СтруктураКласическата биоекология включва:

• аутекология (екология на отделните организми),

• демекология (екология на популациите и видовете),

• синекология (екология на съобщества от организми).

В екологията също има:

• екология на различни систематични групи (екология на гъби, растения, бозайници и др.),
• жизнена среда (земя, почва, море и др.),
• еволюционна екология (връзка между еволюцията на видовете и съпътстващите условия на околната среда),
• редица приложни области (медицина, селскостопанска екология, екологични и икономически науки).

Жилищна среда - това е част от природата, в която живеят организмите:

• вода,
• въздух,
• почвата,
• организъм.

Водна жизнена среда.

Водата е основната среда за живите същества, тъй като в нея се е зародил животът. Повечето организми не са способни на активен живот без вода да попадне в тялото или понебез да се поддържа определено съдържание на течности в тялото. Вътрешна средаОрганизмът, в който протичат основните физиологични процеси, очевидно все още запазва характеристиките на средата, в която е протекла еволюцията на първите организми. Така съдържанието на сол в човешката кръв (поддържано на относително постоянно ниво) е близко до това в океанската вода. Свойствата на водната океанска среда до голяма степен определят химическата и физическата еволюция на всички форми на живот. У дома отличителна черта Водната среда е нейната относителна стабилност (амплитудата на сезонните или дневните температурни колебания във водната среда е много по-малка, отколкото в земно-въздушната среда). Релефът на дъното, разликите в условията на различните дълбочини, наличието на коралови рифове и др. създават разнообразие от условия във водната среда.

Характеристики на водната среда произтичат от физико-химИмоти вода. По този начин високата плътност и вискозитетът на водата са от голямо значение за околната среда. Специфичното тегло на водата е сравнимо с това на тялото на живите организми. Плътността на водата е приблизително 1000 пъти по-висока от плътността на въздуха. Поради това се срещат водни организми (особено активно движещи се). голяма силахидродинамично съпротивление. Поради тази причина еволюцията на много групи водни животни върви в посока на развитие на форми на тялото и видове движения, които намаляват съпротивлението, което води до намаляване на енергийните разходи за плуване. По този начин опростена форма на тялото се среща при представители на различни групи организми, живеещи във вода - делфини (бозайници), костни и хрущялни риби.

Високата плътност на водата също е причина механичните вибрации да се разпространяват добре във водната среда. Това е важно за еволюцията на сетивните органи, пространствената ориентация и комуникацията между водните обитатели. Скоростта на звука във водната среда, четири пъти по-голяма от тази във въздуха, определя по-високата честота на ехолокационните сигнали.

Поради висока плътностВъв водната среда неговите обитатели са лишени от задължителната връзка със субстрата, която е характерна за сухоземните форми и е свързана със силите на гравитацията. Следователно има цяла група водни организми (както растения, така и животни), които съществуват без задължителна връзка с дъното или друг субстрат, „плаващ“ във водния стълб. Електрическата проводимост отвори възможността за еволюционно формиране на електрически сетивни органи, защита и нападение.

Земно-въздушна среда живот характеризираогромно разнообразие условия на живот, екологични ниши и организми, които ги обитават. Важно е да се отбележи, че организмите играят основна роля при формирането на условията на земно-въздушната среда на живот и преди всичко газов съставатмосфера. Почти целият кислород в земната атмосфера е от биогенен произход.

Основните функцииземно-въздушна среда са големи амплитудни изменения фактори на околната среда, хетерогенност на околната среда, действието на гравитационните сили, ниска плътноствъздух. Комплекс от физико-географски и климатични фактори, характерни за определен природна зона, води до еволюционно формиране на морфофизиологична адаптация на организмите към живот в тези условия, разнообразието от форми на живот.

Атмосферният въздух се характеризира с ниска и променлива влажност. Това обстоятелство до голяма степен ограничи (ограничи) възможностите за овладяване на наземно-въздушната среда, а също така насочи еволюцията на водно-солевия метаболизъм и структурата на дихателните органи.

Почвата как жизнената среда е резултат от дейността на живите организми. Организмите, населили земно-въздушната среда, доведоха до появата на почвата като уникално местообитание. Почвата есложна система , включително твърда фаза (минерални частици), течна (почвена влага) и газообразна. Връзката между тези три фази определя характеристиките на почвата като жизнена среда. важноособеност почвата също е наличието на определено количество органична материя. Образува се в резултат на смъртта на организмите и е част от техните екскрети (секрети).

