Что изучает биоценотический уровень организации жизни

Биология. 10 класс

ВВЕДЕНИЕ

Живая природа на Земле очень разнообразна и представляет собой сложноорганизованную соподчиненную (иерархическую) систему, состоящую из разных биологических систем (биосистем).

Биологическая система (биосистема) — биологический объект, состоящий из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов и обладающий способностью к развитию, самовоспроизведению (за исключением определенных тканей и органов) и приспособлению к среде.

Например, амеба обыкновенная представляет собой биосистему, состоящую из оболочки, ядра и цитоплазмы, содержащей органоиды. Все ее структурные элементы взаимодействуют между собой и обеспечивают амебе способность к размножению и существованию в водной среде.

Примером более сложной биосистемы может быть любое покрытосеменное растение, состоящее из взаимосвязанных органов — корня, стебля, листьев, цветков и плодов. Благодаря этим структурным элементам растение может размножаться и приспосабливаться к жизни в наземно-воздушной среде. Лиственный, смешанный или хвойный леса также являются примером биосистемы. Любой лес состоит из групп организмов (популяций) разных видов растений, животных, грибов и микроорганизмов. Эти популяции взаимодействуют между собой и обеспечивают его развитие и устойчивое существование в данной среде.

Современная биология рассматривает жизнь на планете Земля как совокупность соподчиненных биологических систем, различающихся особенностями строения и проявлением свойств. Наименьшей биологической системой является клетка, состоящая из биомолекул. В зависимости от степени сложности строения живой материи выделяют молекулярный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический, биомный и биосферный уровни организации жизни.

Первый уровень — молекулярный. Элементарными единицами этого уровня являются биомолекулы: нуклеиновые кислоты, белки, жиры, углеводы и другие органические соединения, которые вступают во взаимодействие между собой и формируют более сложные системы — клетки. Биомолекулы не являются биосистемами, но они представляют молекулярный уровень организации жизни, на котором проявляются такие свойства живой материи, как единство химического состава и обмен веществ и энергии. Этот уровень организации жизни изучают биофизика, молекулярная биология и биологическая химия.

Следующим уровнем организации жизни является клеточный уровень. Элементарные единицы этого уровня — клетки. Их структурными компонентами выступают биомолекулы, из которых формируются плазматическая мембрана, цитоплазма, органоиды, ядро (у бактерий хромосома). Клетку, как структурную и функциональную единицу жизни, изучает наука цитология.

Клетки, сходные по строению, функциям и происхождению, образуют ткани, которые представляют тканевый уровень организации жизни. На тканевом уровне изучаются строение, функции и многообразие тканей. Ткани являются предметом изучения гистологии.

В свою очередь, функциональное объединение нескольких типов тканей приводит к формированию органа. Органы представляют органный уровень организации жизни. Они могут объединяться в системы органов. Строение и функции органов изучают морфология, анатомия и физиология.

Организменный уровень организации жизни представляют организмы (особи). Организм — самый низкий уровень организации биологических систем, способных к автономному существованию и самовоспроизводству. Организмы бывают одноклеточными (бактерии, протисты) и многоклеточными (грибы, лишайники, водоросли, растения, животные). Растительные организмы изучает ботаника, животные организмы — зоология, микроорганизмы — микробиология. Взаимоотношения организмов разных видов между собой и со средой обитания изучает экология.

За организменным следует популяционно-видовой уровень. Особи одного вида, обитающие на общей территории, формируют группу — популяцию, а все популяции родственных особей в совокупности составляют вид. Популяциями одного вида можно считать группы сосен, произрастающих в городском парке, сосновом или смешанном лесу. Группы карасей, обитающих в разных водоемах или в прибрежной и глубинной зонах одного водоема также будут являться примерами разных популяций одного вида.

Следующий уровень организации жизни — биоценотический. Элементарными единицами этого уровня являются биоценозы. Они формируются из популяций разных видов, длительно обитающих на определенной территории, между которыми возникают межвидовые связи и взаимоотношения. Примером биоценоза может быть совокупность всех обитателей луга или дубравы, все население озера или пруда.

