Biosysteemin rakenne. Mikä on biosysteemi? Biosysteemin perusominaisuudet

Yksityiskohtainen ratkaisu kappale Tee yhteenveto biologian luvusta 2 11. luokan oppilaille, kirjoittajat I.N. Ponomareva, O.K. Kornilova, T.E. Loshchilin, P.V. Izhevsk perustaso 2012

Gdz biologiassa luokalle 11 löytyy
Gdz-työkirja biologiassa luokalle 11 löytyy

1. Muotoile biosysteemin "solu" määritelmä..

Solu on elävä elementtijärjestelmä, elävien organismien perusrakenneyksikkö, joka kykenee uusiutumaan, säätelemään itseään ja lisääntymään.

2. Miksi solua kutsutaan elämän perusmuodoksi ja elämän alkeisyksiköksi?

Solu on elämän perusmuoto ja elämän perusyksikkö, koska mikä tahansa organismi koostuu soluista ja pienin organismi on solu (alkueläimet). Erilliset organellit solun ulkopuolella eivät voi elää.

Solutasolla tapahtuu seuraavia prosesseja: aineenvaihdunta (aineenvaihdunta); maapallon erilaisten kemiallisten alkuaineiden imeytyminen ja siten sisällyttäminen elävien sisältöön; perinnöllisen tiedon siirto solusta soluun; geneettisen laitteen muutosten kertyminen ympäristön kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen seurauksena; reagointi ärsykkeisiin vuorovaikutuksessa ulkoisen ympäristön kanssa. Solutason järjestelmän rakenneosia ovat erilaiset kemiallisten yhdisteiden molekyylien kompleksit ja kaikki solun rakenneosat - pintalaitteisto, ydin ja sytoplasma organelleineen. Niiden välinen vuorovaikutus varmistaa solun yhtenäisyyden, eheyden sen ominaisuuksien ilmentymisessä elävänä järjestelmänä suhteessa ulkoiseen ympäristöön.

3. Selitä solun stabiilisuuden mekanismeja biosysteeminä.

Solu on elementaarinen biologinen järjestelmä, ja mikä tahansa järjestelmä on kokonaisuus toisiinsa liittyvistä ja vuorovaikutuksessa olevista komponenteista, jotka muodostavat yhden kokonaisuuden. Solussa nämä komponentit ovat organelleja. Solu kykenee aineenvaihduntaan, itsesäätelyyn ja itseuudistukseen, minkä ansiosta sen vakaus säilyy. Solun koko geneettinen ohjelma sijaitsee ytimessä, ja solun entsymaattinen järjestelmä havaitsee erilaisia poikkeamia siitä.

4. Vertaa eukaryootti- ja prokaryoottisoluja.

Kaikki maan elävät organismit on jaettu kahteen ryhmään: prokaryootit ja eukaryootit.

Eukaryootit ovat kasveja, eläimiä ja sieniä.

Prokaryootit ovat bakteereja (mukaan lukien syanobakteerit (sinilevät).

Tärkein ero. Prokaryooteilla ei ole ydintä; pyöreä DNA (pyöreä kromosomi) sijaitsee suoraan sytoplasmassa (tätä sytoplasman osaa kutsutaan nukleoidiksi). Eukaryooteilla on hyvin muodostunut ydin (perinnöllinen tieto [DNA] on erotettu sytoplasmasta ydinvaipan avulla).

Muut erot.

Koska prokaryooteilla ei ole ydintä, mitoosia / meioosia ei ole. Bakteerit lisääntyvät jakautumalla kahtia, orastumalla

Eukaryooteilla on erilainen määrä kromosomeja lajista riippuen. Prokaryooteilla on yksi kromosomi (renkaan muotoinen).

Eukaryooteissa on kalvojen ympäröimiä organelleja. Prokaryooteista puuttuu kalvojen ympäröimiä organelleja, ts. ei ole endoplasmista verkkokalvoa (sen roolia ovat lukuisat solukalvon ulkonemat), ei mitokondrioita, ei plastideja, ei solukeskusta.

Prokaryoottisolu on paljon pienempi kuin eukaryoottisolu: halkaisijaltaan 10 kertaa, tilavuudeltaan 1000 kertaa.

samankaltaisuus. Kaikkien elävien organismien solut (kaikki elävän luonnon valtakunnat) sisältävät plasmakalvon, sytoplasman ja ribosomeja.

