Лекция 2 Экология особи – аутэкология. Организм и условия его обитания
План:
Уровни организации живых организмов
Разнообразие растительного и животного мира
Классификации в экологии
Основные среды жизни
Среда и условия жизни организмов
Уровни организации живых организмов
Содержание современной экологии лучше всего можно определить, исходя из концепции уровней организации, которые составляют своеобразный «биологический центр».
Биотические гены клетки органы орга- популя- сооб-
компоненты низмы ции щества
+
абиотические
компоненты вещество, энергия
=
биосистемы генети- клеточ- системы системы попу- экосис-
чесие ные органов орга- ляци- темы
системы системы низмов онные
системы
Основные уровни организации жизни - ген, клетка, орган, организм, популяция и сообщество –Расположены в иерархическом порядке – от малых к крупным. На каждом уровне или ступени в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом) возникают характерные функциональные системы. Под системой понимают упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое. Экология изучает, главным образом, системы надорганизменных уровней организации: популяционные, экологические.
Самой крупной и наиболее близкой к идеалу по «самообеспечению» веществом и энергией является биологическая система – биосфера. Она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической средой как единое целое, чтобы поддерживать эту систему в состоянии устойчивого равновесия, получая поток энергии от Солнца и переизлучая эту энергию в космическое пространство.
В дальнейшем очень важным процессом было возникновение мембран, т.е. обособление клеток. В основе этого процесса могла лежать адсорбция растворенных в воде белковых молекул на поверхности липидной пленки, покрывающей водоемы. В результате могли возникать двойные липопротеидные пленки, от которых могли отрываться пузырьки. Такие пузырьки, теоретически, могли покрываться вторым липидно-белковым слоем, что приводило к возникновению четырехслойной оболочки с двумя слоями белков по краям и двумя слоями липидов внутри. Взаимная ориентация этих слоев определялась силами электрического притяжения и гидрофобного взаимодействия. Описанный механизм образования мембран – только один из возможных. Образование мембран привело к возникновению систем, которые были способны к саморегуляции и самовоспроизведению. Это и были первые живые организмы – пробионты.
Первые живые организмы, появившиеся на Земле, были анаэробными гетеротрофами. Это были прокариотные одноклеточные организмы, похожие на современные бактерии. Обмен веществ у них шел по типу брожения; при этом выделялась энергия, которая запасалась в молекулах АТФ. Эволюция первичных гетеротрофов (она длилась 1000–1500 млн лет) шла в направлении освобождения зависимости от органических соединений абиогенного происхождения. В этой связи чрезвычайно важным событием оказалось возникновение бактериального фотосинтеза, который привел к накоплению органических веществ уже биогенного происхождения. Однако бактериальный фотосинтез был бескислородным (аноксигенным). И лишь значительно позднее цианобактерии (синезеленые) начали выделять при фотосинтезе кислород, который они получали в процессе фотолиза воды. Накопление в атмосфере Земли кислорода привело к появлению кислородно-озонового экрана, который защитил первичные живые организмы от губительного действия ультрафиолета и создал условия для существования аэробов. Эволюция прокариот привела к возникновению эукариотических клеток, т.е. клеток, имеющих оформленное ядро. Подлинное начало жизни связано именно с возникновением такой клетки. С этого момента начинается период органической эволюции.
В связи с теорией происхождения жизни часто возникает вопрос: почему же жизнь не может возникнуть заново в наше время?
На этот вопрос существует два основных ответа: во-первых, в настоящее время нет соответствующих условий, а во-вторых, чрезвычайно велика вероятность уничтожения появившейся новой жизни другими живыми существами.