Биогеоценотический уровень организации жизни является еще более сложным. Его представляют биологические системы — биогеоценозы. Они возникают в результате взаимодействия биоценозов со средой обитания путем обмена веществом и энергией. В качестве примеров биогеоценозов можно назвать луг, болото, хвойный лес, березовую рощу, дубраву — единые комплексы живых организмов разных видов и их среды обитания.

Крупные региональные или субконтинентальные комплексы естественных экосистем со сходной структурой, определенным типом растительности и ландшафта, с одинаковым географическим положением называют биомами. Они являются структурными единицами биомного уровня организации жизни. На суше понятие «биом» практически соответствует понятию «природная зона».

Самый высший уровень организации жизни — биосферный. Совокупность всех биомов на планете Земля, связанных непрерывным круговоротом веществ и потоком энергии, называют биосферой. Она представляет собой глобальную по масштабам и сложности биологическую систему.

Особое место в системе биологических наук, изучающих уровни организации жизни, занимает наука экология. Термин «экология» (от греч. óikos — дом, жилище, lógos — наука, учение) ввел немецкий зоолог-эволюционист Э. Геккель в 1866 г. Под экологией он понимал науку об отношениях организмов с окружающей средой.

На начальном этапе предметом экологии являлись организмы (особи), а задачей науки было изучение их взаимодействия со средой обитания. В настоящее время предмет изучения экологии значительно расширился. Помимо организмов, он включает надорганизменные биосистемы: популяции, биоценозы (сообщества), биогеоценозы (экосистемы), биомы и биосферу.

Современная экология — это наука, изучающая биологические системы разного уровня организации (от организменного до биосферного) и закономерности их взаимодействия между собой и со средой.

Перед экологией стоят следующие задачи: 1) изучение механизмов адаптации (приспособления) организмов к среде обитания; 2) изучение свойств и структуры популяций, динамики и механизмов регуляции их численности; 3) изучение биологического разнообразия экосистем, закономерностей образования и распределения в них биологической продукции; 4) изучение процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости.

Использование знаний о законах существования биологических систем, установленных экологией, позволит осуществлять рациональное использование и охрану природных ресурсов. Экология — важнейшая наука будущего и, как писал французский эколог Ф. Дре еще в 1976 г., «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от прогресса экологии».

Источник

Популяционно-биоценотический уровень жизни

Вы будете перенаправлены на Автор24

Популяционно-видовой уровень

В природе живые особи не являются изолированными друг от друга, они объединены в более высокий ранг биологической организации – популяционно-биоценотический.

Популяционно-видовой уровень образуется тогда, когда особи объединяются в виды, а виды – в популяции.

Таким образом, популяции представляют собой совокупность особей, принадлежащих одному виду и населяющих определенную, изолированную от соседних совокупностей того же вида, территорию. Характерной чертой таких популяций является появление новых свойств и особенностей в живой природе, отличающихся от свойств предыдущих уровней организации жизни.

Популяции состоят из множества особей, целостность популяции заключается во взаимодействии особей и воссоздается в ходе обмена генетическим материалом и в ходе полового размножения. Виды являются системами популяций. Виды и популяции имеют способность к самостоятельному существованию в течение длинного периода времени и имеют способности к самостоятельному эволюционному развитию.

Популяции являются элементарными единицами, представляющими собой открытые системы ввиду иногда возникающего скрещивания между особями разных популяций и происходящим при этом обменом генетической информацией. На популяционно-биоценотическом уровне развития жизни свободное скрещивание между особями внутри вида и популяции играет важную роль. Виды – наименьшие генетически закрытие системы, так как в результате скрещивания особей разных видов в большинстве случаев появления плодовитого потомства не происходит.

Популяция является основной элементарной структурой на популяционно-видовом уровне, а изменение генотипического состава популяции является элементарным явлением на этом уровне. На популяционно-видовом уровне элементарным материалом является мутация.

Популяции и виды, а также и процесс эволюции, протекающий в популяциях, существуют в системе биогеоценоза. Биогеоценоз – это среда обитания, включающая в себя биотические и абиотические факторы.

Биоценотический уровень

В ходе взаимодействия, происходящего между популяциями, они объединяются в биоценозы.

Готовые работы на аналогичную тему

Биоценозом называют совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые обитают на участке среды с однородными условиями существования и характеризующимися взаимосвязями между собой.

