Што такое біялагічныя сістэмы? Біялагічныя сістэмы: прыкметы, ўласцівасці, арганізацыя

Канцэпцыя сістэмнай шматузроўневай арганізацыі жыцця - адна з ключавых у сучасным прыродазнаўстве. Усе біялагічныя аб'екты, згодна з ёй, аб'ядноўваюцца на аснове некаторых прыкмет і цесных узаемаадносін і выстройваюцца ў пэўным іерархічным парадку. Падобныя прынцыпы ўніверсальныя для ўсёй прыроды ў цэлым. Знаёмства з тым, што такое біялагічныя сістэмы, лепш пачаць з вызначэння ключавога паняцця.

ўсёабдымная тэорыя

Асновы канцэпцыі былі закладзены ў сярэдзіне мінулага стагоддзя Людвігам фон Берталанфи. Менавіта ён распрацаваў агульную тэорыю сістэм. Яна ахоплівае ўсе аб'екты прыроды і грамадства. Тэорыя вылучае біялагічныя, сацыяльныя, касмічныя, фізічныя, эканамічныя і іншыя сістэмы, якія аб'ядноўваюцца ў тры буйныя катэгорыі: мікрасвет, макрасвет і мегамир. Да першага ставяцца элементарныя часціцы і атамы, да другога - усё, ад малекул да акіянаў і мацерыкоў, да трэцяга - касмічныя аб'екты. Макрасвет ўключае і жывыя сістэмы.

асноўнае паняцце

Сістэма - аб'яднанне элементаў, якое базуецца на пэўных ўзаемаадносінах, падпарадкаваных некаторых законах. Арганізацыя падобнай структуры, як правіла, складаецца з некалькіх упарадкаваных узроўняў. Пры гэтым кожны элемент можа адначасова быць і сістэмай менш высокага парадку. Важная ўласцівасць падобнай арганізацыі: цэлае якасна выдатна ад сумы ўсіх сваіх складнікаў. Сістэма - не проста набор характарыстык элементаў, яна адрозніваецца нейкім новым якасцю.

Усе аб'екты жывога сусвету складаюць падобныя структуры. Прычым якасцю, якія ўзнікаюць у выніку аб'яднання некалькіх элементаў, становіцца новае праява жыцця.

адкрытыя

Разуменне таго, што такое біялагічныя сістэмы, патрабуе апісання яшчэ аднаго ўласцівасці падобных структур. Гэта ўзаемадзеянне з навакольным асяроддзем. У тэорыі арганізацыя біялагічных сістэм можа быць як замкнёнай, так і адкрытай. На практыцы навукоўцам не вядома ні адной цалкам закрытай структуры. Любая жывая сістэма пастаянна ўзаемадзейнічае з навакольным асяроддзем праз некаторую полупроницаемую памежную абалонку. У клетак - гэта билипидная мембрана, у касмічнай станцыі - абшыўка. Сацыяльныя сістэмы аб'ядноўваюцца з дапамогай заканадаўчых актаў або пэўных узаемаадносін людзей.

Атрымліваецца, адказ на пытанне "Што такое біялагічныя сістэмы?» Можна сфармуляваць наступным чынам: гэта сукупнасць пастаянна ўзаемадзейнічаюць жывых элементаў, выбудаваная ў пэўным іерархічным парадку і адкрытая ў той ці іншай ступені для абмену з навакольным асяроддзем.

прыкметы

Усе адметныя характарыстыкі разгляданых структур - гэта адначасова і крытэрыі адрознення жывой прыроды ад нежывой. Назавем прыкметы біялагічных сістэм з іх кароткай характарыстыкай:

1. Адзіны хімічны склад. Ўсе прыродныя аб'екты пабудаваныя з адных і тых жа малекул. Аднак жывая матэрыя ў якасці асноўных элементаў ўключае вуглярод, азот, кісларод і вадарод.
2. Абмен рэчываў са асяроддзем. Гэта ўжо апісанае ўласцівасць адкрытасці сістэмы. Адно з яго праяў - энэргазалежнасьць падобных структур.
3. Самапрайгравання (размнажэнне).
4. Спадчыннасць - ўласцівасць перадаваць асаблівасці будовы і функцыянавання з пакалення ў пакаленне.
5. Зменлівасць - ўласцівасць набываць на працягу жыцця новыя характарыстыкі і навыкі.
6. Рост і развіццё. Ўяўляюць сабой накіраванае незваротную змену. Вылучаюць індывідуальнае і гістарычнае развіццё жывых сістэм, званыя антагенезе і філагенезе адпаведна.
7. Раздражняльнасць (рэфлексы, таксисы) - уласцівасць рэагаваць на стымулы і змены навакольнага асяроддзя.
8. Дыскрэтнасць. Любая жывая сістэма складаецца з асобных, але ўзаемадзейнічаюць элементаў, якія ўтвараюць іерархічную структуру.
9. Самарэгуляцыя. Існуюць ўнутраныя механізмы падтрымання гамеастазу, якія спрыяюць выжывальнасці сістэмы. Самарэгуляцыя заснавана на прынцыпе адмоўнай зваротнай сувязі.
10. Рытмічнасць. Ўзмацненне і паслабленне розных працэсаў праз роўныя прамежкі часу.

Ўзроўні арганізацыі біялагічных сістэм

Усе апісаныя ўласцівасці захоўваюцца на любы прыступкі іерархічнай структуры. Асноўныя ўзроўні арганізацыі біялагічных сістэм вылучаюцца досыць умоўна, паколькі любы з іх лёгка падзяліць на некалькі складнікаў. У агульным выпадку кажуць аб чатырох прыступках гэтай іерархіі:

• малекулярна-генетычны ўзровень;
• онтогенетический ўзровень;
• папуляцыйна-відавы ўзровень;
• Біягеацэнатычны ўзровень.