5. Kuvaile eukaryoottien solunsisäistä rakennetta.

Eläinten ja kasvien kudoksia muodostavat solut vaihtelevat huomattavasti muodoltaan, kooltaan ja sisäiseltä rakenteeltaan. Ne kaikki osoittavat kuitenkin yhtäläisyyksiä elintärkeän toiminnan, aineenvaihdunnan, ärtyneisyyden, kasvun, kehityksen ja muutoskyvyn prosessien pääpiirteissä.

Kaikentyyppiset solut sisältävät kaksi pääkomponenttia, jotka liittyvät läheisesti toisiinsa - sytoplasman ja ytimen. Ydin on erotettu sytoplasmasta huokoisella kalvolla ja sisältää tuman mahlaa, kromatiinia ja nukleolusta. Puolinestemäinen sytoplasma täyttää koko solun ja sen läpi kulkee lukuisia tubuluksia. Ulkopuolelta se on peitetty sytoplasmisella kalvolla. Se sisältää erikoistuneita rakenteita - organelleja, jotka ovat jatkuvasti läsnä solussa, ja väliaikaisia muodostelmia - sulkeumia. Kalvoelimet: sytoplasminen kalvo (CM), endoplasminen verkkokalvo (ER), Golgi-laitteisto, lysosomit, mitokondriot ja plastidit. Kaikkien kalvoorganellien rakenteen perusta on biologinen kalvo. Kaikilla kalvoilla on pohjimmiltaan yhtenäinen rakennesuunnitelma ja ne koostuvat kaksinkertaisesta fosfolipidikerroksesta, jossa proteiinimolekyylejä upotetaan eri puolilta eri syvyyksiin. Organellien kalvot eroavat toisistaan vain niihin sisältyvillä proteiinisarjoilla.

6. Miten "solusta solusta" -periaate toteutetaan?

Prokaryootti- ja eukaryoottisolujen lisääntyminen tapahtuu vain jakamalla alkuperäinen solu, jota edeltää sen geneettisen materiaalin lisääntyminen (DNA-pelkistys).

Eukaryoottisoluissa ainoa täydellinen jakautumistapa on mitoosi (tai meioosi sukusolujen muodostumisen aikana). Tässä tapauksessa muodostuu erityinen solunjakautumislaite - solukara, jonka avulla kromosomit, joiden lukumäärä on aiemmin kaksinkertaistunut, jakautuvat tasaisesti ja tarkasti kahdelle tytärsolulle. Tämän tyyppinen jakautuminen havaitaan kaikissa eukaryoottisoluissa, sekä kasvi- että eläinsoluissa.

Prokaryoottisolut, jotka jakautuvat ns. binaarisella tavalla, käyttävät myös erityistä solunjakolaitteistoa, aivan kuten eukaryoottien mitoottinen jakautumistapa. Myös emosolun jakaminen kahtia.

7. Kuvaa mitoosin vaiheet ja merkitys.

Mitoosiprosessi jaetaan yleensä neljään päävaiheeseen: profaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi. Koska se on jatkuva, vaiheen muutos tapahtuu sujuvasti - yksi siirtyy huomaamattomasti toiseen.

Profaasissa ytimen tilavuus kasvaa ja kromatiinin spiralisoitumisen vuoksi muodostuu kromosomeja. Profaasin lopussa jokaisen kromosomin nähdään koostuvan kahdesta kromatidista. Vähitellen nukleolit ja tumakalvo liukenevat, ja kromosomit sijaitsevat satunnaisesti solun sytoplasmassa. Sentriolit liikkuvat kohti solun napoja. Muodostuu akromatiinikara, jonka langoista osa kulkee napasta napaan ja osa on kiinnittynyt kromosomien sentromeereihin. Geneettisen materiaalin sisältö solussa pysyy ennallaan (2n4c).

Metafaasissa kromosomit saavuttavat maksimaalisen spiralisoitumisen ja asettuvat järjestykseen solun päiväntasaajalle, joten ne lasketaan ja tutkitaan tänä aikana. Geneettisen materiaalin sisältö ei muutu (2n4c).