Элементы, которые составляют биоценоз, являются взаимозависимыми. Изменения, происходящие в одном виде способны сказаться на всем биоценозе, вплоть до распада. Биоценозы являются составными частями более сложных сообществ – биогеоценозов.

Биогеоценотический уровень

Биогеоценозом называется комплекс живых и неживых компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергией.

Биогеоценоз является одной из самых сложных природных систем, возникший в ходе совместного исторического развития многих видов растений и животных. В процессе исторического развития виды приспосабливались друг к другу, в процессе эволюции видов меняется и структура биогеоценоза.

Биогеоценоз является целостной системой, в которой виды действуют друг на друга по принципу прямой и обратной связи.

Исчезновение какого-либо компонента может вызвать разрушение целостности всего биогеоценоза, в результате которого происходит необратимый процесс нарушения равновесия и гибели биогеоценоза.

Биогеоценоз является саморегулирующейся системой. В то же время он представляет собой незамкнутую систему, в которой существуют каналы энергии и вещества, которые связывают соседние биогеоценозы. Такие процессы обмена между биогеоценозами могут происходить в газообразной, твердой, жидкой форме, а также в форме миграции животных.

Система биогеоценоза характеризуется уравновешенностью, она взаимосвязана и стойкая во времени. Устойчивость биогеоценоза зависит от разнообразия его элементов. Чем биогеоценоз многообразнее, тем он устойчивее. Например, биогеоценозы тропических лесов устойчивее биогеоценозов в зоне арктического пояса, так как в тропическом биогеоценозе больше видов растений и животных.

Для существования высокоорганизованных организмов нужны более простые организмы. В каждой экосистеме существуют как простые, так и сложные составляющие. Существование биогеоценоза только из деревьев или бактерий невозможно, так же, как не бывает экосистем, состоящих только из позвоночных и млекопитающих. Таким образом, простейшие организмы в любой экосистеме – это важная составляющая биогеоценоза, являющаяся основой его существования.

Абиотическими составляющими биогеоценозов являются:

Автотрофы являются первичной биотической основой формирования биогеоценоза. К ним относятся зеленые растения, микроорганизмы, хемосинтетики, которые производят органическое вещество. В связи с этим границы биогеоценозов совпадают с границами фитоценозов.

Животные играют важную роль в жизни растений, осуществляя опыление, распространение плодов, участвуя в круговороте веществ и т.д. Таким образом происходит формирование биогеоценотического комплекса.

Совокупность биогеоценозов, связанных круговоротом веществ и энергии образуют биосферу Земли. Деятельность растений способствовала тому, что биосфера стала аккумулятором солнечной энергии. Живое вещество определило состав атмосферы, почвы, гидросферы, в результате чего внешний облик Земли изменился.

Кругооборот вещества и энергии между органической и неорганической материей существует постоянно, обеспечивая продолжительность существования жизни. Если рассмотреть биосферу Земли как единую экосистему, видно, что живое вещество Земли меняет только состояния, переходя из одного в другое, при этом не увеличиваясь и не уменьшаясь.

Таким образом, биоценотический уровень жизни является наиболее сложным уровнем организации жизни на Земле.

Источник

БИОЦЕНОТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

Уровень организации живой материи – это функциональное место биологической структуры определенной степени сложности в общей иерархии живого. Выделяют следующие уровни организации живой материи: молекулярный, субклеточный, клеточный, органно-тканевой, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический, биосферный.

1. Молекулярный (молекулярно-генетический). На этом уровне живая материя организуется в сложные высокомолекулярные органические соединения, такие, как белки, нуклеиновые кислоты и др.

2. Субклеточный (надмолекулярный). На этом уровне живая материя организуется в органоиды: хромосомы, клеточную мембрану, эндоплазматическую сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, рибосомы и другие субклеточные структуры.

3. Клеточный. На этом уровне живая материя представлена клетками. Клетка является элементарной структурной и функциональной единицей живого.

4. Органно-тканевой. На этом уровне живая материя организуется в ткани и органы. Ткань – совокупность клеток, сходных по строению и функциям, а также связанных с ними межклеточных веществ. Орган – часть многоклеточного организма, выполняющая определенную функцию или функции.

