Tingkat organisasi kehidupan berikut ini dibedakan: molekuler, seluler, organ-jaringan (terkadang terpisah), organisme, populasi-spesies, biogeocenotic, biosfer. Alam yang hidup adalah sebuah sistem, dan berbagai tingkat organisasinya membentuk struktur hierarki yang kompleks, ketika tingkat-tingkat yang lebih sederhana menentukan sifat-sifat tingkat yang lebih tinggi.

Jadi molekul organik kompleks adalah bagian dari sel dan menentukan struktur serta fungsi vitalnya. Pada organisme multiseluler, sel disusun menjadi jaringan, dan beberapa jaringan membentuk suatu organ. Organisme multiseluler terdiri dari sistem organ; di sisi lain, organisme itu sendiri adalah unit dasar suatu populasi dan spesies biologis. Suatu komunitas diwakili oleh populasi yang berinteraksi jenis yang berbeda. Komunitas dan lingkungan membentuk suatu biogeocenosis (ekosistem). Totalitas ekosistem planet bumi membentuk biosfernya.

Pada setiap tingkat, muncul sifat-sifat baru makhluk hidup yang tidak ada pada tingkat dasar, dan fenomena dasar serta unit dasar mereka sendiri dibedakan. Pada saat yang sama, dalam banyak hal, tingkat tersebut mencerminkan kemajuan proses evolusi.

Identifikasi tingkatan berguna untuk mempelajari kehidupan sebagai fenomena alam yang kompleks.

Mari kita lihat lebih dekat setiap tingkat organisasi kehidupan.

Tingkat molekuler

Meskipun molekul terdiri dari atom, perbedaan antara benda hidup dan benda mati hanya terlihat pada tingkat molekuler. Hanya ditemukan pada organisme hidup sejumlah besar zat organik kompleks - biopolimer (protein, lemak, karbohidrat, asam nukleat). Namun organisasi tingkat molekuler makhluk hidup juga mencakup molekul anorganik yang masuk ke dalam sel dan berperan penting dalam kehidupannya.

Berfungsinya molekul biologis mendasari sistem kehidupan. Pada tingkat kehidupan molekuler, metabolisme dan konversi energi diwujudkan sebagai reaksi kimia, transmisi dan perubahan informasi herediter (reduplikasi dan mutasi), serta sejumlah proses seluler lainnya. Kadang-kadang tingkat molekuler disebut genetik molekuler.

Tingkat kehidupan seluler

Sellah yang merupakan unit struktural dan fungsional makhluk hidup. Tidak ada kehidupan di luar sel. Bahkan virus hanya dapat menunjukkan sifat-sifat makhluk hidup jika berada di dalam sel inangnya. Biopolimer sepenuhnya menunjukkan reaktivitasnya ketika diorganisasikan ke dalam sel, yang dapat dianggap sebagai sistem yang kompleks saling berhubungan terutama oleh berbagai reaksi kimia molekul.

Pada tingkat sel ini, fenomena kehidupan terwujud, mekanisme transmisi informasi genetik dan transformasi zat dan energi digabungkan.

Jaringan organ

Hanya organisme multiseluler yang memiliki jaringan. Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang serupa struktur dan fungsinya.

Jaringan terbentuk dalam proses entogenesis melalui diferensiasi sel-sel yang memiliki informasi genetik yang sama. Pada tingkat ini terjadi spesialisasi sel.

Pada tumbuhan dan hewan, mereka mengeluarkannya jenis yang berbeda kain. Jadi pada tumbuhan merupakan jaringan meristem, pelindung, dasar dan konduktif. Pada hewan - epitel, ikat, berotot dan gugup. Jaringan mungkin menyertakan daftar subjaringan.

Suatu organ biasanya terdiri dari beberapa jaringan yang saling berhubungan menjadi suatu kesatuan struktural dan fungsional.

Organ membentuk sistem organ yang masing-masing bertanggung jawab atas fungsi penting bagi tubuh.

Tingkat organ pada organisme uniseluler diwakili oleh berbagai organel sel yang menjalankan fungsi pencernaan, ekskresi, respirasi, dll.

Tingkat organisasi organisme makhluk hidup

Seiring dengan tingkat sel, unit struktural terpisah dibedakan pada tingkat organisme (atau ontogenetik). Jaringan dan organ tidak dapat hidup mandiri, organisme dan sel (jika organisme bersel tunggal) dapat hidup sendiri.

Organisme multiseluler terdiri dari sistem organ.

Pada tingkat organisme, fenomena kehidupan seperti reproduksi, entogenesis, metabolisme, lekas marah, regulasi neurohumoral, dan homeostasis terwujud. Dengan kata lain, fenomena dasarnya merupakan perubahan alami organisme dalam perkembangan individu. Unit dasar adalah individu.

Spesies populasi

Organisme dari spesies yang sama, disatukan oleh habitat yang sama, membentuk suatu populasi. Suatu spesies biasanya terdiri dari banyak populasi.

Populasi mempunyai kumpulan gen yang sama. Dalam suatu spesies, mereka dapat bertukar gen, artinya mereka adalah sistem yang terbuka secara genetis.

Fenomena evolusi dasar terjadi pada populasi, yang pada akhirnya mengarah pada spesiasi. Alam yang hidup hanya dapat berevolusi pada tingkat supraorganisme.

Pada tingkat ini, potensi keabadian makhluk hidup muncul.

Tingkat biogeosenotik

Biogeocenosis adalah sekumpulan organisme dari spesies berbeda yang berinteraksi dengan berbagai faktor habitat mereka. Fenomena dasar diwakili oleh siklus materi-energi, yang terutama disediakan oleh organisme hidup.

Peran tingkat biogeocenotic adalah pembentukan komunitas stabil organisme dari spesies berbeda yang beradaptasi kohabitasi di habitat tertentu.

