Вопрос 1

Какие принципиально новые свойства появляются на каждом из четырех основных уровней организации?

Преимущество этого подхода — в том, что любая живая система «включена» во все эти уровни организации. Недостатки — прежде всего в том, что к каждому из этих уровней относятся системы принципиально разного уровня сложности. Даже клеточный уровень включает клетки прокариот и эукариот — а это как раз системы принципиально разного уровня сложности. Организменный же уровень включает и бактерий, и человека — системы, еще сильнее различающиеся по уровню сложности. Кроме того, до уровня вида все объекты этой классификации связаны генетически и представляют собой систему с единым генофондом. Экосистема, даже несмотря на наличие горизонтального переноса генов, такой системой не является. Эти недостатки побуждают многих авторов искать другие критерии выделения уровней организации — например, использовать длительность их существования (выделяя онтогенетический и филогенетический уровни).

Вопрос 2

Какие из основных уровней относятся к онтогентическому, а какие — к филогенетическому?

Часто (особенно в школьных учебниках и программах) предлагается выделять более дробные уровни:

Молекулярный

Субклеточный

Клеточный

Тканевой

Органный

Организменный

Популяционно-видовой

Биоценотический (экосистемный)

Биосферный

Недостатки такого варианта еще более очевидны.

Вопрос 3

Какие недостатки вы видите в дробной иерархии уровней?

Задание

Попробуйте предложить свои критерии для выделения уровней организации и создать свою классификацию этих уровней.

Впрочем, иногда на вопрос "Какие бывают уровни организации живого?" от учащегося могут требовать и ответа вроде "Ядерный и доядерный". Под такую классификацию также могут попадать системы разной сложности, но на вышеупомянутом клеточно-молекулярном уровне все они будут обладать гораздо более схожими свойствами.

Особенности клеточного уровня[править]

Главная особенность клеточного уровня состоит в том, что только целая клетка имеет все основные признаки живого, причем не только потому, что клетка обладает всеми этими признаками, но и потому, что существуют популяции и виды одноклеточных организмов. Более того — недавно была открыта и экосистема, состоящая из единственного вида бактерий [1] [2][3]. С момента появления первых клеток жизнь, несомненно, уже существовала в виде экосистем, то есть начала приобретать современные геохимические функции.

Система биологических наук. Разделы биологии, изучающие клетку[править]

Сложность живых систем отражена в сложности биологии как науки и многообразии ее разделов. Во-первых, существуют частные науки, изучающие отдельные группы живых организмов — зоология, микология, ботаника, протистология, бактериология, вирусология. Нашим собственным видом занимается антропология.

Каждая из них делится на ряд ещё более частных разделов. Например, в зоологии выделяют энтомологию, орнитологию, ихтиологию и др., в ботанике — бриологию, альгологию (последняя наука, правда, может быть отнесена и к протистологии).

Другие биологические науки в основном связаны с определенными уровнями организации живого. Молекулярный уровень изучают биохимия, молекулярная биология, молекулярная генетика. По своим методам (а отчасти и по объекту изучения) близка к этим наукам вирусология.

Тесно связаны с ними и науки, изучающие клеточный уровень — цитология (клеточная биология), гистология, иммунология и др.

Организменный уровень изучают такие науки, как анатомия, физиология и эмбриология (биология развития). С этим уровнем тесно связаны и многие разделы генетики (например, генетика развития).

Популяционно-видовой уровень изучают популяционная генетика и популяционная экология. Кроме того, этим уровнем занимается эволюционная биология, так как на этом уровне организации происходят процессы микроэволюции. Этот же уровень — объект изучения систематики.

Экосистемный уровень — основной объект изучения большинства разделов экологии. К этому уровню смещаются в последние годы и интересы палеонтологов: всё большее внимание они уделяют не отдельным видам, а экосистемам былых геологических эпох. Наконец, одна из основных проблем современной эволюционной биологии — разработка теории эволюции экосистем.

Есть и науки, объект изучения которых — не уровень организации или группа организмов, а какой-то аспект свойств живого. К таким наукам можно отнести, например, биоинформатику и биофизику.

На первый взгляд, биологические науки очень резко различаются и сильно изолированы друг от друга. Например, биохимия по своим методам (а во многом и предмету изучения) — это почти что химия, а геоботаника — почти что география. Где и как могут встретиться и что будут обсуждать при встрече орнитолог и вирусолог? Так действительно и обстояло дело до недавнего времени. В настоящее врем взаимопроникновение биологических наук усиливается, всё чаще применяется междисциплинарный подход в биологических исследованиях. Всё чаще можно встретить словосочетания «экологическая генетика» [1]или «химическая экология» [4]. Метагеномика [5] обеспечила настоящий прорыв в изучении состава экосистем.