5. Организменный (онтогенетический). На этом уровне живая материя представлена организмами. Организм (особь, индивид) – неделимая единица жизни, ее реальный носитель, характеризующийся всеми ее признаками.

6. Популяционно-видовой. На этом уровне живая материя организуется в популяции. Популяция – совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Вид – совокупность особей (популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих в природе определенную область (ареал).

7. Биоценотический. На этом уровне живая материя образует биоценозы. Биоценоз – совокупность популяций разных видов, обитающих на определенной территории.

8. Биогеоценотический. На этом уровне живая материя формирует биогеоценозы. Биогеоценоз – совокупность биоценоза и абиотических факторов среды обитания (климат, почва).

9. Биосферный. На этом уровне живая материя формирует биосферу. Биосфера – оболочка Земли, преобразованная деятельностью живых организмов.

Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.

Источник

Биоценотический уровень

Популяции, представляющие первый надорганизменный уровень живого, являющиеся элементарными единицами эволюции, способными к самостоятельному существованию и трансформации, объединяются в совокупности следующего надорганизменного уровня — биоценозы.

Биоценоз — совокупность всех организмов, населяющих участок среды с однородными условиями жизни, например лес, луг, болото и т.д. Иными словами, биоценоз — это совокупность популяций, проживающих на определенной территории.

Биоценоз представляет собой закрытую систему для чужих популяций, для составляющих его популяций — это открытая система. Составляющие биоценоз популяции находятся в очень сложных отношениях. Мы можем встретить примеры антагонизма, конкуренции, кооперации, паразитизма. Так, пищевые цепи, формирующиеся внутри биоценозов, являют собой пример антагонизма, так как выживание одних организмов обеспечивается за счет гибели других. Например, хищники живут охотой на травоядных, которые, в свою очередь, питаются растениями. Примерами конкуренции могут служить отношения, складывающиеся между хищниками одного биоценоза, которые борются между собой за лучшие места обитания, за самку и т.д. Часто мы сталкиваемся с паразитизмом, при этом паразиты (глисты, насекомые, микроорганизмы) живут за счет своего хозяина (растения или животного). И, наконец, имеет место кооперация, или симбиоз, при которой организмы разных видов помогают друг другу в выживании. Таковы взаимовыгодные отношения между цветами и насекомыми-опылителями, при которых пчелы получают нектар, необходимый для производства меда, а растения размножаются.

Обычно биоценозы состоят из нескольких популяций и являются составным компонентом системы, включающей абиотические компоненты — биогеоценоза. Биогеоценоз — сложная динамическая система, представляющая собой совокупность биотических и абиотических элементов, связанных между собой обменом вещества, энергии и информации, в рамках которой может осуществляться круговорот веществ в природе.

Это означает, что биогеоценоз — устойчивая система, которая может существовать на протяжении длительного времени. Равновесие в живой системе динамично, т.е. представляет собой постоянное движение вокруг определенной точки устойчивости. Для стабильного функционирования живой системы необходимо наличие обратных связей между ее управляющей и управляемой подсистемами. Такой способ поддержания динамического равновесия называется гомеостазом. Нарушение динамического равновесия между различными элементами биогеоценоза, вызванное массовым размножением одних видов и сокращением или исчезновением других, приводящее к изменению качества окружающей среды, называют экологической катастрофой.

Термин «биогеоценоз» был предложен в 1940 г. русским ботаником В.Н. Сукачевым, который обозначил этим термином совокупность однородных природных явлений (атмосферы, горных пород, водных ресурсов, растительности, животного мира, почвы), распространенных на некотором протяжении земной поверхности, имеющих определенный тип обмена веществом и энергией между ними и окружающими элементами, представляющих противоречивое единство. Представляя собой единство живого и неживого, биогеоценоз находится в постоянном движении и развитии, поэтому меняется с течением времени.

Биогеоценоз — это целостная саморегулирующаяся система, в которой выделяют несколько типов подсистем:

1) первичные системы — продуценты(производящие), непосредственно перерабатывающие неживую материю (водоросли, растения, микроорганизмы);

2) консументы первого порядка — вторичный уровень, на котором вещество и энергия получаются за счет использования продуцентов (травоядные животные);

3) консументы второго порядка (хищники и т.д.)