Anafaasissa jokainen kromosomi "halkeaa" kahdeksi kromatidiksi, joita siitä lähtien kutsutaan tytärkromosomeiksi. Sentromeereihin kiinnittyneet karan kuidut supistuvat ja vetävät kromatidit (tytärkromosomit) solun vastakkaisille napoille. Geneettisen materiaalin sisältöä solussa kussakin navassa edustaa diploidinen kromosomisarja, mutta jokainen kromosomi sisältää yhden kromatidin (4n4c).

Telofaasissa navoissa sijaitsevat kromosomit despiralisoituvat ja tulevat huonosti näkyviksi. Jokaisen navan kromosomien ympärille muodostuu sytoplasman kalvorakenteista tumakalvo ja ytimiin muodostuu tumakalvoja. Jaon kara tuhoutuu. Samaan aikaan sytoplasma jakautuu. Tytärsoluilla on diploidi joukko kromosomeja, joista jokainen koostuu yhdestä kromatidista (2n2c).

Mitoosin biologinen merkitys on siinä, että se varmistaa ominaisuuksien ja ominaisuuksien perinnöllisen siirtymisen useissa solusukupolvissa monisoluisen organismin kehittymisen aikana. Koska kromosomit jakautuvat tarkasti ja tasaisesti mitoosin aikana, kaikki yhden organismin solut ovat geneettisesti samanlaisia.

Mitoottinen solujakautuminen on kaikkien aseksuaalisen lisääntymisen muotojen taustalla sekä yksi- että monisoluisissa organismeissa. Mitoosi aiheuttaa tärkeimmät vitaalitoiminnan ilmiöt: kudosten ja elinten kasvun, kehityksen ja palautumisen sekä organismien suvuttoman lisääntymisen.

8. Mikä on solukierto?

Solusykli (mitoottinen sykli) on koko solun olemassaolon ajanjakso siitä hetkestä, kun emosolu ilmestyy jakautumisprosessiin, omaan jakautumiseensa (mukaan lukien itse jakautuminen) tai kuolemaan. Se koostuu interfaasista ja solujen jakautumisesta.

9. Mikä rooli solulla oli organismien evoluutiossa?

Solu sai aikaan orgaanisen maailman jatkokehityksen. Tämän evoluution aikana saavutettiin hämmästyttävä valikoima solumuotoja, syntyi monisoluisuus, kehittyi solujen erikoistuminen ja ilmaantui solukudoksia.

10. Nimeä solun elämän pääprosessit.

Aineenvaihdunta - ravinteet pääsevät soluun, ja tarpeettomat poistetaan. Sytoplasman liike - kuljettaa aineita solussa. Hengitys - happi tulee soluun, hiilidioksidi poistetaan. Ravinto - Ravinteet tulevat soluun. Kasvu - solun koko kasvaa. Kehitys - solun rakenne monimutkaistuu.

11. Osoita mitoosin ja meioosin merkitys solujen evoluutiossa.

Mitoottisen solujakautumisen ansiosta organismin yksilöllinen kehitys etenee - sen kasvu kiihtyy, kudokset uusiutuvat, vanhentuneet ja kuolleet solut korvataan ja organismien suvuton lisääntyminen tapahtuu. Myös lajin yksilöiden karyotyyppien pysyvyys varmistetaan.

Meioosin kautta tapahtuu risteytys (homologisten kromosomien osien vaihto). Tämä edistää geneettisen tiedon rekombinaatiota, ja soluihin muodostuu täysin uusi geenisarja (eliöiden monimuotoisuus).

12. Mitkä ovat tärkeimmät tapahtumat elävän aineen kehityksessä solutasolla evoluutioprosessissa?

Suurimmat aromorfoosit (mitoosi, meioosi, sukusolut, sukupuoliprosessi, tsygootti, vegetatiivinen ja seksuaalinen lisääntyminen).

Tumien ilmaantuminen soluihin (eukaryootit).

Symbioottiset prosessit yksisoluisissa organismeissa - organellien syntyminen.

autotrofia ja heterotrofia.

Liikkuvuus ja liikkumattomuus.

Monisoluisten organismien syntyminen.

Solutoimintojen erilaistuminen monisoluisissa organismeissa.