Lingkungan

Organisasi kehidupan tingkat biosfer adalah sistem tatanan kehidupan tertinggi di Bumi. Biosfer mencakup seluruh manifestasi kehidupan di planet ini. Pada tingkat ini terjadi sirkulasi global zat dan aliran energi (mencakup semua biogeocenosis).

Semua kehidupan di Bumi teratur dan memiliki hierarki yang kompleks dari yang sederhana hingga yang kompleks - tingkat organisasi satwa liar.

Tingkat

Struktur materi hidup dimulai dengan molekul – partikel terkecil dari materi yang terdiri dari atom. Molekul tersebut termasuk dalam alam mati dan dipelajari dalam fisika dan kimia. Melalui interaksi, molekul membentuk zat yang membentuk jaringan, organ, dan organisme secara keseluruhan. Detil Deskripsi disajikan dalam tabel tingkatan organisasi satwa liar.

Tingkat	Elemen sistem	Proses
Molekuler (genetik molekuler)	Atom, molekul senyawa organik dan anorganik, biopolimer - DNA, RNA, protein, lipid, karbohidrat	Metabolisme dan konversi energi, transmisi informasi genetik
Seluler	Organel sel, kompleks senyawa kimia	Sintesis senyawa organik, transportasi zat kimia, divisi
Kain	Sel tertentu, zat antar sel	Metabolisme, pertumbuhan, lekas marah, sensitivitas, konduksi, dll.
Organ	Berbagai jenis jaringan yang membentuk organ	Fungsi organ tergantung pada tujuannya: pergerakan, pertukaran gas, rangsangan, pencernaan, dll.
Organisme (ontogenetik)	Sistem organ yang membentuk organisme multiseluler - struktur fungsional terpisah yang berasal dari hewan atau tumbuhan	Fungsi semua organ secara harmonis
Spesies populasi	Sekelompok individu yang berkerabat bersatu dalam suatu populasi. Mereka membawa satu kumpulan gen, dibedakan berdasarkan ciri morfologi dan perilaku yang sama, dan menempati wilayah tertentu	Organisasi komunitas, interaksi antar individu, adaptasi terhadap perubahan kondisi, akumulasi informasi genetik, evolusi
Biogeosenotik	Populasi berbeda, faktor lingkungan	Hubungan antara populasi dan lingkungan
Lingkungan	Biogeocenosis, aktivitas manusia (noosfer)	Interaksi materi hidup dan tak hidup, siklus zat di alam, dampak manusia terhadap biosfer

Beras. 1. Tingkatan organisasi.

Setiap tingkat organisasi mempunyai pola tersendiri. Untuk mempelajari tingkat tertentu, bidang khusus biologi telah diidentifikasi. Misalnya, tingkat awal dipelajari oleh biologi molekuler dan biokimia, sel dipelajari oleh sitologi, jaringan dipelajari oleh histologi, populasi dan interaksinya dengan lingkungan oleh ekologi.

Uniseluler dan multiseluler

Semua organisme menurut strukturnya dibagi menjadi dua jenis:

• uniseluler - terdiri dari satu sel;
• multiseluler - terdiri dari banyak sel yang saling berhubungan.

Organisme uniseluler dibatasi oleh membran, di bawahnya terdapat sitoplasma dengan organel - partikel fungsional sel. Organisme uniseluler memiliki struktur dan fungsi yang mirip dengan sel organisme multiseluler. Namun, mereka bisa bergerak mandiri dan menjalani gaya hidup bebas.

Perwakilan organisme uniseluler:

artikel TOP 1yang membaca bersama ini

• tumbuhan (eukariota) - chlamydomonas, chlorella, euglena hijau;
• hewan (eukariota) - amuba, ciliata;
• bakteri (prokariota) - Escherichia coli, kokus.

Beras. 2. Organisme bersel tunggal.

Organisme multiseluler terorganisir lebih kompleks. Yang paling primitif adalah spons, yang paling kompleks adalah mamalia.

Beras. 3. Organisme multiseluler.

Berbeda dengan organisme uniseluler, organisme multiseluler mempunyai lebih banyak tingkat organisasi. Namun, terlepas dari kompleksitas strukturnya, semua organisme berinteraksi dengan lingkungan pada tingkat biogeocenotic dan biosfer.

Sifat-sifat organisme

Semua perwakilan biosfer (uniseluler dan multiseluler) bersatu sifat-sifat makhluk hidup:

• reproduksi;
• metabolisme;
• ketergantungan energi;
• tinggi;
• perkembangan;
• regulasi diri;
• sifat lekas marah;
• keturunan;
• variabilitas.

Selain itu, organisme hidup memiliki komposisi kimia yang tunggal. Unsur utama makhluk hidup adalah nitrogen, oksigen, karbon, hidrogen. Protein, lemak, dan karbohidrat terbentuk darinya.

Apa yang telah kita pelajari?

Dari pelajaran biologi kelas 9 kita belajar tentang tingkatan dasar alam yang hidup. Termasuk topik Deskripsi Singkat hierarki satwa liar, ciri-ciri organisme multiseluler dan uniseluler, serta sifat-sifat organisme penyusun biosfer.

Uji topiknya

Evaluasi laporan

Penilaian rata-rata: 4.6. Total peringkat yang diterima: 215.

