Иерархические уровни организации жизни. Элементарные единицы, элементарные явления и проявления главных свойств жизни на различных уровнях ее организации.

Живая природа является целостной, но неоднородной системой, которой свойственна иерархическая организация. Под системой, в науке понимают единство или целостность, составленное из множества элементов, которые находятся в закономерных отношениях и связях друг с другом. Биологические категории, такие, как геном (генотип), клетка, организм, популяция, биогеоценоз, биосфера, пред­ставляют собой системы. Иерархической называется система, в которой части или элементы, расположены в порядке от низшего к высшему.

Иерархический принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни организации жизни.

Выделяют: молекулярно-генетический, клеточный, организменный или онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический уровни. Отдельные уровни иерархиче­ской системы жизни определяются на основе выделения для каждого уровня элементарной единицы и элементарного явления. Элементарная единица — это структура или объект, закономерные изменения которого, обозначаемые как элементарное явление, состав­ляют специфический для этого уровня вклад в процесс сохранения и развития жизни.

Элементарной единицей на молекулярно-генетическом уровне служит ген - фрагмент молекулы нуклеиновой кислоты, в котором за­писан определенный объем биологической (генетической) информации. Элементарное яв­ление - процесс редуплика­ции или самовоспроизведения, при этом происходит копирование биологиче­ской информации, что обеспечивает преемственность и сохранность свойств организмов в ряду поколений. Редупликация, таким образом, является основой наследственности. Биологическая информация, заключенная в ДНК, не участвует непосредственно в процессах жизнедеятельности. Она пере­ходит в действующую форму, будучи перенесена в молекулы белков благодаря механизму матричного синтеза, в котором исходная ДНК служит матрицей, для образования матричной РНК, контролирующей биосинтез белков. Матричный синтез информацион­ных макромолекул это также элементарное явление на молекулярно-генетическом уровне.

Реализация биологической информации в процессы жизнедеятельности обеспечивает клетка, служащая элементарной струк­турой клеточного уровня. Элементарное явление представлено реакци­ями клеточного метаболизма. Благодаря деятельности клетки поступающие извне вещества превращаются в субстраты и энергию, которые исполь­зуются в соответствие с имеющейся генетической информацией в процессе биосинтеза белков и других соединений, необходимых орга­низму. Таким образом, на клеточном уровне сопрягаются механизмы передачи биологической информации и превращения веществ и энергии. Элементарное явление на этом уровне служит энергетиче­ской и вещественной основой жизни на всех других уровнях ее организации.

Элементарной единицей организменного уровня является особь от зарождения до прекращения существования в качестве живой системы, что позволяет также назвать этот уровень онтогенетическим. Закономерные изменения организма в индивиду­альном развитии составляют элементарное явление данного уровня. Эти изменения обеспечивают рост организма, дифференциацию его частей и одновременно интеграцию развития в единое целое, специа­лизацию клеток, органов и тканей. В онтогенеза в условиях внешней среды происходит воплощение наследственной информации в биологические структуры и процессы, то есть на основе гено­типа формируется фенотип организмов данного вида.

Элементарной единицей популяционно-видового уровня служит по­пуляция — совокупность особей одного вида. Объединение особей в популяцию происходит благодаря общности генофонда, используемого в процессе полового размножения для создания генотипов особей следующего поколения. Популяция в силу возможности межпопуля-ционных скрещиваний представляет собой открытую генетическую систему. Действие на генофонд популяции элементарных эволюцион­ных факторов, таких, как мутационный процесс, колебания числен­ности особей, естественный отбор, приводит к эволюционно значимым изменениям генофонда, которые представляют элементарные явления на данном уровне.

Организмы одного вида населяют территорию с известными аби­отическими показателями (климат, химизм почв, гидрологические условия) и взаимодействуют с организмами других видов. В процессе совместного исторического развития на определенной территории организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые во времени сообщества — биогеоценозы, которые служат элементарной единицей биогеоценотического (экосистемного) уровня. Элементарное явление на рассматриваемом уровне представлено по­токами энергии и круговоротами веществ. Био­геоценозы, различаясь по видовому составу и характеристикам абиотической своей части, объединены на планете в единый комплекс — область распространения жизни, или биосферу.

Хотя элементарные единицы и явления на выделяемых уровнях различны, все они тесно взаимосвязаны, решая свою специфическую задачу в рамках единого эволюционного процес­са. С редупликацией на молекулярно-генетическом уровне связаны элементарные основы этого процесса в виде явлений наследственности и мутационной изменчивости. Особая роль клеточного уровня состоит в энергетическом, вещественном и информационном обеспечении происходящего на всех других уровнях. На онтогенетическом уровне биологическая информация, находящаяся в генах, преобразуется в комплекс признаков и свойств организма Возникающий фенотип становится доступным действию естественного отбора. На популяционно-видовом уровне определяется эволюционная ценность изменений, относящихся к молекулярно-генетическому, клеточному и онтогенетическому уровням. Специфическая роль биогеоценотического уровня состоит в образовании сообществ организмов разных видов, приспособленных к совместному проживанию в определенной среде обитания. Важной отличительной чертой таких сообществ является их устойчивость во времени.

Рассмотренные уровни отражают общую структуру эволюционного процесса, закономерным результатом которого является человек. По­этому типичные для этих уровней элементарные структуры и явления распространяются и на людей, правда, с некоторыми особенностям в силу их социальной сущности.