Sistemul biologic este un sistem integrat de componente care îndeplinesc o anumită funcție în sistemele vii. Sistemele biologice includ sisteme complexe de diferite niveluri de organizare: macromolecule biologice, organele subcelulare, celule, organe, organisme, populații.
Semne ale sistemelor biologice - criteriile care disting sistemele biologice de obiectele de natură neînsuflețită:
1. Unitatea de compoziție chimică. Compoziția organismelor vii include aceleași elemente chimice ca și în obiectele de natură neînsuflețită. Cu toate acestea, raportul dintre diferitele elemente ale celor vii și ne-vii nu este același. În natură neînsuflețită, cele mai comune elemente sunt siliciul, fierul, magneziul, aluminiul, oxigenul. În organismele vii, 98% din compoziția elementară (atomică) reprezintă doar patru elemente: carbon, oxigen, azot și hidrogen.
2. Metabolism. Toate organismele vii sunt capabile de metabolismul cu mediul înconjurător. Ei absorb din mediu elemente de hrană și secretă produsele vieții. În natură neînsuflețite, există, de asemenea, metabolismul, dar cu ciclu non-biologic acestea sunt pur și simplu transferate de la un loc la altul sau schimba starea lor fizică :. De exemplu, eroziunea solului, transformarea apei în abur sau de gheață, etc. Trăind metabolismul organismului este nivelul calitativ diferit . În ciclul substanțelor organice cele mai semnificative sunt procese de sinteză și descompunere (asimilare și disimilație -. A se vedea în continuare), care a dus la substanțe complexe se descompun în mai simple și mai multă energie este eliberată, reacțiile necesare pentru sinteza noilor compuși complecși.
Metabolism furnizează compoziția chimică relativ constantă a tuturor părților organismului și ca o consecință - constanța funcționării acestora într-un mediu în continuă schimbare.
3. Reproducerea de sine (reproducere, reproducere) - proprietatea organismelor de a reproduce propriul lor tip. Procesul de autoproducere se desfășoară practic la toate nivelurile vieții. Existența fiecărui sistem biologic individual este limitată în timp, astfel încât menținerea vieții este asociată cu autoproducerea. Baza de auto-reproducere este formarea de noi molecule și structuri, datorită informațiilor încorporate în acidul nucleic - ADN, care se află în celulele mamă.
4. Ereditatea - capacitatea organismelor de a transmite semnele, proprietățile și caracteristicile dezvoltării de la o generație la alta. Ereditatea este asigurată de stabilitatea ADN-ului și de reproducerea structurii sale chimice cu o precizie ridicată. Structurile materiale ale eredității, transmise de la părinți la descendenți, sunt cromozomi și gene.
5. Variabilitatea - capacitatea organismelor de a dobândi noi atribute și proprietăți; se bazează pe schimbări în structurile materiale ale eredității. Această proprietate este, de fapt, opusă eredității, dar în același timp este strâns legată de ea. Volatilitatea oferă o varietate de materiale pentru selecția celor mai adaptate la condițiile specifice de existență, care la rândul lor conduc la apariția de noi forme de viață, de noi specii de organisme.
6. Creștere și dezvoltare. Capacitatea de a dezvolta este o proprietate universală a materiei. În curs de dezvoltare înțelegem schimbarea regulată ireversibilă regulată a obiectelor de natură animată și neînsuflețită. Ca urmare a dezvoltării, apare o nouă stare calitativă a obiectului, modificarea compoziției sau structurii acestuia. Dezvoltarea formei vii a materiei este reprezentată de dezvoltarea individuală (ontogenie) și de dezvoltarea istorică (filogenie). Filogenia întregii lumi organice se numește evoluție.
În timpul ontogenezei, proprietățile individuale ale organismelor se manifestă treptat și consecvent. Aceasta se bazează pe o implementare progresivă a programelor ereditare. Dezvoltarea individuală este adesea însoțită de o creștere - o creștere a dimensiunilor liniare și greutatea individului și a organelor sale individuale prin creșterea dimensiunii și numărului de celule.
Dezvoltarea istorică este însoțită de formarea de specii noi și de complicațiile progresive ale vieții. Ca urmare a evoluției, a apărut întreaga diversitate a organismelor vii de pe Pământ.
7. Iritabilitatea este un răspuns selectiv specific al organismelor la schimbările din mediu. Orice modificare a mediului înconjurător al organismului reprezintă o iritare în legătură cu acesta, iar răspunsul său este o manifestare a iritabilității. Răspunzând efectelor factorilor de mediu, organismele interacționează cu ea și se adaptează la ea, ceea ce îi ajută să supraviețuiască.
Reacțiile animalelor multicelulare la stimuli, efectuate și controlate de sistemul nervos central, se numesc reflexe. Organismele care nu au un sistem nervos sunt lipsite de reflexe, iar reacțiile lor sunt exprimate printr-o schimbare a naturii mișcării (taxiurilor) sau a creșterii (tropism).
8. Discreție (din discretul latin - împărțit). Orice sistem biologic este format din izolat separat, adică izolat sau limitat în spațiu, dar, totuși, părți strâns legate și care interacționează, formând o unitate structurală și funcțională. Deci, orice individ este alcătuit din celule separate cu proprietățile lor speciale, iar în celule, organoizii și alte formațiuni intracelulare sunt reprezentate discret.