4) падальщики (сапрофиты и сапрофаги), питающиеся мертвыми животными;

5) редуценты — это группа бактерий и грибов, разлагающие остатки органической материи.

В результате жизнедеятельности сапрофитов, сапрофагов и редуцентов в почву возвращаются минеральные вещества, что увеличивает ее плодородие и обеспечивает питание растений. Поэтому падальщики и редуценты — очень важная часть пищевых цепей.

Через эти уровни в биогеоценозе проходит круговорот веществ — жизнь участвует в использовании, переработке и восстановлении различных структур. Но круговорота энергии при этом не происходит: с одного уровня на другой, более высокий, переходит около 10% энергии, поступившей на предыдущий уровень. Обратный поток не превышает 0,5%. Иными словами, в биогеоценозе существует однонаправленный энергетический поток. Это делает его незамкнутой системой, неразрывно связанной с соседними биогеоценозами. Данная связь проявляется в разных формах: газообразной, жидкой, твердой, а также в форме миграции животных.

Саморегуляция биогеоценозов протекает тем успешнее, и он тем устойчивее, чем разнообразнее количество составляющих его элементов. От многообразия компонентов зависит устойчивость биогеоценозов. Выпадение одного или нескольких компонентов может привести к необратимому нарушению равновесия биогеоценоза и гибели его как целостной системы. Так, тропические биогеоценозы в силу огромного количества растений и животных, входящих в них, намного устойчивее умеренных или арктических биогеоценозов, более бедных в плане видового разнообразия. По той же причине озеро, являющееся природным биогеоценозом с достаточным разнообразием живых организмов, намного устойчивее пруда, созданного человеком и не могущего существовать без постоянного ухода за ним. Это вызвано тем, что высокоорганизованные организмы для своего существования нуждаются в более простых организмах, с которыми они связаны трофическими цепями. Поэтому фундаментом любого биогеоценоза являются простейшие и низшие организмы, большей частью автотрофные микроорганизмы и растения. Они напрямую связаны с абиотическими компонентами биогеоценоза — атмосферой, водой, почвой, солнечной энергией, с использованием которой создают органическое вещество. Они же составляют жизненную среду для гетеротрофных организмов — животных, грибов, вирусов, человека. Эти организмы, в свою очередь, участвуют в жизненных циклах растений — опыляют, распространяют плоды и семена. Так происходит круговорот веществ в биогеоценозе, фундаментальную роль в котором играют растения. Поэтому границы биогеоценозов чаще всего совпадают с границами растительных сообществ.

Сами биоценозы нередко демонстрируют направленные изменения – сукцессию.Сукце́ссия (от лат. succesio — преемственность, наследование) — последовательная необратимая и закономерная смена одного биоценоза (фитоценоза, микробного сообщества, тд.) другим на определённом участке среды во времени. Теорию сукцессий изначально разрабатывали геоботаники, но затем стали широко использовать и другие экологи. Одним из первых теорию сукцессий разработал Ф. Клементс и развил В. Н. Сукачёв, а затем С. М. Разумовский. Термин введён Ф. Клементсом для обозначения сменяющих друг друга во времени сообществ, образующих сукцессионный ряд (серию) где каждая предыдущая стадия (серийное сообщество) формирует условия для развития последующего.

Источник

Биологические закономерности. Уровневая организация и эволюция живой природы.

Уровни организации живой природы

Иерархичность организации живой материи позволяет условно подразделить её на ряд уровней.

Уровень организации живой материи — это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.

Выделяют следующие уровни организации живой материи.

Уровни организации живой материи

Необходимо отметить, что биогеоценотический и биосферный уровни организации живой материи выделяют не всегда, поскольку они представлены биокосными системами, включающими не только живое вещество, но и неживое. Также часто не выделяют субклеточный и органно-тканевой уровни, включая их в клеточный и организменный соответственно.

Краткая история эволюции органического мира

Возраст Земли около 4,6 млрд лет. Жизнь на Земле возникла в океане более 3,5 млрд лет назад.
Историю развития жизни на Земле изучают по ископаемым останкам организмов или следам их жизнедеятельности. Они встречаются в горных породах разного возраста.
Геохронологическая шкала истории Земли разделена на эры и периоды.

Источник