Условията на местообитанието на почвата определят такива свойства на почвата като аерация (т.е. наситеност на въздуха), влажност (наличие на влага), топлинен капацитет и топлинен режим (дневни, сезонни, годишни температурни колебания). Топлинният режим е по-консервативен в сравнение със земно-въздушната среда, особено на големи дълбочини. Като цяло почвата има доста стабилни условия за живот. Вертикалните разлики са характерни и за други свойства на почвата, например проникването на светлина зависи от дълбочината.

Почвената среда заема междинно положениемежду водна и земно-въздушна среда. Почвата може да приютява организми, които имат както водно, така и въздушно дишане. Вертикалният градиент на проникване на светлина в почвата е още по-изразен, отколкото във водата. Микроорганизмите се срещат в почвата и растенията (предимно коренови системи) са свързани с външни хоризонти. Почвените организми се характеризират със специфични органи и видове движение (ровещи крайници при бозайниците; способност за промяна на дебелината на тялото; наличие на специализирани капсули на главата при някои видове); форми на тялото; издръжливи и гъвкави корици; намаляване на очите и изчезване на пигменти. Сред обитателите на почвата сапрофагията е широко развита - ядене на трупове на други животни, гниещи останки и др.

Фактори на околната среда - елементи на околната среда, които влияят на организмите, в отговор на които организмите реагират с адаптивни реакции.

По природа те се отличават:

- неорганични или абиотични фактори: температура, светлина, вода, въздух, вятър, соленост и плътност на околната среда, йонизиращо лъчение;

- биотични факторисвързани със съвместния живот, взаимното влияние на животните и растенията един върху друг;

- антропогенни фактори- човешкото въздействие, човешката дейност върху природата; по обхвата и глобалността на въздействието си те се доближават до геоложките сили.

Всеки от факторите на средата е незаменим. По този начин липсата на топлина не може да бъде заменена с изобилие от светлина, а минералните елементи, необходими за храненето на растенията, не могат да бъдат заменени с вода.

Антропогенен фактори свързани с човешката дейност, под въздействието на която се променя и формира околната среда. Човешката дейност обхваща практически цялата биосфера: минното дело, развитието на водните ресурси, развитието на авиацията и космонавтиката оказват влияние върху състоянието на биосферата. В резултат на това в биосферата настъпват разрушителни процеси, които включват замърсяване на водата, „парников ефект“, свързан с увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата, увреждане на озоновия слой, „ киселинен дъжд" и т.н.

Организми адаптирам се(адаптиране) към влиянието на определени фактори в процеса на естествен подбор. Определят се адаптивните им възможности норма на реакцияпо отношение на всеки от факторите, както постоянно действащи, така и колебливи в стойностите си. Например продължителността на дневните часове в определен регион е постоянна, но температурата и влажността могат да варират в доста широки граници.

Факторите на околната среда се характеризират с интензивността на действие, оптималната стойност ( оптимално), максималните и минималните стойности, в рамките на които е възможен животът на даден организъм. Тези параметри са различни за представители на различни видове.

Отклонението от оптимума на всеки фактор, например намаляване на количеството храна, може да се стесни граници на издръжливостптици или бозайници във връзка с понижаването на температурата на въздуха.

Коефициент, чиято стойност в момента е в границите на издръжливостта или надхвърля тях, се нарича ограничаване.

Интензивността на въздействието на различните фактори на околната среда върху популацията като цяло се нарича правило за оптималност и се описва графично. По ординатната ос е показан размерът на популацията в зависимост от дозата на даден фактор (абсцисната ос). Идентифицирани са оптималните дози на фактора и дозите на фактора, при които възниква инхибиране на жизнената активност на даден организъм. На графиката това съответства на пет зони : оптимална зона, вдясно и вляво от нея песимум зони (от границата на оптималната зона до max или min) и летални зони (разположени отвъд max и min), в които размерът на популацията е 0. Интензитетът на фактора което е най-благоприятно за жизнената активност се нарича оптимално или оптимално. Наричат ​​се границите, извън които съществуването на даден организъм е невъзможно долна и горна граница на издръжливост .

Еврибионти -

организми, живеещи в различни условиясреда (толерират широк диапазон от факторни колебания).

Стенобионти -

организми, които изискват строго определени условия на съществуване (тесен диапазон от факторни колебания).

С комплексно влияние различни факторивърху организмите ограничаване(ограничаващ развитието на организмите) фактор е фактор, който е в дефицит или излишък. Така наречената „цев на Либих“ помага да се представи образно тази ситуация. Представете си варел, в който дървените летви отстрани са с различна височина. Ясно е, че на каквато и височина да са другите летви, в цевта можеш да налееш точно толкова вода, колкото е дължината на най-късата летва.