Sifat dasar organisme hidup. Pertanyaan tentang asal usul kehidupan dan pola perkembangan sejarah di berbagai era geologi selalu menarik perhatian umat manusia. Konsep kehidupan mencakup totalitas seluruh organisme hidup di bumi dan kondisi keberadaannya.
Hakikat kehidupan adalah organisme hidup meninggalkan keturunan. Informasi herediter diturunkan dari generasi ke generasi, organisme mengatur diri sendiri dan pulih selama reproduksi keturunan. Kehidupan adalah materi khusus yang berkualitas tinggi dan tertinggi, yang mampu bereproduksi sendiri dan menghasilkan keturunan.
Konsep kehidupan diberikan definisi berbeda dalam periode sejarah yang berbeda. Definisi pertama yang benar secara ilmiah diberikan oleh F. Engels: “Kehidupan adalah cara keberadaan tubuh protein, dan cara keberadaan ini pada dasarnya terdiri dari pembaharuan diri yang terus-menerus dari bahan kimia. komponen tubuh-tubuh ini." Ketika proses metabolisme antara organisme hidup dan lingkungan berhenti, protein terurai dan kehidupan lenyap. Berdasarkan pencapaian modern ilmu biologi, ilmuwan Rusia M.V. Volkenshtein memberikan definisi baru pada konsep kehidupan: "Tubuh hidup ada di Bumi, terdapat sistem terbuka, mengatur dirinya sendiri, dan mereproduksi dirinya sendiri, yang dibangun dari biopolimer - protein dan asam nukleat." Definisi ini tidak menyangkal keberadaan kehidupan di planet lain di luar angkasa. Kehidupan disebut sistem terbuka, seperti yang ditunjukkan oleh proses berkelanjutan pertukaran zat dan energi dengan lingkungan.
Berdasarkan pencapaian ilmiah terkini dalam ilmu biologi modern, definisi kehidupan berikut telah diberikan: “Kehidupan adalah sistem kumpulan organisme hidup yang terbuka, mengatur dirinya sendiri, dan mereproduksi dirinya sendiri, dibangun dari polimer biologis yang kompleks - protein dan asam nukleat. .”
Asam nukleat dan protein dianggap sebagai bahan dasar semua makhluk hidup, karena berfungsi di dalam sel dan membentuk senyawa kompleks yang merupakan bagian dari struktur semua organisme hidup.
,

Sifat dasar organisme hidup

Organisme hidup berbeda dari alam mati berdasarkan sifat bawaannya. Ciri-ciri makhluk hidup antara lain: kesatuan komposisi kimia, metabolisme dan energi, kesamaan tingkat organisasi. Organisme hidup juga dicirikan oleh reproduksi, keturunan, variabilitas, pertumbuhan dan perkembangan, lekas marah, keleluasaan, pengaturan diri, ritme, dll.

Tingkatan organisasi kehidupan

Semua organisme hidup di alam terdiri dari tingkat organisasi yang sama; ini adalah pola biologis yang khas yang umum bagi semua organisme hidup. Tingkat organisasi organisme hidup berikut ini dibedakan: molekuler, seluler, jaringan, organ, organisme, populasi-spesies, biogeocenotic, biosfer.
1. Tingkat genetik molekuler. Inilah ciri-ciri kehidupan pada tingkat paling dasar. Betapapun rumit atau sederhananya struktur organisme hidup, semuanya terdiri dari senyawa molekul yang sama. Contohnya adalah asam nukleat, protein, karbohidrat, dan kompleks molekul kompleks lainnya dari zat organik dan anorganik. Mereka kadang-kadang disebut zat makromolekul biologis. Pada tingkat molekuler, berbagai proses kehidupan organisme hidup terjadi: metabolisme, konversi energi. Dengan bantuan tingkat molekuler, informasi herediter ditransfer, organel individu terbentuk dan proses lainnya terjadi.
2. Tingkat seluler. Sel adalah unit struktural dan fungsional dari semua organisme hidup di Bumi. Organel individu di dalam sel memiliki struktur yang khas dan menjalankan fungsi tertentu. Fungsi masing-masing organel dalam sel saling berhubungan dan melakukan proses vital secara umum. Pada organisme bersel tunggal (alga uniseluler dan protozoa), semua proses kehidupan berlangsung dalam satu sel, dan satu sel berada sebagai organisme yang terpisah. Ingat alga uniseluler, chlamydomonas, chlorella dan hewan paling sederhana - amuba, ciliata, dll. Dalam organisme multiseluler, satu sel tidak dapat hidup sebagai organisme yang terpisah, tetapi merupakan unit struktural dasar organisme.

Tingkat jaringan

Kumpulan sel dan zat antar sel yang serupa asal usulnya, struktur dan fungsinya membentuk jaringan. Tingkat jaringan hanya merupakan karakteristik organisme multiseluler. Selain itu, jaringan individu bukanlah organisme integral yang independen. Misalnya tubuh hewan dan manusia terdiri dari empat jaringan berbeda (epitel, ikat, otot, saraf). Jaringan tumbuhan disebut: pendidikan, integumen, pendukung, konduktif dan ekskresi. Ingat struktur dan fungsi jaringan individu.

Tingkat organ

Dalam organisme multiseluler, kombinasi beberapa jaringan identik, serupa dalam struktur, asal dan fungsi, membentuk tingkat organ. Setiap organ mengandung beberapa jaringan, tetapi di antara mereka ada satu yang paling signifikan. Organ yang terpisah tidak dapat eksis sebagai organisme utuh. Beberapa organ yang serupa struktur dan fungsinya bergabung membentuk suatu sistem organ, misalnya pencernaan, pernapasan, peredaran darah, dan lain-lain.

Tingkat organisme

Tumbuhan (Chlamydomonas, Chlorella) dan hewan (amoeba, ciliata, dll), yang tubuhnya terdiri dari satu sel, mewakili organisme independen) Dan individu individu organisme multiseluler dianggap sebagai organisme terpisah. Di setiap organisme individu, semua proses kehidupan yang menjadi ciri semua organisme hidup terjadi - nutrisi, pernapasan, metabolisme, lekas marah, reproduksi, dll. Setiap organisme independen meninggalkan keturunan. Pada organisme multiseluler, sel, jaringan, organ, dan sistem organ bukanlah organisme yang terpisah. Hanya suatu sistem organ integral yang secara spesifik menjalankan berbagai fungsi yang membentuk organisme independen yang terpisah. Perkembangan suatu organisme, mulai dari pembuahan hingga akhir hayatnya, memerlukan jangka waktu tertentu. Perkembangan individu setiap organisme disebut entogenesis. Suatu organisme dapat hidup dalam hubungan yang erat dengan lingkungannya.