13. Kuvaile elävän aineen solutason yleistä merkitystä luonnossa ja ihmiselle.

Solusta, joka kerran syntyi elementaarisen biosysteemin muodossa, tuli perusta orgaanisen maailman kaiken jatkokehitykselle. Bakteerien, syanobakteerien, erilaisten levien ja alkueläinten evoluutio tapahtui kokonaan ensisijaisen elävän solun rakenteellisten, toiminnallisten ja biokemiallisten muutosten seurauksena. Tämän evoluution aikana saavutettiin hämmästyttävä valikoima solumuotoja, mutta solurakenteen yleissuunnitelma ei käynyt läpi perustavanlaatuisia muutoksia. Evoluutioprosessissa yksisoluisten elämänmuotojen perusteella syntyi monisoluisuus, syntyi solujen erikoistuminen ja solukudokset.

Ilmaise näkökulmasi

1. Miksi juuri elämän organisoitumisen solutasolla syntyivät sellaisia elävien olentojen ominaisuuksia kuin autotrofia ja heterotrofia, liikkuvuus ja liikkumattomuus, monisoluisuus sekä rakenteiden ja toimintojen erikoistuminen? Mikä vaikutti sellaisiin tapahtumiin solun elämässä?

Solu on elämisen rakenteellinen ja toiminnallinen perusyksikkö. Tämä on eräänlainen elävä järjestelmä, jolle on ominaista hengitys, ravitsemus, aineenvaihdunta, ärtyneisyys, diskreetti, avoimuus, perinnöllisyys. Ensimmäiset elävät organismit syntyivät solutasolla. Solussa jokainen organelli suorittaa tietyn toiminnon ja jolla on erityinen rakenne, yhdistyneenä ja toimivana yhdessä, ne edustavat yhtä biosysteemiä, jossa on kaikki elävän olennon merkit.

Solu monisoluisena organismina on myös kehittynyt vuosisatojen aikana. Erilaiset ympäristöolosuhteet, luonnonkatastrofit ja bioottiset tekijät ovat johtaneet soluorganisaation monimutkaisuuteen.

Siksi autotrofia ja heterotrofia, liikkuvuus ja liikkumattomuus, monisoluisuus sekä rakenteiden ja toimintojen erikoistuminen syntyivät juuri solutasolla, jossa kaikki organellit ja solu kokonaisuutena ovat harmonisesti ja tarkoituksenmukaisesti olemassa.

2. Millä perusteella kaikki tiedemiehet pitivät sinileviä kasveilla, erityisesti levillä, hyvin pitkään ja vasta 1900-luvun lopulla. ne asetettiin bakteerien valtakuntaan?

Solujen suhteellisen suuri koko (esim. nostok muodostaa melko suuria pesäkkeitä, joita voit jopa poimia), suorittavat fotosynteesiä happea vapauttaen samalla tavalla kuin korkeammat kasvit, ja syynä oli niiden ulkoinen muistutus levien kanssa. niitä pidetään aiemmin osana kasveja ("sinilevät").

Ja 1900-luvun lopulla todistettiin, että soluissa ei ole sinivihreitä ytimiä, ja niiden solujen klorofylli ei ole sama kuin kasveissa, vaan tyypillistä bakteereille. Nykyään syanobakteerit ovat monimutkaisimmin organisoituneita ja morfologisesti erilaisimpia prokaryoottisia mikro-organismeja.

3. Mitä kasvi- ja eläinsolukudoksia käytetään vaatteiden ja kenkien valmistukseen, joita käytät tänään koulussa?

Valitse oikeat. Esimerkkejä voidaan mainita monia. Esimerkiksi pellavaa (niinikuitua - johtavaa kangasta) käytetään vahvarakenteisen kankaan valmistukseen (miesten paita, naisten puvut, alusvaatteet, sukat, housut, aurinkopuvut). Puuvillasta valmistetaan alusvaatteita, t-paitoja, paitoja, housuja, aurinkopukuja). Kengät (kengät, sandaalit, saappaat), vyöt valmistetaan eläimen nahasta (epiteelikudoksesta). Lämpimät vaatteet valmistetaan turkiseläinten villasta. Villapaidat, sukat, hatut, lapaset on valmistettu villasta. Silkistä (silkkiäistoukkien rauhasten salaisuus on sidekudos) - paidat, huivit, alusvaatteet.

Asia keskustelua varten

Charles Darwinin isoisä Erasmus Darwin - lääkäri, luonnontieteilijä ja runoilija - kirjoitti 1700-luvun lopulla. runo "Luonnon temppeli", joka julkaistiin vuonna 1803 hänen kuolemansa jälkeen. Lue lyhyt ote tästä runosta ja mieti, mitä ideoita elämän solutason roolista löytyy tästä teoksesta (ote on kirjassa).