Законът за оптимума, минимума и максимума.

Този закон гласи, че най-високият добив може да се получи само при средното, тоест оптимално наличие на жизнения фактор на растението.

Ефектът от този закон се проявява ясно при отглеждане на растения на фона различни консуматививсеки един фактор от живота, например вода, топлина, въглероден двуокисили всяка друга. Във всички случаи, тъй като размерът на фактора нараства от минимален до оптимални условияРастежът на растенията ще се подобри и добивите ще се увеличат. С по-нататъшно увеличаване на количеството на фактора, добивът ще започне да намалява, докато достигне близо до нула при максимално количествожизнен фактор на растенията.

Растежът на култивираните растения се влияе не от един фактор на живота, а от комбинация от фактори на живота и условията на околната среда. Установено е, че при промяна само на един фактор на живота, без пряко засягане на останалите, увеличаването на добива постепенно изчезва и след това напълно спира от същите допълнителни дози от фактора. Причината за това е ограничаващото влияние на други жизнени фактори, тъй като влиза в действие законът за минимума, или ограничаващите фактори - добивът на земеделските култури зависи от жизнения фактор, който е в относителен минимум.

Закон за минимума, или ограничаващи фактори, също е свързано с физиологията на растенията, където се тълкува по следния начин; фактор, който е в относителен минимум, ограничава въздействието на всички други жизнени фактори. Предполага се, че жизнените фактори действат върху растенията изолирано едно от друго. Това обаче не съществува в природата. Многобройни експерименти и практика са установили, че жизнената дейност на културните растения наистина зависи от жизнени фактори, които са сравнително минимални, но в в някои случаиЛипсата на някои жизнени фактори може да бъде донякъде смекчена чрез добро осигуряване на други жизнени фактори. Например, ако въглеродният диоксид е ограничаващият фактор в процеса на фотосинтеза, тогава това ограничение може да бъде премахнато по няколко начина: първо, чрез увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферния въздух около растенията; второ, чрез създаване на оптимална температура на околната среда. Последното ще доведе до повишена дифузия на молекули въглероден диоксид от околната среда в междуклетъчните пространства на листата, тоест до по-добро снабдяване на хлоропластите с въглероден диоксид.
Сложността на взаимоотношенията между факторите на живота помежду им, както и между тях и растенията, не позволява опростено разбиране на действието на закона за минимума или ограничаващите фактори.

В производствени условия е необходимо да се познават факторите на живота, които са в първия, втория и следващите минимуми, и да се премахне ограничаващото им влияние с помощта на агротехнически и други техники.

Не само жизнените фактори могат да ограничат добива, но и неблагоприятни условиясреда: почвена, фитологична и агротехническа, например киселинност на почвата, нейното замърсяване. Трябва да се вземат мерки за ограничаване на отрицателното им въздействие върху културните растения.

Биологични ритми.

Много биологични процеси в природата протичат ритмично, т.е. различни състояния на тялото се редуват с доста ясна периодичност. ДА СЕ външни факторивключват – промени в осветеността (фотопериодизъм), температура (термопериодизъм), магнитно поле, интензитет на космическата радиация. Растежът и цъфтежът на растенията зависят от взаимодействието между техните биологични ритмии промени във факторите на околната среда. Същите тези фактори определят времето на миграции на птици, линеене на животни и т.н.

Фотопериодизъм

– фактор, който определя продължителността на светлата част на деня и от своя страна влияе върху проявата на други фактори на околната среда. Продължителността на дневните часове е сигнал за смяната на сезоните за много организми. Много често тялото се влияе от комбинация от фактори и ако някой от тях е ограничаващ, то влиянието на фотопериода намалява или изобщо не се проявява. При ниски температури, например, растенията не цъфтят.

Тематични задачи

A1. Организмите са склонни да се адаптират

1) към няколко най-значими фактори на околната среда

2) към един фактор, който е най-важен за тялото

3) към целия комплекс от фактори на околната среда

4) главно към биотични фактори

A2. Ограничаващият фактор се нарича

1) намаляване на степента на оцеляване на вида

2) най-близо до оптималното

3) с широк диапазон от стойности

4) всякакви антропогенни

A3. Ограничаващият фактор за пъстървата може да бъде

1) скорост на водния поток

2) повишаване на температурата на водата

3) бързеи в потока

4) продължителни дъждове

A4. Морската анемона и ракът отшелник са във връзка

1) хищнически

3) неутрален

4) симбиотичен

A5. Биологичният оптимум е положително действие.

