Здійснення біологічних функцій
Здійснення біологічних функційможливе на різних ієрархічних рівнях. Розглянемо їх у міру збільшення складності організації.
Молекулярний (молекулярно-генетичний) рівеньє початковим. Його вивчає молекулярна біологія. Існують чотири класи сполук, що виконують основні біологічні функції, тому їх називають біологічними молекулами. Це білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди та ліпіди. Вони обов'язково присутні у будь-якій клітині. Винятком є неклітинні організми – віруси, які складаються лише з білків та нуклеїнової кислоти. Кожен із цих класів речовин виконує специфічні функції і може бути замінений іншим сполукою. Наприклад, нуклеїнові кислоти здійснюють зберігання та реалізацію спадкової інформації. Білки керують усіма біохімічними реакціями у клітині. Ліпіди формують основу біологічних мембран і т. д. Незважаючи на різноманітність організмів, загальний план будови головних біомолекул у них напрочуд близький. Усі білки утворені з 20 різних амінокислот, нуклеїнові кислоти складаються з нуклеотидів, однакових всім організмів.
Нижчийрівень організації живогонеможливий, оскільки структури, що розглядаються, будуть однаковими як у живій матерії, так і в неживій. Неорганічні речовини, хімічні елементи та їх елементарні частинки, що входять до складу організмів, нічим не відрізняються від таких у неживій природі. Наприклад, електрони, протони немає ніяких особливостей. Вода в організмах хімічно ідентична воді Світового океану чи водяної пари атмосфери.
Субклітинний рівень вищий. Він охоплює процеси, що відбуваються у живій клітині. Біомолекули можуть самостійно виконуватисвої функції (наприклад, білки-ферменти) або асоціюватися в субклітинні структури - органели (мембранні та немембранні) та брати участь у їх діяльності.
Клітинний рівень є самостійну живу систему - клітину. Кожній клітині притаманні всі властивості живого (обмін речовин, дратівливість, виділення та ін.). Для одноклітинних форм життя клітинний рівень організації тотожний організмові. У багатоклітинних організмів тіло складається з багатьох клітин, тому в них між клітинним і організмовим рівнями є кілька проміжних рівнів.
Тканинний рівень розглядає клітинні ансамблі – тканини, які є у більшості багатоклітинних організмів. Колоніальні одноклітинні та нитчасті організми не можуть вважатися істинно багатоклітинними, оскільки складаються з однакових клітин. Справжні тканини є в організмів, чиє тіло утворене кількома шарами клітин, орієнтованих тривимірно. У цих випадках клітини спеціалізуються для виконання певних функцій, досягаючи при цьому набагато вищої ефективності порівняно з одноклітинними формами. Однак клітини стають залежними від діяльності інших клітин. Зокрема, м'язові клітини здатні ефективно скорочуватися, але поживні речовини їм повинні доставляти інші тканини, наприклад кров.
Органний рівень охоплює різні органи, що утворюються із тканин. Незважаючи на те, що кожен орган складається з декількох тканин, зазвичай тільки одна з них є робочою, тоді як інші виконують допоміжну функцію. Наприклад, у серці робочою тканиною є м'язова, сполучна тканина утворює строму, а кров забезпечує кардіоміоцити необхідними речовинами і видаляє продукти життєдіяльності, епітеліальна тканина (ендотелій)вистилає зсередини камери серця, нервова – передає органу імпульси від нервових центрів.
Системний рівень розглядає системи органів, які утворюють органи, які виконують спільно якусь велику функцію. При цьому походження, будова та приватні функції органів системи можуть бути різними. Наприклад, зуби, язик, шлунок та печінку входять до складу травної системи, але будова та функції цих органів різні. Однак усі вони, а також інші органи травної системи забезпечують надходження в організм потрібних речовин та видалення з нього шлаків.
Сукупність систем утворює багатоклітинний організм.
Популяційний рівень, як і всі наступні, є надорганізмним, оскільки охоплює жодну особину, а групу. Тільки населення здатна забезпечити розмноження особин і наступність видових особливостей.
Видовий рівень охоплює всі популяції того чи іншого виду, які заселяють усю територію ареалу.
Біоценотичний рівень розглядає взаємовідносини між організмами, що мешкають на одній території.
Біосферний рівень є найбільшим. Він включає сукупність відносин між усіма організмами, що мешкають на Землі. Біоценози відрізняються один від одного, наприклад, співтовариство пустелі не схоже на лісовий біоценоз. Однак будь-який біоценоз поступово переходить в інший, тому спільноти неминуче піддаються взаємному впливу.
Молекулярно-генетичний рівень. Знання закономірностей молекулярно-генетичного рівня організації живого — необхідна Характерно, що це біологічні організми, відомі нам Землі, використовують однаковий тип генетичного коду.
Глава 3. ПРИНЦИПИ ОРГАНІЗАЦІЇ УПРАВЛІННЯ ФУНКЦІЯМИ. Управління у живих організмах. Процесирегуляції охоплюють всі рівні організації системи: молекулярний, субклітинний, клітинний, органний, системний, організмовий.
Системно-структурні рівні організації різноманітних форм живого досить численні. Критерієм виділення основних рівнів виступають специфічні дискретні структури та фундаментальні біологічні взаємодії.
Наступний, складніший, комплексний рівень організації життя Землі — онтогенетичний. Він пов'язані з життєдіяльністю окремих біологічних особин, дискретних індивідуумів.