Tingkat populasi-spesies

Kumpulan individu-individu suatu spesies atau kelompok yang hidup dalam jangka waktu lama pada suatu bagian wilayah tertentu, relatif terpisah dari populasi lain dari spesies yang sama, merupakan suatu populasi. Pada tingkat populasi, transformasi evolusioner sederhana dilakukan, yang berkontribusi pada kemunculan spesies baru secara bertahap.

Tingkat biogeosenotik

Sekumpulan organisme dari spesies berbeda dan kompleksitas organisasi yang berbeda-beda, disesuaikan dengan kondisi yang sama lingkungan alami, disebut biogeocenosis, atau komunitas alami. Biogeocenosis mencakup banyak spesies organisme hidup dan kondisi lingkungan alam. Dalam biogeocenosis alami, energi terakumulasi dan ditransfer dari satu organisme ke organisme lain. Biogeocenosis mencakup senyawa anorganik, organik, dan organisme hidup.

Tingkat biosfer

Totalitas semua organisme hidup di planet kita dan habitat alami mereka membentuk tingkat biosfer. Pada tingkat biosfer, biologi modernlah yang menentukan masalah global, misalnya menentukan intensitas pembentukan oksigen bebas oleh vegetasi bumi atau perubahan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer yang terkait dengan aktivitas manusia. Peran utama di tingkat biosfer dimainkan oleh “zat hidup”, yaitu totalitas organisme hidup yang menghuni bumi. Juga pada tingkat biosfer, “zat bio-inert” yang terbentuk sebagai hasil aktivitas vital organisme hidup dan zat “inert” (yaitu kondisi lingkungan) juga penting. Pada tingkat biosfer, sirkulasi zat dan energi terjadi pada Bumi dengan partisipasi semua organisme hidup di biosfer.

Tingkatan organisasi kehidupan

Tingkat organisasi dunia organik adalah keadaan sistem biologis yang terpisah, yang dicirikan oleh subordinasi, keterhubungan, dan pola tertentu.

Tingkat struktural organisasi kehidupan sangat beragam, tetapi yang utama adalah molekuler, seluler, ontogenetik, spesies populasi, bigiocenotic, dan biosfer.

1. Tingkat genetik molekuler kehidupan. Tugas biologi yang paling penting pada tahap ini adalah mempelajari mekanisme transmisi informasi genetik, hereditas dan variabilitas.

Ada beberapa mekanisme variabilitas pada tingkat molekuler. Yang paling penting adalah mekanisme mutasi gen - transformasi langsung dari gen itu sendiri di bawah pengaruhnya faktor eksternal. Faktor penyebab mutasi adalah : radiasi, toksik senyawa kimia, virus.

Mekanisme variabilitas lainnya adalah rekombinasi gen. Proses ini terjadi selama reproduksi seksual pada organisme tingkat tinggi. Dalam hal ini, tidak ada perubahan jumlah total informasi genetik.

Mekanisme variabilitas lainnya baru ditemukan pada tahun 1950-an. Ini adalah rekombinasi gen non-klasik, di mana terjadi peningkatan umum dalam volume informasi genetik karena masuknya elemen genetik baru ke dalam genom sel. Paling sering, unsur-unsur ini dimasukkan ke dalam sel oleh virus.

2. Tingkat seluler. Saat ini, ilmu pengetahuan telah secara andal menetapkan bahwa unit terkecil yang independen dari struktur, fungsi, dan perkembangan organisme hidup adalah sel, yang merupakan sistem biologis dasar yang mampu memperbarui diri, memperbanyak diri, dan berkembang. Sitologi adalah ilmu yang mempelajari sel hidup, strukturnya, fungsinya sebagai sistem dasar kehidupan, mempelajari fungsi komponen seluler individu, proses reproduksi sel, adaptasi terhadap kondisi lingkungan, dll. Sitologi juga mempelajari ciri-ciri sel khusus, pembentukan fungsi khusus mereka dan pengembangan struktur seluler tertentu. Jadi, sitologi modern disebut fisiologi sel.

Kemajuan signifikan dalam studi sel terjadi pada awal abad ke-19, dengan ditemukannya dan deskripsi inti sel. Berdasarkan penelitian tersebut, lahirlah teori sel yang menjadi peristiwa terbesar dalam biologi abad ke-19. Teori inilah yang menjadi landasan perkembangan embriologi, fisiologi, dan teori evolusi.

Bagian terpenting dari semua sel adalah nukleus, yang menyimpan dan mereproduksi informasi genetik dan mengatur proses metabolisme di dalam sel.

Semua sel dibagi menjadi dua kelompok:

Prokariota adalah sel tanpa inti

Eukariota - sel yang mengandung inti

Mempelajari sel hidup, para ilmuwan menarik perhatian pada keberadaan dua jenis utama nutrisi, yang memungkinkan semua organisme dibagi menjadi dua jenis:

Autotrofik - mereka menghasilkan sendiri apa yang mereka butuhkan. nutrisi

· Heterotrofik - tidak dapat hidup tanpa makanan organik.

Belakangan, hal-hal berikut diklarifikasi faktor penting, sebagai kemampuan organisme untuk mensintesis zat-zat yang diperlukan (vitamin, hormon), menyediakan energi bagi dirinya sendiri, ketergantungan pada lingkungan ekologis dll. Dengan demikian, sifat hubungan yang kompleks dan terdiferensiasi menunjukkan perlunya pendekatan sistematis terhadap studi kehidupan pada tingkat intogenetik.

