1) Уровни организации живой материи.

1. Молекулярный – это уровень сложных органических веществ – белков и нуклеиновых кислот. На этом уровне происходят химические реакции обмена веществ (гликолиз, кроссинговер и т.п.), но молекулы сами по себе еще не могут считаться живыми.

2. Клеточный. На этом уровне возникает жизнь, потому что клетка – минимальная единица, обладающая всеми свойствами живого.

3. Органно-тканевой – характерен только для многоклеточных организмов.

4. Организменный – за счет нервно-гуморальной регуляции и обмена веществ на этом уровне осуществляется гомеостаз, т.е. сохранение постоянства внутренней среды организма.

5. Популяционно-видовой. На этом уровне происходит эволюция, т.е. изменение организмов, связанное с приспособлением их к среде обитания под действием естественного отбора. Наименьшей единицей эволюции является популяция.

6. Биогеоцентический (совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой). На этом уровне происходит: круговорот веществ и превращение энергии, а так же саморегуляция, за счет которой поддерживается устойчивость экосистем и биогеоценозов.

7. Биосферный. На этом уровне происходит: глобальный круговорот веществ и превращение энергии, а так же взаимодействие живого и неживого вещества планеты.

2) Специфические признаки живого вещества

Специфические свойства и особенности живого вещества:

- Живое вещество биосферы характеризуется большим запасом энергии.

- Резкое различие между живым и неживым веществом наблюдается в скорости протекания химических реакций (в живом веществе реакции идут в тысячи, а иногда в миллионы раз быстрее).

- Отличительной особенностью живого вещества является то, что слагающие его индивидуальные химические соединения - белки, ферменты и др. - устойчивы только в живых организмах.

- Произвольное движение, в значительной степени саморегулируемое, является общим признаком всякого живого вещества в биосфере.

- Живое вещество обнаруживает значительно большее морфологическое и химическое разнообразие, чем неживое. Известно свыше

- 2 млн. органических соединений, входящих в состав живого вещества, в то время, как количество природных соединений (минералов) неживого вещества составляет около 2 тыс., т. е. на три порядка меньше.

- Живое вещество представлено в биосфере в виде индивидуальных организмов, размеры которых колеблются в огромных пределах. Величина самых мелких вирусов не превышает 20 нм (1 нм = 10-9м), самые крупные животные - киты - достигают 33 м в длину, самое большое растение - секвойя - 100 м в высоту.

3) Обмен веществ и энергии в биосистемах

Обобщенная схема наземной и водной экосистем приведена на рисунке. Самое удивительное, что, несмотря на различия в абиотических условиях и в видовом составе биоты, структура этих экосистем схожа. Биотический компонент всех экосистем лля удобства можно разделить на автотрофов и гетеротрофов. Существование гетеротро-фов полностью зависит от автотрофов. Этот момент очень важен для понимания пищевых цепей и пишевых сетей, а также потоков вещества и энергии в экосистемах. Неживой, или абиотический, компонент экосистем включает почву, воду и климат. Почва и вода представляют собой смесь органических и неорганических веществ. Физические и химические свойства почвы зависят от материнской породы, которая ее подстилает и из которой она частично образуется. Сходным образом качество воды и се соленость зависят от подстилающей ложе реки породы, донных осадков, а также от горных пород и почвы окружающей территории. В понятие климата входят такие параметры, как освещенность, температура, влажность, ветер, атмосферные осадки в виде снега и дождя. Все перечисленные факторы определяют таксономический состав биоты и преобладание в ней тех или иных организмов. Однако главное в экосистемном подходе — изучение функциональных взаимосвязей между организмами и их абиотическим окружением. Эта взаимосвязь обеспечивается потоком энергии и биогеохимическими циклами (круговоротами биогенных элементов).

Поток энергии и биогеохимические циклы в экосистеме Энергию можно определить как способность совершать работу, а организмы представить в виде машин, требующих энергии для своей работы, т. е. жизнедеятельности. Источником энергии дня функционирования практически всех экосистем является — Солнце. Энергия солнечного излучения улавливается фотоавтотрофами в процессе фотосинтеза и преобразуется в химическую энергию, которая запасается в органических молекулах. Запас этих молекул служит источником энергии для всех других организмов экосистемы. Химические элементы, входящие в состав биоты, прямо или косвенно извлекаются ею из абиотической части экосистемы (почвы, воды, воздуха) и возвращаются в нее же при разложении конечных продуктов метаболизма и мертвых остатков. Разложение осуществляют в основном грибы и бактерии, которые в ходе этого процесса получают необходимые им вещества и энергию. Таким образом, в экосистеме происходит непрерывный круговорот биогенных элементов с участием живых организмов. Поскольку в этот круговорот вовлечена и абиотическая среда, говорят о биогеохимических циклах.

Солнечная энергия запускает эти циклы не только посредством фотосинтеза. Она определяет климат, а следовательно, и погоду: температуру воздуха и поверхности земли, скорость и направление ветра, испарение, атмосферные осадки. Эти факторы в свою очередь определяют скорость эрозии и выветривания, т. е. разрушения горных пород до водорастворимых веществ, доступных растениям. Итак, в конечном счете от Солнца зависит и минеральное питание растений. Химические элементы в экосистеме совершают круговорот, т. е. неоднократно используются организмами, а получаемая экосистемой энергия непрерывно утрачивается, превращаясь в непригодную для использования биотой форму, главным образом в тепло. Следовательно, для сохранения равновесия необходимо регулярное поступление энергии извне. В этом заключается принципиальная разница между энергией и биогенными элементами: энергия протекает через экосистему «насквозь», а биогенные элементы совершают внутренние циклы. Это иллюстрирует рисунок.