1) биотични фактори

2) абиотични фактори

3) всички видове фактори

4) антропогенни фактори

A6. Най-важната адаптация на бозайниците към живот в променливи условия на околната среда може да се счита за способността да

1) саморегулация

2) спряна анимация

3) защита на потомството

4) висока плодовитост

A7. Факторът, предизвикващ сезонните промени в дивата природа, е

1) атмосферно налягане

2) продължителност на деня

3) влажност на въздуха

4) t въздух

A8. Антропогенният фактор включва

1) конкуренция между два вида за територия

4) бране на горски плодове

A9. Влиянието на факторите с относително постоянни стойностиизложени

1) домашен кон

3) говежда тения

4) човек

A10. Има по-широка норма на реакция по отношение на сезонните температурни колебания

1) езерна жаба

2) водна муха

4) пшеница

В 1. Биотичните фактори включват

1) органични останки от растения и животни в почвата

2) количеството кислород в атмосферата

3) симбиоза, жилище, хищничество

4) фотопериодизъм

5) смяна на сезоните

6) размер на популацията

Местообитанието се отнася до пространството, използвано от живите организми за съществуване. По този начин темата е пряко свързана с въпроса за жизнената дейност на всяко същество. Има четири вида местообитания, освен това има различни фактори, които трансформират външни влияния, така че те също трябва да бъдат взети предвид.

Определение

И така, какво е животинско местообитание? Определението се появява още през деветнадесети век - в трудовете на руския физиолог Сеченов. Всеки жив организъм постоянно взаимодейства със заобикалящите го явления, които беше решено да наречем среда. Нейната роля е двойствена. От една страна всичко жизнени процесиорганизмите са пряко свързани с него - така животните си набавят храна, те се влияят от климата. От друга страна, тяхното съществуване оказва не по-малко влияние върху околната среда, като до голяма степен я определя. Растенията поддържат кислородния баланс и засенчват почвата, животните я правят по-рохкава. Почти всяка промяна се причинява от живи организми. Местообитанието се нуждае от цялостно проучване от всеки, който иска да разбира от биология. Също така е важно да знаете, че някои същества могат да живеят в различни условия. Земноводните се раждат във водна среда и често зимуват и се хранят на сушата. Въздушните бръмбари често се нуждаят от почва или вода, за да се размножават.

вода

Водната среда е съвкупността от всички океани, морета, ледници и континентални води на нашата планета, така наречената хидросфера, освен това понякога включва и снега на Антарктика, атмосферните течности и тези, съдържащи се в организмите. Заема повече от седемдесет процента от повърхността, като по-голямата част е в океаните и моретата. Водата е неразделна част от биосферата, не само от резервоарите, но и от въздуха и почвата. Всеки организъм се нуждае от него, за да оцелее. Освен това водата е това, което отличава Земята от съседните планети. Освен това той играе ключова роля в развитието на живота. Натрупва органични и неорганични вещества, пренася топлината, оформя климата и се среща както в животните, така и в растителни клетки. Ето защо водната среда е една от най-важните.

Въздух

Сместа от газове, която образува земната атмосфера, играе жизненоважна роляза всички живи организми. Въздушното местообитание ръководи еволюцията, тъй като кислородът образува висок метаболизъм, който определя структурата на дихателните органи и системата за водно-солев метаболизъм. Плътност, състав, влажност - всичко това има сериозни последици за планетата. Кислородът се е образувал преди два милиарда години по време на вулканична дейност, след което делът му във въздуха непрекъснато се е увеличил. Модерна средачовешкото обитаване се характеризира с 21% съдържание на този елемент. Важна част от него е и озоновият слой, който пречи на ултравиолетовото лъчение да достигне повърхността на Земята. Без него животът на планетата може да бъде унищожен. Сега безопасното човешко местообитание е застрашено - озоновият слой се унищожава поради негативни процеси в околната среда. Това води до необходимостта от осъзнато поведение и постоянен избор на най-добрите решения не само за хората, но и за Земята.

Почвата

В земята живеят много живи организми. Местообитанието се използва и от растения, които осигуряват храна за повечето живи същества на планетата. Невъзможно е еднозначно да се определи дали почвата е нежива формация, поради което се нарича биоинертно тяло. Според дефиницията това е вещество, което се преработва по време на живота на организмите. Почвеното местообитание се състои от твърдо вещество, включително частици пясък, глина и тиня; течен компонент; газообразен - това е въздух; живи - това са съществата, които го обитават, всякакви микроорганизми, безгръбначни, бактерии, гъбички, насекоми. Всеки хектар земя е дом на пет тона такива форми. Почвеното местообитание е междинно между водно и наземно-въздушно, поради което организмите, живеещи в него, често имат комбиниран тип дишане. Можете да срещнете такива същества дори на внушителни дълбочини.