3. Tingkat ontogenetik. Organisme multiseluler. Tingkat ini muncul sebagai akibat dari pembentukan organisme hidup. Unit dasar kehidupan adalah individu, dan fenomena dasarnya adalah entogenesis. Fisiologi mempelajari fungsi dan perkembangan organisme hidup multiseluler. Ilmu ini mengkaji mekanisme kerja berbagai fungsi makhluk hidup, hubungannya satu sama lain, pengaturan dan adaptasi terhadap lingkungan luar, asal usul dan pembentukan dalam proses evolusi dan perkembangan individu individu. Intinya, ini adalah proses entogenesis - perkembangan organisme sejak lahir sampai mati. Pada saat yang sama, terjadi pertumbuhan, pergerakan struktur individu, diferensiasi dan komplikasi organisme.

Semua organisme multiseluler terdiri dari organ dan jaringan. Jaringan adalah sekelompok sel yang bersatu secara fisik dan zat antar sel untuk melakukan fungsi tertentu. Studi mereka adalah subjek histologi.

Organ adalah unit fungsional yang relatif besar yang menyatukan berbagai jaringan menjadi kompleks fisiologis tertentu. Pada gilirannya, organ adalah bagian dari unit yang lebih besar - sistem tubuh. Diantaranya adalah sistem saraf, pencernaan, kardiovaskular, pernafasan dan lainnya. Hanya hewan yang memiliki organ dalam.

4. Tingkat populasi-biocenotic. Ini adalah tingkat kehidupan supraorganisme, yang unit dasarnya adalah populasi. Berbeda dengan populasi, spesies adalah kumpulan individu-individu yang mempunyai kesamaan struktur dan sifat fisiologis, mempunyai asal usul yang sama, serta dapat dengan bebas kawin silang dan menghasilkan keturunan yang fertil. Suatu spesies hanya ada melalui populasi yang mewakili sistem yang terbuka secara genetik. Biologi populasi adalah studi tentang populasi.

Istilah “populasi” diperkenalkan oleh salah satu pendiri genetika, V. Johansen, yang memberi nama ini pada kumpulan organisme yang secara genetik heterogen. Belakangan, populasi mulai dianggap sebagai suatu sistem integral yang terus berinteraksi dengan lingkungan. Populasi adalah sistem nyata di mana spesies organisme hidup ada.

Populasi adalah sistem yang terbuka secara genetik, karena isolasi populasi tidak bersifat mutlak dan secara berkala tidak mungkin terjadi pertukaran informasi genetik. Populasilah yang bertindak sebagai unit dasar evolusi, perubahan dalam kumpulan gen mereka menyebabkan munculnya spesies baru.

Populasi yang mampu hidup mandiri dan bertransformasi disatukan dalam agregat tingkat supraorganisme berikutnya - biocenosis. Biocenosis adalah sekumpulan populasi yang mendiami suatu wilayah tertentu.

Biocenosis adalah sistem yang tertutup bagi populasi asing, bagi populasi penyusunnya merupakan sistem terbuka.

5. Tingkat biogeosetonik. Biogeocenosis - sistem yang berkelanjutan, yang bisa bertahan lama. Keseimbangan dalam suatu sistem kehidupan bersifat dinamis, yaitu mewakili gerakan konstan di sekitar titik stabilitas tertentu. Agar fungsinya stabil, diperlukan hubungan umpan balik antara subsistem kontrol dan eksekusi. Cara ini menjaga keseimbangan dinamis antara berbagai elemen biogeocenosis, yang disebabkan oleh reproduksi massal suatu spesies dan berkurangnya atau hilangnya spesies lain, yang mengakibatkan perubahan kualitas lingkungan, disebut bencana lingkungan.

Biogeocenosis adalah sistem pengaturan mandiri yang integral di mana beberapa jenis subsistem dibedakan. Sistem primer adalah produsen yang secara langsung memproses benda mati; konsumen - tingkat sekunder di mana materi dan energi diperoleh melalui penggunaan produsen; kemudian datanglah konsumen urutan kedua. Ada juga pemulung dan pengurai.

Siklus zat melewati tingkat-tingkat ini dalam biogeocenosis: kehidupan berpartisipasi dalam penggunaan, pemrosesan, dan pemulihan berbagai struktur. Dalam biogeocenosis terjadi aliran energi searah. Hal ini menjadikannya sistem terbuka, terus terhubung dengan biogeocenosis di sekitarnya.

Pengaturan mandiri biogeosel semakin berhasil jika jumlah elemen penyusunnya semakin beragam. Stabilitas biogeocenosis juga bergantung pada keanekaragaman komponennya. Hilangnya satu atau lebih komponen dapat menyebabkan ketidakseimbangan yang tidak dapat diubah dan matinya komponen tersebut sebagai suatu sistem yang integral.

6. Tingkat biosfer. Ini level tertinggi organisasi kehidupan, mencakup semua fenomena kehidupan di planet kita. Biosfer adalah materi hidup di planet ini dan lingkungan yang diubah olehnya. Metabolisme biologis merupakan faktor yang menyatukan semua tingkat organisasi kehidupan lainnya ke dalam satu biosfer. Pada tingkat ini terjadi peredaran zat dan transformasi energi yang terkait dengan aktivitas vital seluruh makhluk hidup yang hidup di Bumi. Dengan demikian, biosfer adalah suatu sistem ekologi tunggal. Mempelajari fungsi sistem ini, struktur dan fungsinya merupakan tugas terpenting biologi pada tingkat kehidupan tertentu. Ekologi, biocenologi dan biogeokimia mempelajari masalah-masalah ini.

Perkembangan doktrin biosfer terkait erat dengan nama ilmuwan terkemuka Rusia V.I. Vernadsky. Dialah yang berhasil membuktikan hubungan antara dunia organik planet kita, yang bertindak sebagai satu kesatuan yang tak terpisahkan, dan proses geologis di Bumi. Vernadsky menemukan dan mempelajari fungsi biogeokimia makhluk hidup.

