Жизнь. 
Естествознание

В результате изучения данной главы студент должен: знать

• • структурную иерархию живой материи;
• • процессы выбора и отбора в биологических системах на конвергентных и дивергентных фазах развития;
• • причины двуполой структуры биологических популяций; уметь
• • оценивать вероятное и невероятное в эволюции;
• • определять потоки энтропии в открытых системах;
• • определять направление развития популяции путем сравнения изменений морфологических признаков у мужских и женских особей;

владеть

• • системным подходом к проблеме жизни;
• • механизмами влияния энтропии на биологическую эволюцию;
• • основными методами расчета количества энтропии, выделяемой при различных биохимических процессах.

Принципы эволюции, воспроизводства и развития живых систем

Структурная иерархия живой материи

Жизнь — это многоуровневая система. При этом важным является не только структура системы, но и взаимосвязь между ее структурными элементами и между ее уровнями.

Живую материю можно рассматривать как систему, в которой можно выделить шесть структурных уровней: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

Молекулярный уровень. Непосредственно это не живые организмы, а неживые тела, но знание о них необходимо для других уровней. Это органические молекулы, макромолекулы (очень крупные, многозвенные молекулы), в том числе гены, макромолекулярные комплексы, в том числе вирусы (промежуточные формы между жизнью и нежизныо — вирусы лишены способности к метаболизму и, внедряясь в клетки, начинают пользоваться их метаболической системой), органоиды (постоянные специализированные структуры в клетках живых организмов) клетки.

Клеточный уровень довольно подробно обсуждался нами выше (см. гл. 9).

Организменный уровень. К нему относятся ткани, органы, организмы. Ткани и органы — это некоторые переходные образования между клетками и организмами. Ткани — это клетки, которые объединены в нечто целое межклеточным связующим веществом. Подобно клеткам, многоклеточные организмы — законченные и устойчивые уровни биологической материи. Организмы, или биологические особи, обладают способностью к самостоятельному существованию, размножению и развитию.

Популяционно-видовой уровень. Особи, обитающие в общем ареале, имеющие одинаковые морфологические, физиологические и поведенческие признаки, способные к взаимному скрещиванию и дающие плодовитое потомство, называются видом, основной структурной единицей систематики живых организмов.

Популяция (лат. populatio от populus — народ, население) — это сообщество организмов одного вида, продолжительное время проживающее на более или менее ограниченном пространстве. На практике иногда трудно провести грань между популяцией и видом, поэтому их и объединяют в один уровень организации.

Биогеоценотический уровень — это уровень экологических систем. Он состоит из сообществ (совокупности популяций разных видов, обитающих в одном месте), биоценозов (исторически сложившаяся совокупность всех популяций разных видов, совместно обитающих на относительно однородном пространстве), биогеоценозов (система из биоценозов и неживого вещества, обменивающихся друг с другом веществом и энергией, в пределах одной территории).

Биосферный уровень. Биосфера — это оболочка Земли, населенная живой материей. Ее состав, структура и энергетика есть результат деятельности живого вещества.