Взаимодействие на организмите и околната среда

Всяко същество се различава по наличието на метаболизъм и клетъчна организация. Взаимодействието с околната среда протича постоянно и трябва да се изучава комплексно поради сложността на процесите. Всеки организъм зависи пряко от това, което се случва около него. Земно-въздушната среда на човек се влияе от валежите, почвените условия и температурния диапазон. Някои от процесите са полезни за организма, други са безразлични, а други са вредни. Всеки има отделна дефиниция. Например хомеостазата е постоянство вътрешна системакоито отличават живите организми. Местообитанието може да се променя, което изисква адаптация - движения, растеж, развитие. Метаболизъм - метаболизъм, придружен от химична реакция, например дишане. Хемосинтезата е процес на създаване на органична материя от серни или азотни съединения. И накрая, струва си да си припомним определението за онтогенеза. Това е набор от трансформации на тялото, които се влияят от всички фактори на околната среда през целия период на неговото съществуване.

Фактори на околната среда

За по-добро разбиране биологични процесисъщо е необходимо да се проучи това определение. са набор от условия на околната среда, които влияят на живия организъм. Те се разделят според сложна класификация на няколко вида. Приспособяването на организма към тях се нарича адаптация, а външният му вид, отразяващ факторите на околната среда, се нарича жизнена форма.

хранителни вещества

Това е един от видовете фактори на околната среда, които влияят на живите организми. Местообитанието съдържа соли и елементи, доставяни с вода и храна. Биогенни са тези, които са големи количестванеобходими за тялото. Например, това е фосфорът, важен за образуването на протоплазмата, и азотът, основата на протеиновите молекули. Източникът на първия са мъртви организми и скали, а вторият е атмосферен въздух. Липсата на фосфор засяга съществуването почти толкова остро, колкото и липсата на вода. Елементи като калций, калий, магнезий и сяра са малко по-ниски по важност. Първият е необходим за черупки и кости. Калият осигурява работа нервна системаи растеж на растенията. Магнезият е част от молекулите на хлорофила и рибозомите, а сярата е част от аминокиселините и витамините.

Абиотични фактори на околната среда

Има и други процеси, които засягат живите организми. Местообитанието включва фактори като светлина, климат и други подобни, които по дефиниция са абиотични. Без тях са невъзможни процесите на дишане и фотосинтеза, метаболизъм, сезонни полети и размножаване на много животни. На първо място, светлината е важна. Вземат се предвид неговата дължина, интензивност и продължителност на експозицията. Във връзка с него се разграничава цяла класификация, която се изучава от биологията. Местообитание, изпълнено със светлина, се нуждае от хелиофити - ливадни и степни треви, плевели и тундрови растения. Сциофитите се нуждаят от сянка, те предпочитат да живеят под горския навес - това са горски билки. Факултативните хелиофити могат да се адаптират към всякакви условия: дървета, ягоди и здравец принадлежат към този клас. Също толкова важен фактор е температурата. Всеки организъм има определен диапазон, удобен за живот. Водата, наличието на химикали в почвата и дори пожарите - всичко това се отнася и за абиотичната сфера.

Биотични фактори

Антропогенен фактор

Водните, въздушните или сухоземните местообитания винаги са свързани с човешката дейност. Хората интензивно променят света около себе си, оказвайки значително влияние върху неговите процеси. Антропогенните фактори включват всяко въздействие върху организмите, ландшафта или биосферата. Тя може да бъде директна, ако е насочена към живи същества: например неправилният лов и риболов подкопават числеността на някои видове. Друг вариант е косвено въздействие, когато човек променя ландшафта, климата, условията на въздуха и водата и структурата на почвата. Съзнателно или несъзнателно човек унищожава много видове животни или растения, докато култивира други. Така се появява нова среда. Също така има произволни типовевъздействия, например внезапно въвеждане на чужди организми с товара, неправилно отводняване на блата, създаване на язовири, разпространение на вредители. Въпреки това, някои същества изчезват без човешка намеса, така че обвиняването на хората за всички екологични проблеми е просто несправедливо.