1.2. Tingkat organisasi suatu sistem kehidupan

Tubuh manusia adalah sistem pengaturan mandiri yang kompleks dari elemen-elemen struktural yang saling berhubungan, bersatu
pada beberapa tingkat organisasi. Tingkatan berikut dibedakan: hingga lubang, jaringan, organ, sistemik dan organisme.
Di antara mereka sendiri, tingkat-tingkat organisasi ini berada dalam hubungan hierarkis (bawahan).

1. Tingkat seluler. Sel adalah unit struktural dan fungsional organisme hidup. Dia kebetulan sistem biologis dan ditandai dengan metabolisme, pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi.

2. Tingkat jaringan. Kumpulan sel-sel yang mempunyai asal usul yang sama, struktur yang serupa dan menjalankan fungsi yang sama membentuk jaringan. Ada empat jenis kain utama:
epitel, ikat, otot dan saraf. Setiap kain memiliki fitur tertentu struktur dan menjalankan fungsi tertentu.

· epitel jaringan adalah jaringan pembatas yang menutupi bagian luar organ dan melapisi rongga organ dalam dari dalam serta membentuk kelenjar sekresi luar dan dalam. Jaringan-jaringan ini melakukan fungsi pelindung, penyerapan (epitel usus), dan fungsi sekretori.

· Menghubungkan kain, termasuk beberapa jenis: jaringan ikat itu sendiri(berserat,
jaringan dengan sifat khusus - jaringan adiposa, retikuler, mukosa dan pigmen), jaringan kerangka(tulang rawan, tulang). Jaringan ikat juga termasuk darah dan getah bening (jaringan ikat cair). Fungsi utama jenis jaringan ikat adalah penunjang, trofik (nutrisi), pelindung, menjaga keteguhan lingkungan internal tubuh (homeostasis).

· Berototjaringan (kerangka lurik, jantung lurik dan otot polos) memberikan kontraksi otot dan reaksi motorik manusia: gerakan tubuh atau gerakannya bagian individu di luar angkasa, aktivitas ritmis miokardium, pergerakan darah melalui pembuluh darah (hemosirkulasi), makanan melalui saluran pencernaan, dll.

· Grogi kain menyediakan persepsi iritasi
dari lingkungan eksternal dan internal tubuh, melaksanakan impuls saraf ke sistem saraf pusat (SSP), di mana di bagian yang lebih tinggi terjadi analisis dan sintesis informasi yang diterima, dan penerapan reaksi adaptif respon cepat. Sistem saraf mengatur aktivitas organ individu dan tubuh secara keseluruhan.

DENGAN Lapisan jaringan yang menutupi, melapisi, dan memisahkan organ dalam disebut meningen. Dalam tubuh manusia, jenis membran utama berikut ini dibedakan:

1. Selaput lendir biasanya melapisi permukaan bagian dalam organ berongga. Mereka mencakup tiga lapisan jaringan: epitel (dengan sel sekretorik yang mengeluarkan lendir), jaringan ikat longgar dengan kelenjar dan formasi limfoid, dan otot polos.

2. Membran sinovial menutupi permukaan sendi dan tendon. Mereka dibentuk oleh jaringan ikat dan dilapisi dengan endotelium.

3. Selaput serosa mengelilingi permukaan luar semua organ dalam. Mereka dibentuk oleh membran jaringan ikat yang ditutupi lapisan epitel.

4. Meninges (dura, arachnoid, lunak) menutupi otak dan sumsum tulang belakang. Mereka dibentuk oleh jaringan ikat.

3. Tingkat organ. Beberapa jaringan, bersatu menjadi satu kompleks, membentuk suatu organ, tetapi salah satu jaringan mendominasi di dalamnya dan menentukan fungsi utamanya. Organ-organ menempati posisi tertentu dalam tubuh, mempunyai struktur dan bentuk tertentu, dan menjalankan fungsi tertentu yang diperlukan untuk keberadaan organisme secara utuh.

4. Tingkat sistem. Beberapa organ yang bersama-sama menjalankan fungsi tertentu terbentuk fisiologis sistem (kardiovaskular, pernafasan, pencernaan, saraf
dan sistem lainnya). Di antara semua sistem fisiologis tubuh, ia menempati tempat khusus sistem saraf, karena mengatur dan mengoordinasikan aktivitas semua sistem, memastikan adaptasi tubuh terhadap perubahan kondisi lingkungan.

5. Tingkat organisme. Organisme hidup, yang terdiri dari sel-sel individu, jaringan, organ, sistem, adalah satu kesatuan ("sistem sistem" menurut I. P. Pavlov), di mana aktivitas semua struktur ini dikoordinasikan secara ketat, disubordinasikan ke satu kesatuan dan memastikan aktivitas kehidupan normal
dalam lingkungan eksternal yang terus berubah.

Sistem organ dalam tubuh tidak berfungsi sendiri-sendiri satu sama lain, tetapi pada jangka waktu tertentu saling bergabung untuk mencapai tujuan bermanfaat bagi tubuh hasil. Asosiasi sementara organ dan sistem yang termasuk dalam sistem fisiologis yang berbeda, P.K. Anokhin (akademisi, ahli neurofisiologi)
bernama sistem fungsional.

Ini adalah ciri khas kehidupan di planet kita hubungan yang kompleks dan hierarkis antar tingkat organisasi. Semua dunia organik dan lingkungan membentuk biosfer, yang pada gilirannya terdiri dari biogeocenosis (ekosistem) - wilayah dengan kondisi alam yang khas dan kompleks tumbuhan dan hewan tertentu (biocenosis). Biocenosis dibentuk oleh populasi – kelompok organisme tumbuhan dan hewan dari spesies yang sama, hidup di wilayah tertentu dan mampu berproduksi. Populasi terdiri dari perwakilan spesies (individu) tertentu yang mampu kawin silang secara bebas dan menghasilkan keturunan yang fertil. Organisme multiseluler terdiri dari organ dan jaringan yang dibentuk oleh sel. Organisme bersel tunggal dan sel dibentuk oleh struktur intraseluler yang terdiri dari molekul.