Discretitudinea structurii organismului este baza ordinii sale structurale. Se creează posibilitatea constantă de auto-reînnoire a sistemului prin înlocuirea elementelor structurale uzate fără a întrerupe funcționarea întregului sistem.
10. Ritmicitatea este o proprietate inerentă atât în natură, cât și în natură. Se datorează diferitelor cauze cosmice și planetare: rotația Pământului în jurul Soarelui și în jurul axei sale, fazele Lunii etc. Ritmicitatea se manifestă prin modificări periodice ale intensității funcțiilor fiziologice și a proceselor formative la intervale de timp definite. Ritmurile zilnice de somn și de veghe la om, ritmurile sezoniere de activitate și hibernarea la unele mamifere și multe altele sunt bine cunoscute. Ritmicitatea vizează armonizarea funcțiilor organismului cu condiții de viață în continuă schimbare.
11. Dependența de energie. Sistemele biologice sunt "deschise" pentru introducerea energiei. Prin "deschis" se înțelege dinamic, adică sistem nu sunt într-o stare de repaus, cu condiția stabilă numai accesul continuu la ei de la agenții externi și energie. Organismele vii există atât timp cât primesc energie și substanțe sub formă de alimente din mediul înconjurător. Cele mai multe organisme folosesc energia de la soare: unul direct - l photoautotrophs (plante verzi și cianobacterii), celălalt indirect, sub formă de produse alimentare a materiei organice consumate - aceasta heterotrophs (animale, fungi și bacterii).
Cea mai importantă diferență dintre organismele vii și elementele de natură neînsuflețită este schimbul constant de substanțe și energie între corp și mediu. Iată proprietățile de bază ale celor vii:
Respirația este procesul prin care are loc schimbul de gaz între corp și mediu.
Nutriție - asimilarea nutrienților, alimentelor de către un organism viu.
Izolarea este procesul de înlăturare a organismelor vii inutile sau dăunătoare.
Mișcarea este schimbarea corpului sau a părților corpului unui individ în spațiu.
Creșterea este o creștere a masei și dimensiunii individului datorită proceselor de biosinteză.
Dezvoltarea este îmbunătățirea corpului în timpul vieții.
Iritabilitate - capacitatea organismului de a răspunde în mod selectiv la influențele mediului.
Reproducerea este reproducerea unor astfel de indivizi.
Ereditatea este o proprietate a transmiterii semnelor sale descendenților.
Viața este o formă activă de existență a materiei, într-un sens superioară formelor sale fizice și chimice de existență; un set de procese fizice și chimice care au loc în celulă, permițând metabolismul și împărțirea acestuia
Nivelul de organizare a nivelului de viață - ierarhic subordonat de organizare a biosistemelor, reflectând nivelurile de complexitate a acestora. Cele mai frecvente disting șapte nivele structurale de bază ale vieții: moleculară, celulară, țesut, organism, specii de populație, biogeocenotice și biosferice. În mod tipic, fiecare dintre aceste niveluri este un sistem de subsisteme de nivel inferior și un subsistem al unui sistem de nivel superior.
Nivelul molecular al organizării este nivelul de funcționare al macromoleculelor biologice - biopolimeri: acizi nucleici, proteine, polizaharide, lipide, steroizi. Din acest nivel, procesele vitale ale activității vitale încep: metabolismul, transformarea energiei, transferul de informații ereditare. Acest nivel este studiat: biochimie, genetică moleculară, biologie moleculară, genetică, biofizică.
Nivelul celular - o celulă nivel (celulă bacteriană, cianobacterii, animalele unicelulare și alge, fungi unicelulari, celulele organismelor multicelulare). O celulă este o unitate structurală a vieții, o unitate funcțională, o unitate de dezvoltare. Acest nivel este studiat prin citologie, citochimie, citogenetică, microbiologie.
Nivelul țesutului organizației este nivelul la care se studiază structura și funcționarea țesuturilor. Acest nivel este investigat prin histologie și histochimie.
Nivelul organizațional al organizației este nivelul organismelor unicelulare, coloniale și multicelulare. Specificitatea nivelului organismului este că la acest nivel există o decodificare și implementare a informațiilor genetice, formarea caracteristicilor inerente indivizilor acestei specii. Acest nivel este studiat prin morfologie (anatomie și embriologie). fiziologie, genetică, paleontologie.
Populația-specie este nivelul populațiilor indivizilor - populațiilor și speciilor. Acest nivel este studiat prin taxonomie, taxonomie, ecologie, biogeografie, genetică a populațiilor. La acest nivel, sunt studiate caracteristicile genetice și ecologice ale populațiilor, factorii elementari evolutivi și influența lor asupra fondului genetic (microevoluția). problema conservării speciilor.
Ecosistem nivel de organizare - este nivelul mikroekosistem, mezoekosistem, makroekosistem. La acest nivel, vom studia tipurile de produse alimentare, tipuri de relații de organisme și populațiile din ecosistemul, mărimea populației, populația dinamica populației, densitatea populației, productivitatea ecosistemelor, succesiune. Acest nivel este studiat prin ecologie.
Nivelul biosferei al organizării materiei vii. Biosfera este un ecosistem gigantic care ocupă o parte din plicul geografic al Pământului. Acesta este un mega-ecosistem. În biosferă, există un ciclu de substanțe și elemente chimice, precum și transformarea energiei solare. Acesta este cel mai înalt nivel, fără de care activitatea vieții organismelor care trăiesc pe Pământ este imposibilă.