностью и т.д.

VIII уровень – биогеоценотический.

Биогеоценоз – единство биоценоза с неживой природой, т.е. живых существ со средой обитания: с температурными, географическими, атмосферными условиями.

IX уровень – биосферный.

5.Учение В.И. Вернадского о биосфере, основные его положения

Центральным пунктом изучения в теории Вернадского является понятие о живом веществе, т.е. совокупности всех живых организмов. Кроме живого вещества Вернадский выделял еще косное вещество (воздух, вода, минералы). Между живым веществом и косным находятся биокосные вещества (остатки живых организмов, например, навоз).

Отличия живого вещества от косного заключаются в следующем:

1) изменения и процессы в живом веществе происходят быстрее, чем в косных телах, поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического времени, а в неживых телах геологического времени. 1 секунда геологического времени = 100 тысяч лет исторического;

2) в живых организмах существует непрерывный ток атомов: из живых в неживое, и наоборот;

3) только в живых организмах происходят качественные изменения в ходе геологического времени, т.е. эволюция;

4) живые организмы изменяются в зависимости от окружающей среды.

Вернадский выдвинул предположение, что живые организмы сами по себе эволюционируют. Он поставил вопрос: «Есть ли у жизни начало?», на который он отвечает в поддерживаемой им концепции вечной жизни о том, что Земля существует вечно, и поэтому жизнь на ней не имеет начала.

Согласно данной теории биосфера выполняет несколько функций:

1) кислородная, т.к. часть биосферы выделяет кислород;

2) почвообразующая;

3) хемосинтезирующая – синтез органических веществ из неорганических, возможный только в бактериях (например, только бактерии способны аккумулировать азот из воздуха);

4) круговорот веществ (атомов) в природе, в котором участвует вся атмосфера в целом;

5) структурная – некоторые живые организмы способны изменять облик Земли и т.д.

По Вернадскому работа живого вещества в биосфере может быть выражена в двух основных формах:

- химическая или биохимическая ( I род геологической деятельности );

- механическая ( II род геологической деятельности).

I род геологической деятельности проявляется в обмене веществ внутри живых организмов, в результате которого происходит постоянных кругооборот атомов.

При этом большое значение имеет количество пропускаемых веществ через тот или иной живой организм. По некоторым данным установлено, что через организм человека за всю его жизнь проходит около: 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белка, 1,5 т жира.

Сущность II рода геологической деятельности проявляется только в тех экосистемах, где хорошо развит почвенный покров, который позволяет создавать норы, укрытия, т.е. разрыхлять почву.

Вернадский для понимания работы живого вещества в биосфере ввел 3 биогеохимических принципа:

1) биогенная миграция атомов всегда стремится к максимальному значению. Это выражается в способности некоторых живых организмов неограниченно размножаться;

2) эволюция видов в ходе геологического времени ведет к образованию таких организмов, которые увеличивают миграцию атомов;

3) заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества.

С появлением человека, по учению Вернадского, биосфера переходит в качественно новую сферу – ноосферу, т.е. сферу человеческого разума.

Для этого должны быть выполнены следующие условия:

1) заселение человеком всей планеты;

2) резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

3) усиление связей, в т.ч. политических, между всеми странами;

4) начало преобладания роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в земной коре;

5) расширение границ биосферы и выход в космос;

6) открытие новых источников энергии;

7) равенство людей всех рас и религий;

8) увеличение роли народных масс в решении вопросов внутренней и внешней политики;

9) свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений, а также создание в государстве благоприятных условий для свободного развития научной мысли;

10)продуманная система народного образования и повышения благосостояния трудящихся; создание реальной возможности не допустить голода, нищеты;

11)разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности;

12)исключение войн из жизни общества.

6. Органические вещества, их классификация, значение в живой природе

До начала XIX столетия все известные вещества делили по их происхождению на две группы: вещества минеральные и вещества органические. Многие ученые тех времен считали, что органические вещества могут образоваться только в живых организмах при помощи «жизненной силы». Такие идеалистические взгляды назывались виталистическими. Виталистические взгляды о невозможности синтезировать органические вещества из неорганических задерживали развитие химии.