Berdasarkan hal tersebut, kami membedakannya beberapa tingkat organisasi makhluk hidup.

Setiap tingkat organisasi organisme hidup dicirikan oleh polanya sendiri yang terkait dengan prinsip-prinsip spesifik organisasinya dan ciri-ciri hubungannya dengan tingkat lainnya.

Biologi umum mempelajari pola dasar fenomena kehidupan yang terjadi pada berbagai tingkatan organisasi yang hidup. Pertimbangan organisasi makhluk hidup dimulai dengan penjelasan tentang struktur dan sifat molekul organik kompleks. Sel-sel organisme multiseluler adalah bagian dari jaringan; dua atau lebih jaringan membentuk suatu organ. Organisme multiseluler memiliki struktur kompleks, yang terdiri dari jaringan dan organ, dan sekaligus merupakan unit dasar suatu spesies biologis. Dengan berinteraksi satu sama lain, spesies membentuk suatu komunitas, atau sistem ekologi, yang pada gilirannya merupakan salah satu komponen biosfer.

Setiap tingkat organisasi organisme dipelajari oleh cabang biologi terkait.

Tingkat molekuler

Catatan 1

Setiap sistem kehidupan, betapapun rumitnya organisasinya, ditentukan oleh tingkat fungsi makromolekul biologis - biopolimer: asam nukleat, protein, polisakarida, serta zat organik penting lainnya. Dari tingkat ini, proses kehidupan terpenting dalam tubuh dimulai: metabolisme dan konversi energi, transmisi informasi keturunan, dll.

Biologi molekuler, genetika molekuler, fisiologi, sitokimia, biokimia, biofisika, cabang virologi tertentu, mikrobiologi mempelajari proses fisikokimia yang terjadi dalam organisme hidup (sintesis, dekomposisi dan transformasi timbal balik protein, asam nukleat, polisakarida, lipid dan zat lain dalam tubuh). sel; metabolisme, energi dan informasi yang mengatur proses ini).

Penelitian terhadap sistem kehidupan menunjukkan bahwa mereka terdiri dari senyawa organik dengan berat molekul rendah dan tinggi, yang hampir mustahil dideteksi di alam mati. Biopolimer yang paling khas bagi organisme hidup adalah protein, asam nukleat, polisakarida, lipid (senyawa mirip lemak) dan molekul penyusunnya (asam amino, nukleotida, monosakarida, asam lemak). Juga, pada tingkat ini, sintesis, pemecahan dan transformasi timbal balik senyawa-senyawa ini dalam sel, metabolisme, energi dan informasi, serta pengaturan proses-proses ini dipelajari.

Dari hasil penelitian tersebut, ditemukan bahwa fitur yang paling penting jalur metabolisme utama - aksi katalis biologis - enzim(senyawa yang bersifat protein), yang secara selektif mempengaruhi kecepatan reaksi kimia. Struktur beberapa asam amino, sejumlah protein dan banyak senyawa organik sederhana juga telah dipelajari. Telah ditetapkan bahwa energi kimia, yang dilepaskan selama oksidasi biologis (proses respirasi, glikolisis), disimpan dalam bentuk senyawa kaya energi (terutama asam adenosin fosfat ATP, ADP, dll.), dan kemudian digunakan dalam proses yang memerlukan masukan energi (kontraksi otot, sintesis dan pengangkutan zat). Sebuah kesuksesan besar adalah pembukaannya kode genetik. Ditemukan bahwa faktor keturunan yang dikodekan dalam DNA melalui protein enzim mengendalikan protein struktural dan semua sifat dasar sel dan organisme secara keseluruhan.

Penelitian pada tingkat molekuler memerlukan isolasi dan studi semua jenis molekul yang menyusun sel dan mengungkap hubungannya satu sama lain.

Metode penelitian yang digunakan pada tingkat molekuler:

• elektroforesis (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan muatannya);
• ultrasentrifugasi (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan kepadatan dan ukurannya);
• kromatografi (untuk memisahkan makromolekul menggunakan perbedaan sifat adsorpsinya);
• Analisis difraksi sinar-X (mempelajari susunan spasial relatif atom dalam molekul kompleks);
• radioisotop (studi tentang jalur transformasi zat, laju sintesis dan peluruhannya);
• pemodelan buatan sistem dari elemen seluler yang terisolasi (reproduksi proses yang terjadi di dalam sel - semua proses biokimia di dalam sel tidak terjadi dalam campuran zat yang homogen, tetapi pada struktur seluler tertentu).

Tingkat seluler

Di tingkat sel sitologi, histologi, dan departemennya (kariologi, sito- dan histokimia, sitofisiologi, sitogenetika), banyak bagian fisiologi, mikrobiologi dan virologi mempelajari struktur sel dan komponen seluler internal, serta hubungan dan hubungan antar sel dalam jaringan dan organ tubuh. Tidak ada bentuk kehidupan non-seluler yang hidup bebas.

Sel- unit fungsional dan struktural independen utama dari organisme multiseluler. Ada organisme bersel tunggal (alga, jamur, protozoa, bakteri). Selain itu, sel merupakan unit perkembangan seluruh organisme hidup yang ada di bumi. Sifat-sifat sel ditentukan oleh komponen-komponennya, yang menjalankan berbagai fungsi.

Berkat penelitian di tingkat sel, komponen utama sel, struktur sel dan jaringan, serta perubahannya selama perkembangan telah dipelajari.

