Принципы организации живых систем.

Системность жизни. Уровни организации живого. Принципы организации живых систем (эмерджентность, принцип необходимого разнообразия элементов, устойчивость, принцип неравновесности и др.) Свойства живых систем. Саморегуляция биологических систем (особенности, сущность, механизмы). Особенности саморегуляционных процессов на организменном и надорганизменных уровнях организации.

Системность жизни. Уровни организации живого. Проявления жизни на Земле чрезвычайно многообразны. Жизнь на Земле представлена ядерными и доядерными, одно- и многоклеточными существами; многоклеточные, в свою очередь, представлены грибами, растениями и животными. Все это объединяет разнообразные типы, классы, отряды, семейства, роды, виды, популяции и индивидуумы.

Клеточный. Органические вещества, образуют клеточные структуры. Клетка являет­ ся структурной и функциональной единицей живого, элементом много­ клеточных организмов или отдельным организмом. Исследованием клетки занимается наука цитология, изучается состав, строение и жиз­ недеятельность клетки. Характерен для бактерий, простейших, одно­ клеточных водорослей

Тканевый. Клетки, сходные по строению, функциям и происхождению, образуют ткань. На тканевом уровне изучается строение, функции и многообра­ зие тканей. Характерен для кишечнополостных

Органный. Образуется в результате структурно-функционального объединения не­ скольких типов тканей, выполняющих вместе ряд жизненно важных функ­ ций. На этом уровне изучаются органы, их строение, функции. Характерен для высших растений и животных

Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многокле­ точную живую систему, способную к самостоятельному существованию. В случае многоклеточного организма - это совокупность различных ор­ ганов, образующих системы органов, выполняющих жизненные функции организма. На организменном уровне изучаются процессы, происходя­ щие в организме, а также морфологические и анатомические особенности строения, приспособленность к среде обитания, особенности поведения

Популяционно-видовой. Организмы, сходные по определенным критериям, образуют вид. Совокупность организмов одного вида, объединенная общим местом оби­ тания, создает популяцию. На этом уровне действуют законы внутривидо­ вых отношений, осуществляются простейшие эволюционные преобразова­ ния. Изучаются факторы, влияющие на численность популяции, законо­ мерности энергетических круговоротов, проблемы сохранения вида, динамика генетического состава популяций и др. Популяция — элементарная структура на популяционно-видовом уровне, а элементарное явление на этом уровне — изменение генотипического состава популяции; элементарный материал на этом уровне — мутации.

Выделены элементарные факторы, действующие на этом уровне: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор.

Популяции оказываются элементарными единицами, а виды — качественными этапами процесса эволюции. В целом же на популяционно-видовом уровне реально осуществляется в чреде поколений процесс эволюции.

Биогеоценотический (экосистемный) уровень. Популяции разных видов всегда образуют в биосфере Земли сложные сообщества — биоценозы. Биоценоз — совокупность растений, животных, грибов и прокариот, населяющих участок суши или водоема и находящихся в определенных отношениях между собой. Вместе с конкретными участками земной поверхности (педосферы), занимаемыми биоценозами, и прилежащей атмосферой называются экосистемами.

Экосистема — взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергией.

Биогеоценоз — это такая экосистема, внутри которой не проходит биоценотических, микроклиматических, почвенных и гидрологических границ; биогеоценоз — одна из наиболее сложных природных систем. Внешне заметные границы биогеоценозов чаще всего совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов).

Биогеоценозы — среда для эволюции входящих в них популяций. Биогеоценозы, образующие в совокупности биосферу нашей планеты, взаимосвязаны круговоротом веществ и энергии. В этом круговороте жизнь на Земле выступает как ведущий компонент биосферы.

Биосферный. Совокупность всех биогеоценозов, или совокупность всех живых орга­ низмов Земли, составляют биосферу, охватывающую все явления жизни на планете Земля. На биосферном уровне изучаются закономерности круговорота веществ и превращения энергии, изучение экологических проблем, влияние разных факторов среды на живой организм, взаимо­ связь всего живого между собой и т. д.

Принципы организации живых систем.

Элментарность. Суть принципа эмерджентности закючается в том, что биологические системы обладают свойствами, которые нельзя свести к сумме свойств составляющих их подсистем.

Принцип необходимого разнообразия элементов -нижний предел разнообразия равен двум, верхний - стремится к бесконечности. Основывается на непрерывном круговороте веществ, связанном с направленными потоками энергии. Механизмы поддержания целостности системы основываются на свойствах разнообразия и системности. Разнообразие - необходимое условие устойчивости любой кибернетической системы на фоне внешних и внутренних возмущений (принцип Эшби). Живые системы (организмы, биосфера) функционируют по принципу обратной связи.

Устойчивость. Устойчивость динамической системы и ее способность к самосохранению зависит от преобладания внутренних взаимодействий над внешними. Поскольку основной объединяющий фактор в биогеоценозах - это пищевые цепи, то, чем более многообразен состав, тем устойчивее экосистема.

Гомеостаз - это состояние внутреннего динамического равновесия природной системы, поддерживаемое регулярным возобновлением ее основных структур, вещественно-энергетического состава и постоянной функциональной саморегуляцией ее компонентов.

Принцип неравновесности - экосистемы являются открытыми и для них характерен приток и отток энергии и вещества, а это возможно только в условиях неравновесности.

Равновесие - баланс естественных или измененных человеком средообразующих компонентов и природных процессов, приводящий к длительному существованию данной ЭС.

Живучесть - способность ЭС выдерживать резкие колебания абиотической среды, массовые размножения или длительные исчезновения отдельных видов, большие антропогенные нагрузки.