Maanpäällinen elämä syntyi pienimmistä solumuodoista. Ensimmäiset elävät organismit syntyivät solutasolla. Solu eliönä myös kasvoi, kehittyi ja vauhditti siten monien solumuotojen muodostumista. He pystyivät asuttamaan sekä "lietteen" että "vesimassan". Todennäköisimmin erilaiset ympäristöolosuhteet, luonnonkatastrofit, bioottiset tekijät johtivat solujen järjestäytymisen monimutkaisuuteen, mikä johti "jäsenten hankintaan" (mikä tarkoittaa monisoluisuutta).

Peruskonseptit

Prokaryootit eli esinukleaarit ovat organismeja, joiden soluissa ei ole muodostunutta ydintä, jota rajoittaa kalvo.

Eukaryootit eli tumasolut ovat organismeja, joiden soluissa on hyvin muodostunut ydin, joka on erotettu sytoplasmasta ydinkalvolla.

Organoidi - solurakenne, joka tarjoaa tiettyjen toimintojen suorittamisen.

Ydin on eukaryoottisolun tärkein osa, joka säätelee kaikkea sen toimintaa; kantaa perinnöllistä tietoa DNA-makromolekyyleissä.

Kromosomi on DNA:ta sisältävä lankamainen rakenne soluytimessä, joka kantaa geenejä, perinnöllisyyden yksiköitä, lineaariseen järjestykseen.

Biologinen kalvo on elastinen molekyylirakenne, joka koostuu proteiineista ja lipideistä. Erottaa minkä tahansa solun sisällön ulkoisesta ympäristöstä varmistaen sen eheyden.

Mitoosi (epäsuora solujakautuminen) on universaali tapa jakaa eukaryoottisoluja, jossa tytärsolut saavat alkuperäisen solun kanssa identtistä geneettistä materiaalia.

Meioosi on menetelmä eukaryoottisolujen jakamiseksi, johon liittyy kromosomien lukumäärän puolittaminen (väheneminen); yksi diploidisolu synnyttää neljä haploidista solua.

Solusykli - solun lisääntymissykli, joka koostuu useista peräkkäisistä tapahtumista (esim. interfaasi ja mitoosi eukaryooteissa), jonka aikana solun sisältö kaksinkertaistuu ja se jakautuu kahdeksi tytärsoluksi.

Elävän aineen organisoitumisen solurakennetaso on yksi elämän rakennetasoista, jonka rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö on organismi ja yksikkö solu. Organismitasolla esiintyy seuraavia ilmiöitä: lisääntyminen, organismin toiminta kokonaisuutena, ontogeneesi jne.

Elävien olentojen evoluutio on johtanut planeetalla tällä hetkellä olevan biologisen monimuotoisuuden muodostumiseen . Maapallon historian aikana sitä on asuttanut yhdestä kahteen miljardia elollista lajia, joista suurin osa on kuollut sukupuuttoon. Nykyaikainen biologisten lajien monimuotoisuus on kuitenkin hämmästyttävän suuri. Tutkijat tuntevat ainakin 1,4 miljoonaa planeetalla elävää lajia, mukaan lukien vähintään 4 000 nisäkäslajia, 9 000 lintua, 19 000 kalaa, 750 000 hyönteistä ja 210 000 kukkivaa kasvia. Kun otetaan huomioon vielä kuvaamattomat lajit, lajien kokonaismäärän arvioidaan olevan 5-30 miljoonaa (Grant, 1991). "Uskotaan, että nyt planeetallamme asuu yli miljoona eläinlajia, 0,5 miljoonaa kasvilajia ja jopa 10 miljoonaa mikro-organismia, ja nämä luvut ovat aliarvioituja" (Mednikov, 1994).

