1. Міждисциплінарні зв’язки біології і екології. Рівні організації біологічних систем та їхній взаємозв’язок? Фундаментальні властивості живого?

Біологія та екологія тісно пов’язані з іншими науками: фундаментальними (математикою), природничими (фізикою, хімією, географією, геологією, ґрунтознавством), суспільними (психологією, соціологією), прикладними (біотехнологією, біонікою, рослинництвом, охороною природи). Під час взаємодії біології та екології з іншими дисциплінами виникають нові напрямки і галузі досліджень. Так виникла математична біологія — напрямок науки, в якому об’єктом дослідження є біологічні системи різного рівня із застосуванням диференціальних рівнянь та математичної статистики. Математичні засоби обробки зібраного матеріалу застосовуються майже в усіх галузях біології.

Рі́вні організа́ції живо́ї мате́рії — ієрархічно супідрядні рівні організації біосистем, що відображають рівні їх ускладнення. Найчастіше виділяють шість основних структурних рівнів життя: молекулярний, клітинний, організмений, популяційно-видовий, біогеоценотичний та біосферний.

Молекулярний рівень організації життя: Це специфічні для живих організмів класи органічних сполук (білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти тощо), їх взаємодія між собою і з неорганічними компонентами, роль в обміні речовин та енергії в організмі, зберіганні спадкової інформації та її передачі. Цей рівень можна назвати початковим, найбільш глибинним рівнем організації живого. Кожен живий організм складається із молекул органічних речовин—білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, жирів, які знаходяться в клітинах. Зв'язок між молекулярним і наступним за ним клітинним рівнем забезпечується тим, що молекули — це той матеріал, з якого створені надмолекулярні клітинні структури. Адже саме на молекулярному рівні відбувається перетворення всіх видів енергії і обмін речовин в клітині. Механізми цих процесів також універсальні для всіх живих організмів. Компоненти: Молекули неорганічних і органічних сполук; Молекулярні комплекси хімічних сполук (мембрана тощо). Основні процеси: Об'єднання молекул в особливі комплекси; Здійснення фізико-хімічних реакцій в упорядкованому вигляді; Копіювання ДНК, кодування та передача генетичної інформації.

Клітинний рівень організації життя. Представлений вільноживучими одноклітинними організмами і клітинами, що входять в багатоклітинні організми. Компоненти: Комплекси молекул хімічних сполук і органели клітини. Основні процеси: Біосинтез, фотосинтез; Регулювання хімічних реакцій; Поділ клітини; Залучення хімічних елементів Землі і енергії Сонця в біосистемі.

Тканинний рівень організації життя. Тканинний рівень представлений тканинами, що об'єднують клітини певної будови, розмірів, розташування і подібних функцій. Тканини виникли в ході історичного розвитку разом з багатоклітинністю. У багатоклітинних організмів вони утворюються в процесі онтогенезу як наслідок диференціації клітин. У тварин розрізняють кілька типів тканин (епітеліальна, сполучна, м'язова, нервова, а також кров і лімфа). У рослин розрізняють меристематичну, захисну, основну і провідну тканини. На цьому рівні відбувається спеціалізація клітин. Наукові дисципліни, які здійснюють дослідження на цьому рівні: гістологія.

Органний рівень організації життя. Органний рівень представлений органами організмів. У найпростіших травлення, дихання, циркуляція речовин, виділення, пересування і розмноження здійснюються за рахунок різних органел. У досконаліших організмів є системи органів. У рослин і тварин органи формуються за рахунок різної кількості тканин. Для хребетних характерна цефалізація, яка захищається в зосередженні найважливіших центрів і органів чуття в голові.

Організмовий рівень організації життя. Представлений одноклітинними і багатоклітинними організмами рослин, тварин, грибів і бактерій. Компоненти: Клітина — основний структурний компонент організму. З клітин утворені тканини та органи багатоклітинних організмів. Основні процеси: Обмін речовин (метаболізм); Подразливість; Розмноження; Онтогенез; Нервово-гуморальна регуляція процесів життєдіяльності; Гомеостаз.

Популяційно-видовий рівень організації життя. Представлений в природі величезною різноманітністю видів і їх популяцій. Компоненти: Групи споріднених особин, об'єднаних певним генофондом і специфічною взаємодією з навколишнім середовищем. Основні процеси: Генетична своєрідність; Взаємодія між особами і популяціями; Накопичення елементарних еволюційних перетворень; Здійснення мікроеволюції і вироблення адаптацій до змінного середовища; Видоутворення - Збільшення біорізноманіття.

Біогеоценотичний рівень організації життя. Представлений різноманітністю природних і культурних біогеоценозів у всіх середовищах життя. Компоненти: Популяції різних видів; Фактори середовища; Харчові мережі, потоки речовин і енергії. Основні процеси: Біохімічний колообіг речовин і потік енергії, що підтримують життя; Підтримує рівновагу між живими організмами і абіотичним середовищем (гомеостаз); Забезпечення живих організмів умовами проживання і ресурсами (їжею та притулком).

Біосферний рівень організації життя. Представлений вищою, глобальною формою організації біосистем — біосферою. Компоненти: Біогеоценози; Антропогенний вплив. Основні процеси: Активна взаємодія живої і неживої речовини планети; Біологічний кругообіг речовин і енергії; Активна біогеохімічна участь людини у всіх процесах біоcфери, її господарська та етнокультурна діяльність; Науки, що ведуть дослідження на цьому рівні.

Фундаментальні властивості живого. Загальними, характерними для всього живого властивостями є:

1) Єдність хімічного складу. До складу живих організмів входять ті самі хімічні елементи, що й до об’єктів неживої природи. Однак співвідношення різних елементів у живих організмах та неживій природі є різним. Найпоширенішими елементами у неживій природі на Землі є O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg. Найпоширеніші речовини — неорганічні (оксиди, солі, металічні й неметалічні прості речовини). Натомість у живих організмах 98 % хімічного складу припадає на чотири елементи: O, Ca, H та N. Найпоширеніші речовини — вода (від 60 до 90 %) та складні органічні сполуки (білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти).

2) Обмін речовин та енергії — сукупність хімічних реакцій у живих організмах, що пов’язані з живленням, газообміном і виділенням.

3) Самовідтворення (або розмноження). Біологічний процес, за допомогою якого утворюються нові організми; відтворення собі подібних.

4) Саморегуляція — автоматичне підтримання сталого стану в біологічних системах (клітинах, організмах, біоценозах), їхня здатність зберігати свій склад і властивості на відносно постійному рівні, незалежно від змін умов середовища.

5) Ріст і розвиток. Ріст — збільшення маси живої речовини. Відбувається за рахунок поживних речовин, одержаних у процесі живлення. Розвиток — процес формування організму або його частин та органів, кількісні та якісні закономірно спрямовані зміни особини від народження до смерті (онтогенез) та протягом часу існування виду й інших систематичних груп (філогенез).

6) Подразливість — здатність живого організму, його органів, тканин, клітин сприймати зміни навколишнього або внутрішнього середовища (хімічні, механічні, електричні, термічні подразники) та відповідати на ці зміни реакцією збудження.