Ограничаващи фактори

Всички видове влияния, упражнявани върху организмите от всички страни, се проявяват в различни степени. Понякога ключовите вещества са тези, които са необходими в минимално количество. Съответно е разработено, че най-слабото звено във веригата от нужди на тялото се счита за неговата издръжливост като цяло. По този начин, ако почвата съдържа всички елементи, с изключение на един, необходим за растежа, реколтата ще бъде лоша. Ако добавите само липсващото, като оставите всички останали в същото количество, ще стане по-добре. Ако добавите всичко останало, без да коригирате недостатъка, няма да настъпят промени. Липсващият елемент в такава ситуация ще бъде ограничаващият фактор. Струва си обаче да се вземе предвид максималното въздействие. Описва се от закона за толерантност на Шелфорд, който предполага, че има само определен диапазон, в който даден фактор може да остане полезен за тялото, но в излишък става вреден. Идеални условиясе наричат ​​оптимална зона, а отклоненията от нормата се наричат ​​потискане. Наричат ​​се максимумите и минимумите на въздействията критични точки, извън които съществуването на организъм е просто невъзможно. Степените на толерантност към определени условия са различни за всяко живо същество и позволяват те да бъдат класифицирани като повече или по-малко издръжливи сортове.

Биологични системи

Система- е съвкупност от компоненти, които си взаимодействат и образуват едно цяло.

Видове биологични системи:

Отворени и затворени (за енергия, информация, вещества)

Живи (биологични, социални) и неживи (химически, физически)

Високо подредени (организми) и ниско подредени (кристали)

Саморегулиращи се (организми) и с външна регулация (химични реакции)

Общи характеристики на системите:всяка система се състои от елементи, части (подсистеми) и има определена структура.

Системни свойства:цялостност (подчинение на компонентите на обща цел); взаимосвързаност (промяна в един компонент води до промяна в други); йерархия (системата може да бъде част от друга по-голяма система).

Принципи на организация на биологичните системи

1. Отвореност – биологичните системи са отворени за навлизане на вещества, енергия и информация в тях.
2. Висок ред – съгласуваност между компонентите, които формират системата; ефективно използваневходяща енергия.
3. Оптимален дизайн - най-успешните комбинации от елементи и части; биологичните системи включват най-леките химични елементи; спестяване на строителни материали, минимизиране на живата материя.
4. Управляемостта е преходът от едно състояние в друго.
5. Йерархията е взаимното подчинение на елементи и части.

Нива на организация на живата материя

Молекулярно ниво

Определя се от химичния състав на живите системи (органични и неорганични молекули и техните комплекси), биохимични процеси - метаболизъм и преобразуване на енергия, съхранение и предаване наследствена информация. На това ниво има граница между живата и неживата природа.

Система: биополимери - протеини, нуклеинови киселини.

Процеси: трансфер генетична информация- репликация, транскрипция, транслация.

Органоидно-клетъчно ниво

Определя се от структурата и функционирането на клетките, тяхната диференциация и специализация по време на развитието и механизмите на делене. Няма неклетъчни форми на живот и вирусите могат да проявяват свойствата на живите системи само в живите клетки.

Система: клетка.

Процеси: Клетъчен метаболизъм, жизнени цикли и делене, които се регулират от ензимни протеини.

Тъканно ниво

Причинява се от колекция от клетки, които са сходни по структура и обединени от обща функция.

Система: плат.

Процеси: процеси на взаимодействие на клетките в многоклетъчен организъм.

Органно ниво

Тя се определя от структурата и жизнената активност на няколко вида тъкани, които образуват отделни органи.

Система: орган.

Процеси: процеси на взаимодействие между органи и системи от органи.

Организмово ниво

Тя се определя от особеностите на структурата и функционирането на отделните индивиди, механизмите на координирана работа на органите и системите от органи и реакциите към променящите се условия на околната среда.

Система: организъм.

Процеси: онтогенеза, метаболизъм, хомеостаза, размножаване.

Популационно-видово ниво

То се определя от взаимоотношенията между организмите от една и съща популация, между организмите и тяхното местообитание.

Система: популация, вид.

Процеси: промени в генофонда, елементарни еволюционни промени.

Биогеоценотично (екосистемно) ниво

Определя се от взаимоотношенията между организмите от различни видове и различната сложност на организацията.

Система: биогеоценоза (екосистема).

Процеси: циркулация на веществата и трансформация на енергия в биогеоценоза (екосистема), хранителни вериги и мрежи.

Биосферно ниво

Обуславя се от взаимоотношенията между различните екосистеми (биогеоценози), кръговрата на веществата и преобразуването на енергията.

Система: Биосфера.

Процеси: кръговрат на веществата и преобразуване на енергия.

Основни свойства на живите системи

1. Единство химичен състав

Живите организми са изградени от същото химически елементи, като телата на неживата природа, само че в различни пропорции - 98% от химичния състав на живите организми е въглерод, кислород, водород и азот.