Niinkin erilaiset organismit kuin pienet bakteerit ja jättiläiset sinivalaat, yksisoluiset juurakot ja suuret apinat, kukkivat kasvit ja hyönteiset ovat kaikki osa yhtä planetaarista "bioskehoa". Kuten kiinteä organismi, bios on riippuvainen sen olemassaolosta kaikkien "elinjärjestelmien" harmonisesta, hyvin koordinoidusta toiminnasta. Erilaiset elävien olentojen ryhmät toimivat "eliminä" ja niiden "järjestelminä". Tämän biologisen monimuotoisuuden kuvaus sen eri näkökulmista ja näkökulmista on erittäin tärkeää sekä tämän monimuotoisuuden suojelun että käsitteellisen näkökulmasta. Biopolitiikan kannalta on erityisen tärkeää soveltaa "biodiversiteettiä" muistuttavaa periaatetta poliittisiin järjestelmiin niiden moniarvoisuuden, täydentävyyden ja keskinäisen riippuvuuden kanssa. Käsite "biologinen monimuotoisuus" sisältää useita eri näkökohtia.

3.3.1. Elävien lajien monimuotoisuus taksonomian kannalta. Lajit ryhmitellään suvuiksi, suvut perheiksi ja niin edelleen, kunnes saavutamme suurimman elävien olentojen monimuotoisuuden pääalaosastoista - imperiumit, jotka on jaettu valtakuntiin. Perimmäisin ero nykyaikaisten taksonomistien näkemissä on prokaryoottien välillä (“ esiydin) ja eukaryootit ("todellinen ydin"). Nämä ovat kaksi imperiumia: prokaryoottien valtakuntaan ( Prokaryota) sisältävät mikroskooppisia olentoja - bakteereja; eukaryoottivaltakuntaan ( Eukaryota) - kaikki muut elämänmuodot - alkueläimet, sienet, kasvit, eläimet (mukaan lukien ihmiset).

"Prokaryoottinen solu erottuu siitä, että siinä on yksi sisäinen onkalo, jonka muodostaa alkeiskalvo, jota kutsutaan solu- tai sytoplasmiseksi (CPM). Suurimmassa osassa prokaryootteja CPM on ainoa solusta löydetty kalvo. Eukaryoottisoluissa, toisin kuin prokaryooteissa, on toissijaisia onteloita. Ydinkalvo, joka erottaa DNA:n muusta sytoplasmasta, muodostaa toissijaisen ontelon... Alkuainekalvojen rajoittamia solurakenteita, jotka suorittavat tiettyjä toimintoja solussa, kutsutaan organelleiksi. Eukaryooteille tyypilliset organellit puuttuvat prokaryoottisoluista. Niiden ydin-DNA ei ole erotettu sytoplasmasta kalvolla. (Gusev, Mineeva, 2003). Jokaisessa valtakunnassa eri kirjoittajat erottavat eri määrän valtakuntia. Siten Whittakerin luokituksessa (Whittaker, 1969) eukaryoottivaltakunta on jaettu 4 valtakuntaan - protisteja tai alkueläimiä, sieniä, kasveja ja eläimiä sekä prokaryootteja (synonyymejä - moners) pidetään yhtenä valtakuntana. Seuraavassa luokituksessa ainoa poikkeama Whittakerin järjestelmästä on sallittu - prokaryootit jaetaan 2 valtakuntaan - eubakteerit ja arkeat (arkebakteerit), mikä vastaa niiden välisten erojen perustavanlaatuista luonnetta.

1. Prokaryoottien valtakunta ( Prokaryota). Organismit, jotka edustavat useimmissa tapauksissa yhtä solua. Muille ryhmille saavuttamaton monimuotoisuus ja usein uskomaton plastisuus. Ruokalajit ovat hyvin erilaisia. Niille on ominaista elämän kolmen välttämättömän komponentin lähteiden luonne: energia, hiili ja vety (elektronien lähde). Energialähteen mukaan erotetaan kaksi organismiluokkaa: fototrofit (käyttävät auringonvaloa) ja kemotrofit (käyttävät ravinteiden kemiallisten sidosten energiaa. Autotrofit (CO 2) ja heterotrofit (orgaaniset aineet) eristetään hiilen lähteen mukaan. , vedyn lähteen (elektronien) mukaan ne erottavat organotrofit (kuluttaa orgaanista ainetta) ja litotrofit (kuluttavat litosfäärin johdannaisia - Maan kivikuori: H 2, NH 3, H 2 S, S, CO, Fe 2+ jne.) Tämän luokituksen mukaan vihreät kasvit (katso alla) - fotolitoautotrofit, eläimet ja sienet ovat kemoorganoheterotrofeja. Prokaryoottien maailmassa on monia erilaisia yhdistelmiä. Prokaryootit voidaan jakaa edelleen