Спынімся на іх падрабязней.

Малекулярна-генетычны ўзровень

Такія макрамалекулы, як вавёркі, ліпіды, вугляводы і нуклеінавыя кіслаты, ўяўляюць сабой структурныя элементы арганізмаў, але самі па сабе не з'яўляюцца носьбітамі паўнавартаснага жыцця.

Кожны з названых элементаў выконвае свае функцыі. Вугляводы - крыніца энергіі. Ліпіды ўваходзяць у склад плазматычнай мембраны клетак. Таксама яны з'яўляюцца пастаўшчыком энергіі. Вавёркі выконваюць большую частку жыццёвых функцый. Яны складаюцца з дваццаці разнавіднасцяў амінакіслот, якія могуць чаргавацца ў адвольным парадку. У выніку існуе вялікая колькасць бялкоў, здольных спраўляцца з самай рознай працай. Нуклеінавыя кіслоты, ДНК і РНК, - аснова спадчыннасці.

Макрамалекулы аб'ядноўваюцца ў комплексы, утвараючы арганоіды клеткі: Рыбасомы, мітахондрыі, миофибриллы і гэтак далей. Усе яны адказваюць за асобныя біялагічныя праявы, аднак не дасягаюць таго ўзроўню складанасці, які можна назваць жыццём.

Наступная прыступка

Якія біялагічныя сістэмы складаюць онтогенетический ўзровень? Гэта ўсё арганізмы, пачынаючы ад аднаклетачных і заканчваючы сысунамі і чалавекам, а таксама органы, тканіны і клеткі цела. Усе названыя элементы могуць разглядацца як асобныя ўзроўні арганізацыі біялагічных сістэм, аднак для выгоды і ў сілу агульных заканамернасцяў яны аб'яднаныя.

Клетка - элементарная структурная адзінка будовы арганізмаў. Яна ж уяўляе сабой той узровень складанасці біялагічнай сістэмы, на якім упершыню ўзнікае жыццё як з'ява. Як ужо было сказана, больш простыя структуры забяспечваюць толькі асобныя функцыі. Клетцы жа ўласцівыя ўсе ўласцівасці біялагічных сістэм.

Тканіны і органы - прамежкавыя подуровней онтогенетической прыступкі. За імі ідзе мнагаклетачных арганізм. Ён характарызуецца здольнасцю да самастойнага існавання, развіццю і размнажэнню. Гэта ўласцівасць адрознівае асобіна і клетку ад органаў і тканак.

Папуляцыя і выгляд

Ад прыступкі да прыступкі адбываецца ўскладненне біялагічных сістэм. На наступным узроўні размяшчаюцца віды і папуляцыі. Першыя ўяўляюць сабой сукупнасць асобін, якія характарызуюцца спадчынным падабенствам па цэлым шэрагу параметраў: марфалогія, фізіялогія, генетыка, геаграфічнае размяшчэнне. І самае галоўнае: арганізмы, якія складаюць выгляд, здольныя свабодна крыжаваць і пакідаць плоднае нашчадства.

Група асобін на пэўнай прасторы, якую называюць арэалам пражывання. Досыць часта ён бывае разарваны рознымі геаграфічнымі перашкодамі. У выніку, выгляд распадаецца на некалькі адносна ізаляваных папуляцый. Натуральна, што ўмовы отъединения ад астатняга выгляду спрыяюць назапашванню пэўнага генетычнага матэрыялу. Пры моцным разыходжанні прыкмет папуляцый з'яўляюцца новыя віды.

экасістэмы

У іерархічнай лесвіцы за папуляцыямі і відамі варта супольнасць, біягеацэнозы і біясфера. Першае ўяўляе сабой сукупнасць папуляцый розных відаў, што месцяцца на адной тэрыторыі. Вылучаюць раслінныя, жывёлы і мікробныя супольнасці. Іх сукупнасць ў межах аднаго арэала будзе называцца біяцэнозу. Гэтыя ўзроўні біялагічных сістэм характарызуюцца цеснай узаемасувяззю ўсіх асобін.

Ўмовы, у якіх існуюць арганізмы, пастаянна ўплываюць на іх. Усю сукупнасць падобных фактараў нежывой прыроды дадзенага арэалу прынята называць біятопаў. Асяроддзе і супольнасці арганізмаў знаходзяцца ў пастаянным узаемадзеянні, адбываецца кругазварот рэчывы і энергіі. Таму біятопаў і біяцэноз аб'ядноўваюць у біягеацэнозы, або экасістэму. Гэты ўзровень таксама характарызуецца ўсімі асаблівасцямі жывога: ён пастаянна кантактуе з асяроддзем, кіраванне ў ім адбываецца па прынцыпе самарэгуляцыі, працэсы падпарадкоўваюцца пэўным цыклах.

На вышэйшай прыступкі іерархіі размяшчае біясфера Зямлі - абалонка, населеная жывымі істотамі. Вялікі ўплыў на яе аказвае дзейнасць чалавека, што ўсё часцей прыводзіць да ўзнікнення экалагічных катастроф.

Што такое біялагічныя сістэмы? Па сутнасці, гэта ўсё тое жывое, што нас акружае. Чалавек адрозніваецца ад іншых элементаў у біясферы магчымасцю ўсведамляць, а значыць, перанакіроўваць і змяняць сваю дзейнасць. Пакуль гэтая здольнасць Homo sapiens працуе супраць прыроды. Аднак менавіта дзякуючы ёй у нас ёсць шанец усё выправіць.