2. Метаболизъм

Всички живи организми са способни на метаболизъм с околната среда, като същевременно абсорбират необходимите вещества и отделят отпадъчни продукти. Метаболизмът осигурява хомеостаза - постоянство физичен и химичен съставтялото и всички негови части. Метаболизмът се среща и в неживата природа, но в същото време те се движат (отмива се почвата) или променят само своите агрегатно състояние(изпаряване на водата), а при биологичния метаболизъм – превръщането им.

3. Самовъзпроизвеждане (възпроизвеждане)

Живите организми са способни да възпроизвеждат собствения си вид. Това свойство се основава на образуването на нови молекули и структури на базата на информация, съхранявана в ДНК. Благодарение на самовъзпроизвеждането не само цели организми, но и клетките и клетъчните органели след деленето са идентични на своите предшественици.

4. Наследственост

Способността на организмите да запазват и предават от поколение на поколение признаци, свойства, особености, т.е. осигуряват приемственост на поколенията.

5. Променливост

Способността на организмите да придобиват нови характеристики и свойства по време на живота, която се основава на процеса на промяна на ДНК молекулите. Това свойство осигурява материал за естествен подбор.

6. Развитие и растеж

Развитието е универсално свойство на материята - необратимо, насочено, естествено изменение на живите и неживите системи, в резултат на което възникват качествено нови състояния на системите. Развитието на живите системи е представено от индивидуално развитие (онтогенеза) и историческо развитиевид (филогенеза). Развитието е съпроводено с растеж - увеличаване на размера, масата и обема на тялото.

7. Раздразнителност

Способността на организмите да реагират селективно на външни въздействия на околната среда. Промените в условията на околната среда по отношение на тялото са дразнене и реакция на тялото към външни стимули- раздразнителност - показател за чувствителността на организма към дразнители. При растенията - тропизми (промени в моделите на растеж): геотропизъм, хелиотропизъм, аеротропизъм, реотропизъм, термотропизъм, фототропизъм - и настия (движение) отделни части растителен организъм): движение на листата към светлината; при най-простите животни - такси (промени в характера на движение): хемотаксис, фототаксис, аеротаксис, геотаксис, реотаксис, термотаксис; при многоклетъчни животни - рефлекс ( отзивчивостдразнене на тялото, осъществявано и контролирано от нервната система).

8. Дискретност и почтеност

Всеки организъм (биологична система) се състои от изолирани, пространствено разграничени елементи, които са тясно свързани и взаимодействат помежду си, т.е. те са структурно и функционално единни.

9. Саморегулация

Способността на живите организми да поддържат постоянен физически и химичен състав, интензивност физиологични процесив променящите се условия на околната среда. недостатък хранителни веществамобилизира вътрешните ресурси на организма, а излишъкът предизвиква спиране на техния синтез.

10. Ритъм

Промени в интензивността на физиологичните процеси и функции с различни периоди на колебания (дневни, сезонни ритми). Ритъмът осигурява адаптирането на организмите към периодично променящите се условия на живот.

11. Енергийна зависимост

Живите организми са отворени системи, които са стабилни само при условие на непрекъснат достъп на енергия и материя отвън.

12. Самообновяване

Способността за възстановяване на макромолекули, органели и клетки по време на тяхното постепенно унищожаване.

13. Йерархия

Всички живи същества, от биополимерите до биосферата, са в определено подчинение, а функционирането на по-малко сложни биологични системи прави възможно съществуването на по-сложни биологични системи.

Кириленко А. А. Биология. Единен държавен изпит. глава " Молекулярна биология" Теория, тренировъчни задачи. 2017 г.

ДА СЕ биологични факториоколната среда включват микроорганизми и протеинови частици, които, действайки върху човешкото тяло, предизвикват специфична реакция имунна реакция. Биологичните фактори включват приони, вируси, бактерии, гъбички и протозои. Ефектът им върху човешкия организъм е постоянен и не може да бъде изключен. Връзката между микроорганизмите и биологичен организъммогат да бъдат изградени на принципа на неутралност (обектите не се влияят един на друг) или симбиоза (съжителство на двама различни организми, по-големият от които е „главният“). Повечето микроорганизми, взаимодействащи с човешкото тяло, се възползват от това, като не само не вредят на тялото на „гостоприемника“, но често се оказват полезни за него. Има две форми на симбиоза.

Коменсализмът е връзка, при която само единият партньор има полза, без да вреди на другия. Съвкупността от такива микроорганизми при хората се определя като нормална (естествена) микрофлора (например естествената микрофлора на кожата, състояща се главно от микобактерии, стрептококи, стафилококи и пропионови бактерии).