Eubakteerien valtakunta ( eubakteerit,"tavalliset bakteerit"). Soluseinä sisältää yleensä tiettyä ainetta - peptidoglykaania (mureiinia). Valtakuntaan kuuluu erilaisia edustajia - sellaisen henkilön rauhanomaisista avoliitoista kuin Escherichia coli ( Escherichia coli) vaarallisiin taudinaiheuttajiin (ruton, koleran, luomistaudin jne. aiheuttajat), maaperän rikastajista arvokkailla typpipitoisilla aineilla (esim. suvun edustajat Atsotobakteeri) raudan hapettimille (rautabakteerit Thiobacter ferooxidans) ja ne, jotka pystyvät fotosyntetisoimaan kuten kasvit, mukaan lukien ne, jotka vapauttavat happea (syanobakteerit). Viime vuosina joissakin teoksissa "bakteerien" valtakunta on jaettu useisiin itsenäisiin valtakuntiin.

Arkean valtakunta (tai arkebakteerit – Arkea tai Arkebakteerit), jotka elävät eksoottisissa olosuhteissa (jotkut täysin ilman happea; toiset - kyllästetyssä suolaliuoksessa; toiset - 90-100 °C:ssa jne.) ja joilla on erikoinen soluseinän rakenne ja solunsisäiset rakenteet. Joidenkin ominaisuuksien (esimerkiksi ribosomien järjestyksen) mukaan arkeat eivät ole lähempänä pro-, vaan eukaryootteja (arkeoiden ja eukaryoottien "sisarsuhde", ks. Vorobyeva, 2006).

2. Eukaryoottien valtakunta ( Eukaryota). Kuten jo korostettiin, eukaryoottiimperiumiin kuuluu organismeja, joissa on toissijaisia soluonteloita - organelleja, mukaan lukien ydin. Eukaryootteja ovat valtakunnat: alkueläimet, sienet, kasvit ja eläimet:

Alkueläinten valtakunta ( Protista) Yksisoluiset tai koloniaaliset (löysät solut, jotka pystyvät olemassaoloon itsenäisesti) organismit, joissa on kaksoiskalvon ympäröimä soluydin. Energian saantimenetelmän mukaan ne jaetaan ryhmiin, jotka muistuttavat kolmea alla annettua valtakuntaa (on protisteja, kuten sieniä, kasveja ja eläimiä).

kasvikunta ( plantae). Monisoluiset organismit, jotka pystyvät ottamaan vastaan valoenergiaa (fotosynteesi) eivätkä siksi usein tarvitse valmiita orgaanisia yhdisteitä (johtavat autotrofista elämäntapaa). Vesi, mineraalisuolat ja joissain tapauksissa orgaaniset aineet tulevat sisään imeytymisen kautta. Kasvit toimittavat orgaanista ainetta muille elävien valtakunnille ja tuottavat elämää antavaa happea (jälkimmäistä roolia ovat jossain määrin myös prokaryootit - manobakteerit).

Eläinkunta ( Eläimet Monisoluiset organismit, jotka ruokkivat valmiita orgaanisia yhdisteitä (ovat heterotrofista elämäntapaa), jotka ne hankkivat aktiivisen ravinnon ja liikkumisen kautta, ja elävät organismit toimivat ravinnon ensisijaisena kohteena. Tämän kirjan puitteissa erityisen kiinnostavia ovat organismit, joilla on selvä sosiaalisuus - kyky muodostaa monimutkaisia supraorganismisia järjestelmiä toimintojen jaon kanssa, yksilöiden käyttäytymisen koordinointi koko järjestelmän mittakaavassa. Nämä ovat siirtomaakoelenteraatteja, joiden pesäkkeet muistuttavat joskus yhtä organismia (sifonoforit), hyönteisiä, kuten termiittejä, mehiläisiä tai muurahaisia, joiden sosiaalista elämää ovat pitkään ihailleet ajattelijat ja jotka ovat herättäneet analogioita ihmisyhteiskunnan kanssa (esimerkiksi heijastuu 18. vuosisadan satu "About bees", joka kuuluu Peru Mandevillelle) ja lopuksi sondit, erityisesti nisäkkäät.

