13.4. Биосфера и ее свойства

Биосфера – активная оболочка Земли, в которой живые организма, в том числе и человек, и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамическую систему. В биосферу входят нижние слои атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы, органически связанные с живым веществом. По Вернадскому живым организмам отводится роль главной преобразующей силы.

Биосфера Земли образовалась в результате того, что около 3–3,5 млрд. лет назад вследствие благоприятных условий и закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь. Совокупность всех населяющих планету живых организмов, так называемое, живое вещество Земли, оказало значительное влияние на состав атмосферы, гидросферы и верхней части литосферы.

Биосфера – это открытая система. Ее существование невозможно без поступления энергии извне. Она обладает способностью поддерживать свои параметры и функции в определенном диапазоне. Это свойство называется гомеостазом. Важное свойство биосферы – круговорот веществ между живыми организмами.

13.5. Биологические уровни организации материи

1. Молекулярный. Любая биосистема, как бы сложно она не была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул – белков, нуклеиновых кислот, аминокислот и др.

2. Клеточный. Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов, обитающих на Земле. Основными частями клетки зукариот являются мембрана, цитоплазма и ядро. Мембрана – это специальная оболочка, проницаемая для строго определенных веществ и не пропускающая большинство соединений, создающихся в цитоплазме. Мембрана имеет тонкий наружный слой – гликокаликс, на котором располагаются рецепторы, обуславливающие взаимодействие клеток в тканях и в организме в целом. Благодаря этому обеспечивается защитная функция клетки. Эта функция нарушается при резких колебаниях параметров внешней среды и при стрессах.

Цитоплазма управляет процессами обмена веществ и метаболизмом, синтезом белков и т.д. В цитоплазме располагаются разнообразные органеллы – внутриклеточные элементы, окруженными своими мембранами. К органеллам, в частности, относятся митохондрии – мешковидные образования с дыхательными ферментами. В них осуществляется функция энергообразования. В цитоплазме есть и небольшие тельца – рибосомы, состоящие из белка и нуклеиновой кислоты с помощью которых осуществляется синтез белка. Внутриклеточная среда достаточна вязкая, хотя 65 – 85% массы клетки составляет вода.

Во всех жизнеспособных клетках, за исключением бактерий, содержится ядро, а в нем – хромосомы – длинные нитевидные тельца, состоящие из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и присоединенного к ней белка. Ядро выполняет две главные функции: хранение и воспроизводство генетической информации и регуляция процессов обмена веществ, протекающих в клетках.

3. Тканевой. Ткань представляет собой совокупность одинаковых по строению клеток, объединенных выполняемой общей функцией, например, мышечная ткань.

4. Органный.Орган – это функциональное объединение нескольких типов тканей. например, кожа человека как орган, выполняющий целый ряд функций, основная из которых защита внутренней среды человека от воздействия окружающей среды.

5. Организменный. Многоклеточный организм – это целостная система органов и систем, специализированных на выполнение различных функций. Организм человека содержит 10¹⁵ самых разнообразных клеток.

В зависимости от типа клеток все организмы делятся на две группы: прокариоты и зукариоты. К прокариотам относятся бактерии, а к зукариотам – все остальные организмы: простейшие, грибы, растения и животные. Зукариоты могут быть одноклеточными и многоклеточными.

6. Популяционно-видовой.Совокупность организмов одного и того же вида, объединенных общим местом обитания, создает популяцию.

7. Биогеоценотический. Биогеоценоз – совокупность организмов различных видов со всеми факторами среды их обитания.

8. Биосферный. Биосфера – это совокупность всех биогеоценозов; система высшего порядка, охватывающая все явления жизни на Земле.