Мутуализмът е взаимноизгодно съжителство. Такива са Escherichia coli, Bacteroides, Bifidobacterium и други представители чревна микрофлорачовек.

Днес, под въздействието на антропогенни промени в околната среда, еволюцията на биологичните агенти се извършва поради ускоряване на скоростта на тяхната генетична променливост и увеличаване на тяхната патогенност (патогенност). Човешките защитни системи, които са доста ефективни по отношение на „обикновените“ (обичайни за тялото) биологични обекти, често са неефективни под въздействието дори на относително слаби, но еволюционно непознати фактори. Фините защитни механизми, развивани в продължение на хиляди години много преди появата на човека и непрекъснато усъвършенствани през цялата история на човечеството, се оказват несъвършени в лицето на твърде бързо променящите се условия на живот. В допълнение, увеличаването на населението на градовете, интензивността на миграционните процеси и нарастването на комуникационните връзки определят бързия темп на разпространение на инфекциите, което заедно с нарастващата патогенност на патогените води до еволюция на епидемичния процес. като цяло.

Предимства на биологичните методи

Дългосрочни наблюдения, които наричаме мониторинг с помощта на съвременната терминология, са извършвани само върху промените в концентрациите в околната среда на определени вредни веществаи някои други параметри на състоянието естествена средаглавно свързани с естествени причини. За разлика от динамиката на екосистемата, причинена от природни фактори, промените им под въздействието на антропогенни и техногенни фактори настъпват много бързо.

Логично е да се предположи, че тъй като живите организми се влияят силно и негативно от различни химични примеси в околната среда, то качеството на околната среда трябва да се оценява чрез химични методи. Това обаче не е съвсем вярно. Факт е, че често химическите методи не могат да определят наличието на вредни вещества в околната среда поради ниската им концентрация, но поради ефекта на тяхната кумулация вредни ефектисе оказва осезаемо.

Бележка 1

По същия начин химичните методи не могат да отразят спецификата на комбинираното въздействие на няколко вредни вещества върху организма, което не може да се сведе до сумирането на отделните ефекти. И накрая, съществува феноменът на адаптацията, поради който въздействието на еднакви концентрации на едни и същи замърсители върху различните поколения организми е неравномерно. Всички тези недостатъци на химичните методи стават незначителни за биологичните.

Биологични тестови обекти

Определение 1

Тестовите обекти са организми, използвани за оценка на токсичността химически вещества, промишлени емисии, атмосферни примеси, природни и отпадъчни води, почви, дънни утайки на резервоари, фуражи и др.

Това са своеобразни „сензори“ на сигнална информация, показващи степента на токсичност на околната среда, те позволяват да се заменят сложните химически анализи и дават възможност за бързо установяване на факта на токсичност (токсичност, вредност) на околната среда; на зависимостта му от едно лесно определяемо аналитично вещество или цял комплекс от химически неопределени вещества. Тестови обекти с висока степенприближенията дават възможност да се определи количествено нивото на токсичност на замърсяването на въздуха, водата и почвата.

Най-често използваните обекти са различни организми– растения, безгръбначни и гръбначни животни.

Методите за изследване също са различни. Това е изследване на видовия състав и изобилието от биоиндикатори в общностите, лабораторни изследвания, в който се отбелязва влиянието на тестваната среда върху оцеляването, плодовитостта и стабилността на развитие на организмите. Популярни обекти на такова изследване са:

• семена от редица растения,
• лишеи,
• Дафния,
• много водни безгръбначни,
• риба,
• и т.н.

Бележка 2

Целият метод често се наименува според използвания обект, например метод, базиран на използването на лишеи като тестов обект, се нарича индикация за лишеи.

Тестовите обекти трябва да бъдат чувствителни към естеството и състава на субстрата, микроклиматичните условия и състава на околната среда. Използването им като обекти на глобален мониторинг се улеснява от широкото им разпространение и изразената реакция към външно влияние, въпреки факта, че присъщата променливост на тези организми трябва да бъде относително незначителна.

Тестовите обекти служат като интегрален индикатор за състоянието на околната среда и косвено изразяват чрез реакцията си общата "благоприятност" на комплекса от абиотични фактори на околната среда за биотата. В допълнение, повечето химични съединения, които имат вредно въздействие върху организмите, са включени в емисиите на повечето промишлени производства, което прави възможно използването на биологични тестови обекти за фина индикация на антропогенното натоварване.

Най-финият механизъм на такива изследвания е изследването на стабилността на развитието, което дава възможност да се оценят слабите нива на въздействие върху околната среда, които не водят до смъртта на организмите.