Весь навколишній нас світ - це сукупність природних факторів і антропогенного впливу, що існують і змінюються протягом всієї історії людства. Ентропія розриває цей світ, але він продовжує існувати в динамічній рівновазі. У стані, який дуже легко порушити, і при цьому постраждають в першу чергу біосистеми. Що таке біосистема в біології, які її рівні і складові - тема цієї статті.
Академічні терміни
У систему об 'єднують функціональні елементи, які пов' язані між собою і виконують одну функцію як єдине ціле. Біологічна система - це сукупність впорядкованих, взаємодіючих і взаємозалежних живих структурних елементів. Вони утворюють єдине ціле як система сходів, що випливають одна з одних і виконують спільну функцію.
Фундамент і надбудова життя
Здатність всього живого з хаотичного теплового руху атомів і молекул створити порядок - це найдивовижніша і найглибша особливість життя. Фундаментальними властивостями життя в біології вважають: здатність живого до саморегуляції, самовідтворення і самовідновлення. До надбудови або необхідних атрибутів життя належать обмін речовин в організмі і з навколишнім середовищем (харчування, виділення і дихання), рух, дратівливість за принципом зворотного зв 'язку, можливості адаптації, зростання і розвиток у процесі онтогенезу.
Основні властивості біосистеми
До основних властивостей належать:
- Єдність функціоналу (біохімічного, фізіологічного).
- Цілісність (сума елементів не дорівнює властивостям системи).
- Ступінчастість (система складається з підсистем).
- Адаптація (здатність до змін за принципом зворотного зв 'язку).
- Динамічна стійкість.
- Здатність розвиватися і самовідтворюватися.
Рівні організації
Жива матерія утворює гомогенні системи зі своїм типом взаємодій елементів, просторовим і тимчасовим масштабом процесів. Ці гомогенні біосистеми займають своє місце в системі живої матерії. Основних рівнів біосистем вісім:
- молекулярний;
- клітинний;
- тканинний;
- органний;
- онтогенетичний або організменний;
- популяційний і видовий;
- екосистемний або біогеоценотичний;
- біосферний.
Єдність життя
Всі рівні перетікають один в інший, включаються один в одного, переплітаються в єдність всього живого на планеті. Вони символізують різноманіття життєвих форм і являють собою одиниці матерії зі своєю специфікою процесів і проявів. Життя виникло, існує і змінюється в цілісних біосистемах. Що таке біосистеми - це відкриті системи, здатні до зростання і розвитку, динамічно стійкі і самовідтворювані. Тоді як системи неживі - закриті, статичні і схильні до деградації.
Вивчення організації біосистем
Опис організації таких систем включає виділення підсистем або компонентів біосистеми. Далі досліджують всі аспекти існування біосистем, а саме:
- Структура. Аналіз організації структури проводиться за допомогою методу класифікування - багатоступеневого і послідовного поділу сукупності для отримання знань про склад, зв 'язки і пристрій системи.
- Функціонал. Вивчення функціональної структури передбачає визначення функції, яку кожен компонент системи виконує у всьому процесі.
- Основні властивості біосистем. Це показник сутності системи у відносинах з іншими, їх закономірні взаємозв 'язки.
За такою схемою опишемо найголовніші приклади біосистем.
Клітина - елементарний приклад біосистеми
Структурною складовою цієї біосистеми є мембранний апарат, цитоплазма, органели і нуклеотид (ядро). Базовий рівень - молекулярний. Функціональна складова даної системи - це узгоджена робота всіх структур. Основні властивості будуть визначатися структурно-функціональною специфікою цитоплазматичної мембрани, цитоплазми, органелл і ядра.
Організм як біосистема
На цьому рівні на перше місце виходять системи регуляції та пристосувальні здібності, як механізм збереження цілісності та впорядкованості в умовах умов, що змінюються, життя. Структурна організація різна (від без 'ядерних, одноклітинних до багатоклітинних) і найбільш різноманітна. Базовий рівень - клітина. Функціональні особливості: диференціація клітин, тканин, органів передбачає більш складні рівні структурного складу; взаємозалежність диференційованих елементів один від одного; інтеграція і внутрішні зв 'язки підсистем. Основними властивостями на цьому рівні буде загальне ускладнення і різноманітність властивостей живої матерії. Наприклад, властивість матерії до відтворення собі подібних на цьому рівні представлено безстатевим, статевим і вегетативним способом розмноження.
Популяційно-видовий рівень
Що таке біосистема на даному рівні - це одиниця еволюційного процесу, як рушійної сили появи всього різноманіття життя на Землі. Саме в ключі еволюційного вчення цей рівень стає основоположним. Вигляд, як сукупність організмів, що володіє зовнішньою і внутрішньою схожістю, вільно схрещуються між собою (для панміктичних видів) і дають фертильне потомство, що мешкають на певній території досить тривалий період часу і мають загальних філогенетичних предків - ось структурна одиниця даного рівня. Функціональна складова: індивідуальний пристосувальний потенціал особини, внутрішньовидова конкуренція і природний відбір. Вид - закрита система в генетичному аспекті. Адже саме поріг не схрещуваності з представниками інших видів дає організмам видову специфічність.
Біосфера - глобальна екосистема
Інший приклад того, що таке біосистема, - біосфера, як система найвищого порядку. Структурний компонент - біотичний (живі організми і продукти їх життєдіяльності) і абіотичний (хімічні компоненти та фізичні умови). Елементарна одиниця структури - біогеоценоз. Функціональний аспект - кругообіг речовин у природі, наявність біохімічних циклів, для яких характерні відкритість і замкненість. Головні функції біотичного компонента - окислювально-відновлювальна, концентраційна і газова. Основні властивості - властивості живої матерії.