Уровни организации живой материи
В организации живой материи различают следующие уровни: клетки ткани органы системы и аппараты органов целостный организм (рис. 1).
Клетка – это универсальная структурно-функциональная единица живой материи. Количество клеток в организме человека составляет 1014...Клетки в организме человека разнообразны по форме и размерам, что обусловливается их положением в организме и функциями. Несмотря на это, все клетки имеют общие признаки строения.
Клетки окружены межклеточным веществом, которое представляет собой продукт жизнедеятельности клеток и расположенных в нем различных волокон соединительной ткани.
Ткань – это совокупность клеток, сходных по строению, функциям и происхождению, а также связанное с ними межклеточное вещество. В организме человека выделяют 4 типа тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.
Эпителиальная ткань образует поверхностные слои кожи, покрывает слизистую оболочку внутренних органов, образует железы. Эпителиальные клетки содержат мало межклеточного вещества и не имеют сосудов. Эпителиальные ткани выполняют следующие функции: защитную, секреторную, выделительную, а также обмена веществ между организмом и внешней средой.
К соединительной ткани относятся скелетные ткани (костная и хрящевая), кровь, собственно соединительная ткань. Особенностью соединительной ткани является наличие в межклеточном веществе значительного количества соединительнотканных волокон. Соединительные ткани выполняют разнообразные функции, среди которых можно отметить трофическую (связанную с участием клеток в обмене веществ), защитную (фагоцитоз, выработка защитных белков антител), механическую (образуют опорные структуры органов, фасции, связки, скелет), пластическую (участвуют в процессах регенерации), гомеостатическую (обеспечивают постоянство основных констант внутренней среды человека).
Мышечная ткань подразделяется на поперечно-полосатую (скелетная), гладкую (образует сократительный аппарат в стенках внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов) и сердечную. Мышечные ткани обладают свойствами сократимости и возбудимости и обеспечивают двигательные процессы в организме.
Нервная ткань является основным структурным элементом органов нервной системы. Она состоит из нервных клеток (нейронов) и связанных с ними клеток нейроглии.
Ткани образуют органы.
Орган – это совокупность различных тканей, объединенных общими функциями. В образовании каждого органа участвуют все четыре вида тканей, но одна ткань является главной, рабочей, например, для мозга – нервная ткань, для мышц – мышечная и так далее. Другие виды тканей выполняют вспомогательные функции.
Органы, имеющие общее происхождение, единый план строения, выполняющие общую функцию, образуют систему органов. Выделяют нервную систему, пищеварительную, дыхательную, половую и другие.
В теле человека выделяют также аппараты органов. В каждом аппарате органы объединены общей функцией, но имеют разное происхождение и строение (как опорно-двигательный аппарат).
Системы и аппараты органов образуют целостный человеческий организм. Организм (от лат. organio – устраиваю, придаю стройный вид) – это целостная биологическая система отдельного живого существа.
Рис. 1. Уровни организации от клетки до организма
Организм человека, как и любой другой живой организм, – это открытая биологическая система, которая находится в постоянном обмене с окружающей средой веществом, энергией, информацией.
В процессе обмена веществ извне в организм поступают питательные вещества, наружу выводятся конечные продукты жизнедеятельности.
Организм получает энергию, необходимую для жизнедеятельности, в составе питательных веществ, при окислении которых образуется АТФ – универсальный источник энергии в организме человека и животных. При совершении работы часть энергии рассеивается в пространстве в виде тепла.
Информацию об изменениях состояния окружающей среды организм получает с помощью сенсорных систем.
Организм обладает комплексом специфических свойств, которые делают его самостоятельной единицей живой материи:
обменом веществ (метаболизм);
раздражимостью (способность избирательно реагировать на изменения внешней и внутренней среды);
возбудимостью (ответная реакция организма на действие раздражителя, когда происходит переход из состояния физиологического покоя в состояние деятельности: в нервной ткани возникает импульс, мышечная клетка сокращается);
саморегуляцией (способность организма поддерживать гомеостаз). Способность организма сохранять постоянство основных показателей внутренней среды (кровь, лимфа, межклеточная (тканевая) жидкость) и функциональной активности органов на относительно постоянном уровне называется гомеостазом. Поддержание гомеостаза осуществляется с помощью регуляторных систем организма: нервной, эндокринной, иммунной. Первые две действуют как единая нейроэндокринная система и обеспечивают поддержание количественного гомеостаза; иммунная система, которая функционирует во взаимодействии с нейроэндокринной системой, поддерживает качественный (генетический гомеостаз);
репродукцией (в основе способности воспроизводить себе подобных лежат реакции матричного синтеза, то есть образование новых молекул на основе информации, заложенной в ДНК);
наследственностью и изменчивостью (первое – это передача признаков потомству, обусловленная стабильностью ДНК; второе – способность приобретать новые черты вследствие мутаций ДНК);
ростом и развитием (рост организмов происходит путем прироста массы за счет увеличения размеров и числа клеток; развитие проявляется в усложнении структуры и функций);
надежность функционирования и так далее.