Metode penelitian pada tingkat sel:

• mikroskop (mikroskop cahaya memungkinkan Anda melihat objek hingga ukuran 1 mikron);
• reaksi histokimia warna (deteksi lokalisasi berbagai bahan kimia dan enzim di dalam sel);
• autoradiografi (deteksi tempat sintesis makromolekul dalam sel);
• mikroskop elektron (membedakan struktur hingga makromolekul, meskipun menggambarkan strukturnya seringkali sulit karena kontras gambar yang tidak mencukupi);
• sentrifugasi (studi tentang fungsi komponen intraseluler - mereka diisolasi dari sel yang dihancurkan (dihomogenisasi));
• kultur jaringan (studi tentang sifat sel);
• bedah mikro (pertukaran inti antar sel, fusi (hibridisasi) sel.

Tingkat jaringan

Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang serupa strukturnya, disatukan oleh fungsi yang sama. Ratusan sel berbeda membentuk tubuh berbagai organisme multiseluler. Berbagai sel hewan membentuk empat jenis jaringan: saraf, ikat, epitel dan otot. Tumbuhan dibagi menjadi jaringan formatif dan permanen. Jaringan permanen meliputi jaringan integumen, konduktif, mekanik, dan dasar.

Tingkat organ

Definisi 2

Organ- ini adalah bagian tubuh yang sangat berdiferensiasi yang terletak di tempat tertentu dan menjalankan fungsi khusus. Ini struktural - asosiasi fungsional beberapa jenis kain. Mereka terbentuk selama perkembangan sel-sel berbagai jaringan.

Sekelompok organ yang berbeda berfungsi secara kolektif untuk menjalankan fungsi umum bagi tubuh. Seseorang memiliki sistem organ berikut: sistem pencernaan, pernafasan, kardiovaskular, saraf, sekretori, ekskresi, reproduksi, endokrin, otot, rangka dan jaringan integumen. Setiap organ dalam sistem menjalankan fungsi tertentu, namun semuanya bekerja sama sebagai satu “tim” yang menyediakan efisiensi maksimum seluruh sistem. Semua sistem organ berfungsi saling berhubungan dan diatur oleh sistem saraf dan endokrin. Gangguan fungsi organ mana pun menyebabkan patologi seluruh sistem dan bahkan tubuh.

Tingkat organisme

Fisiologi (tumbuhan dan hewan, aktivitas saraf yang lebih tinggi), morfologi eksperimental, endokrinologi, embriologi, imunologi, serta sejumlah cabang biologi lainnya mempelajari proses dan fenomena yang terjadi pada individu, dan fungsi terkoordinasi dari organ dan sistemnya.

Pada tingkat ini untuk berkreasi teori umum Ontogenesis, penelitian yang dilakukan bertujuan untuk mengungkap mekanisme sebab-akibat terbentuknya suatu organisasi biologis, diferensiasi dan integrasinya, serta penerapan informasi genetik dalam entogenesis. Mekanisme kerja organ dan sistemnya, perannya dalam kehidupan tubuh, pengaruh timbal balik organ, pengaturan fungsi saraf dan humoral, perilaku hewan, perubahan adaptif, dll juga dipelajari.

Pada tingkat ini juga dipelajari mekanisme kerja organ dan sistem, perannya dalam kehidupan tubuh, hubungan organ, perilaku organisme, dan perubahan adaptif.

Metode penelitian yang digunakan saat ini:

• elektrofisiologi(terdiri dari penculikan, amplifikasi dan registrasi potensi bioelektrik);
• biokimia(regulasi endokrin sedang dipelajari - isolasi dan pemurnian hormon, sintesis analognya, studi tentang biosintesis dan mekanisme kerja hormon);
• berhubung dgn sibernetika(penelitian GNI hewan dan manusia dengan metode pemodelan);
• eksperimental(produksi refleks terkondisi, menetapkan tujuan).

Tingkat populasi-spesies

Definisi 3

Cabang biologi tertentu (morfologi, fisiologi, genetika, ekologi) mempelajari unit dasar dari proses evolusi - populasi- kumpulan individu dari spesies yang sama yang mendiami suatu wilayah tertentu, kurang lebih terisolasi dari kelompok tetangganya.

Studi tentang komposisi dan dinamika populasi terkait erat dengan tingkat molekuler, seluler, dan organisme.

Metode penelitian adalah metode ilmu-ilmu yang mempelajari pertanyaan-pertanyaan yang secara khusus diajukan pada tingkat ini:

• metode genetik - sifat distribusi karakteristik herediter dalam populasi;
• secara morfologi
• fisiologis
• lingkungan.

Suatu populasi dan suatu spesies secara keseluruhan dapat dijadikan sebagai objek kajian dalam berbagai cabang biologi.

Tingkat biogeocenotic, atau biosfer

Definisi 4

Biogeocenology, ekologi, biogeokimia dan cabang biologi lainnya mempelajari proses yang terjadi di biogeocenosis(ekosistem) - struktural dasar dan unit fungsional lingkungan.

Pada tingkat ini dilakukan kajian komprehensif yang mencakup hubungan antara komponen biotik dan abiotik yang merupakan bagian dari biogeocenosis; pergerakan materi hidup di biosfer, jalur dan pola sirkulasi energi dipelajari. Pendekatan ini memungkinkan untuk meramalkan konsekuensinya aktivitas ekonomi manusia dan, dalam bentuk program internasional “Manusia dan Biosfer,” untuk mengoordinasikan upaya para ahli biologi dari banyak negara.

Yang sangat penting secara praktis adalah studi tentang produktivitas biologis biogeocenosis (pemanfaatan energi radiasi matahari melalui fotosintesis dan penggunaan energi yang disimpan oleh autotrof oleh organisme heterotrofik).

Catatan 2

Perlunya kajian mendetail tentang tingkat organisasi biosfer makhluk hidup ditentukan oleh fakta bahwa biogeocenosis adalah lingkungan tempat terjadinya proses kehidupan di planet kita.

Kembali