Организм как живая целостная система

1. Уровни биологической организации и экология.

2. Развитие организма как живой целостной системы.

3. Система организмов и биота Земли.

1. Уровни биологической организации и экология

Ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество (биоценоз) - главные уровни организации жизни, которые являются биотическими компонентами биосистем, которые вместе с абиотическими компонентами образуют среду обитания организмов. Роль среды в эволюции и существовании организмов не вызывает сомнения. Абиотическая среда («неживая», bios - жизнь, а - отрицание) состоит из отдельных неорганических частей (воздух, вода и др.) и факторов (температура и др.), которые и называют абиотическими компонентами, в отличие от биотической среды и биотических компонентов, представленных живым веществом.

Экология изучает биотические системы с организменного уровня и выше, т. е системы организмов (организм + абиотическая среда), популяционные системы (популяция + абиотическая среда) и экосистемы (биоценоз + биотоп). Так образуются уровни биологической организации биологических систем, которые различаются по принципам организации и масштабам явлений. Они отражают иерархию природных систем, при которой меньшие подсистемы составляют большие системы, сами являющиеся подсистемами более крупных систем.

Свойства каждого последующего уровня значительно сложнее и многообразнее предыдущего, при этом нельзя предсказать свойства последующего уровня исходя из свойств отдельных составляющих предыдущего уровня. Такое явление называется эмерджентностью - наличием у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам.

В экологии организм рассматривается как целостная система, взаимодействующая с внешней средой, как абиотической, так и биотической. В этом случае речь должна идти о совокупности, определяемой как биологический вид, состоящий из сходных особей, но как индивидуумы отличающихся друг от друга. Однако всех их объединяет единый генофонд, обеспечивающий способность к размножению в пределах вида (не может быть потомства от особей различных видов). Вид - это биологически полостная группа - видовая популяция.

Популяция в самом общем виде - это совокупность особей одного вида, способная к самовоспроизведению и обладающая некоторой изолированностью в пространстве (Гиляров, 1990). В виде небольших группировок организмы одного вида достаточно хорошо приспосабливаются к местным условиям, образуя так называемый экотип, который со временем может дать начало большой и устойчивой популяции.

Однако в природе мы имеем дело обычно с биологическими сообществами - биоценозами. Биоценоз - совокупность совместно обитающих популяций разных видов микроорганизмов, растений и животных. Он занимает некое пространство, названное биотопом, под которым понимаются условия окружающей среды на определенной территории: воздух, вода, почвы и подстилающие их горные породы. Компоненты биотопа активно взаимодействуют между собой и биоценозом, образуя единую биологическую систему, где совокупность абиотических и биотических компонентов имеет, по В.Н. Сукачеву (1971), «определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы». Такую систему В.Н. Сукачев назвал в конце 30-х гг. прошлого века биогеоценозом. Однакоо несколько ранее, в 1935 г., англичанин А. Тенсли ввел подобное понятие под названием «экосистема». Экосистема, по А. Тенсли, - «совокупность комплексов организмов с комплексом физических факторов его окружения, т. е. факторов местообитания в широком смысле». Отличия между понятиями «биогеоценоз» и «экосистема» несущественны, но обычно в. экологии используется последнее.

Особое значение для выделения экосистем имеют трофические, т. е. пищевые взаимоотношения организмов, которые; по своему трофическому статусу в биотических сообществах подразделяются на автотрофов и гетеротрофов. Автотрофные организмы используют для своего существования неорганические источники, создавая органическую материю из неорганической (фотосинтезирующие растения суши, водоросли, хемо - синтезирующие бактерии и др.). Гетеротрофные организмы потребляют только готовые органические вещества (животные, человек, грибы и др.). Среди них выделяются сапротрофы, питающиеся мертвой органикой (грибы), паразиты - живущие и развивающиеся в организмах за счет их тканей (клещи).

По своим функциям, которые организмы выполняют в сообществах, все организмы подразделяются на продуценты, консументы и редуценты. Продуценты - производители продукции, которой потом питаются все организмы - это автотрофы, создающие органические вещества из неорганических. Консументы - потребители органических веществ: травоядные животные, питающиеся продуцентами; плотоядные (хищники) - питающиеся только мясом других животных; всеядные - употребляющие и мясную, и растительную пищу (человек, медведь). Редуценты (деструкторы) - восстановители, возвращающие вещества из отмерших организмов снова в неживую природу, разлагая органику до простых неорганических соединений (микроорганизмы и грибы).