Maan biosfäärin "komentopisteissä" ovat sondityyppien edustajat: kalat, sammakkoeläimet, matelijat, linnut ja nisäkkäät ihmisten johdolla. Niille on ominaista seuraavat ominaisuudet:

Sointu (dorsaalinen string) - sisäisen luurangon akseli, joustava joustava sauva.Korkeammat sointuet ovat vasta alkion kehityksen alkuvaiheessa, sitten selkäranka pakottaa ne ulos.

Keskushermosto (selkäydin ja aivot) on putkimainen rakenne ja muodostuu alkion selkäpuolen invaginaatioksi.

Kaikissa chordaateissa, ainakin alkiovaiheessa, on kidusraot - parilliset poikittaiset aukot, jotka lävistävät nielun seinämän.

Kaikkein organisoitunein chordaattiluokka on nisäkkäät (eläimet). Heillä on jatkuvasti korkea ruumiinlämpö, pitkälle kehittynyt hermosto. Ensinnäkin aivot. He synnyttävät pentuja, jotka kehittyvät äidin kehossa, saavat ravintoa istukan kautta, ja syntymän jälkeen ne ruokitaan maidolla” (Mednikov, 1994).

3.3.2. Monimuotoisuus elävien olentojen taksonomisessa ryhmässä, erityisesti yhden lajin sisällä (esimerkiksi monimuotoisuus kotikissalajin sisällä). Tämä monimuotoisuus puolestaan sisältää useita tärkeitä näkökohtia. Voimme siis puhua saman elävän lajin yksilöryhmien monimuotoisuudesta. Esimerkiksi kaikki simpanssiapinat kuuluvat samaan lajiin, mutta eri simpanssiryhmien käyttäytymisessä ja kommunikaatiokielessä sekä rituaaleissa on eroja. Primatologi de Waal huomauttaa, että vain yhdessä hänen tutkimistaan simpanssiryhmistä apinat tervehtivät ystäviä nostamalla kätensä päänsä yläpuolelle ja ravistelemalla heitä. Yhtä tärkeää ei ole monimuotoisuus sellaisen ryhmän sisällä - olipa kyseessä sitten leijonien ylpeys tai mikro-organismien siirtokunta.

Ensinnäkin yksilöt eroavat iän ("ikäpyramidi") ja monissa tapauksissa sukupuoliominaisuuksien suhteen. Jopa bakteereissa voi olla kahdenlaisia yksilöitä - F + ja F- soluja (escherichia colissa, joka asuu ihmisen suolistossa).

Toiseksi yksilöllisiä muunnelmia on lukemattomia. Biopoliitikot kiinnittävät huomiota siihen, että perheissäkin on suuria yksilöllisiä eroja esimerkiksi veljien välillä. Ihmisyhteiskunnassa ja kaikkien muiden elävien lajien ryhmissä tällainen monimuotoisuus on seurausta synnynnäisten (geneettisten) ominaisuuksien ja elinolojen erojen (ympäristötekijöiden) monimutkaisesta vuorovaikutuksesta. On huomattava, että jopa samassa perheessä vanhemmat ja nuoremmat veljet, rakastetut ja ei-rakastetut lapset elävät erilaisissa olosuhteissa.

Kaikkia näitä yksilöllisiä eroja korostavat muut erot, jotka sanelevat roolien ja toimintojen jakautuminen koko ryhmässä, perheessä, siirtokunnassa ja biososiaalisessa järjestelmässä yleensä. Ja sitten käy ilmi, että eri taipumukset omaavat yksilöt sopivat paremmin erilaisiin sosiaalisiin rooleihin ja eri roolit voidaan jakaa yksilöiden iän ja sukupuolen mukaan. Esimerkiksi primitiivinen yhteiskunta kaikella "tasa-arvoisuudellaan" (varallisuuden tasa-arvo, auktoriteetti, arvo, katso alla, 3.7) otti huomioon iän, sukupuolen ja yksinkertaisesti yksilölliset erot. Miehet pääasiassa metsästivät, naiset keräsivät hedelmiä, juuria, marjoja ja osallistuivat suuremmassa määrin lasten kasvatukseen; vanhuksista tuli enimmäkseen vanhimpia, shamaaneja, samaan aikaan sodan johtajana oli useammin nuori mies. Ihmiset, joilla on yksilöllisiä kykyjä, voisivat kehittää niitä - taiteellisia kykyjä tehdä kalliomaalauksia, taitavia tanssijoita ja tarinankertojia viihdyttääkseen heimotovereita tansseillaan ja tarinoillaan.

Siksi biologinen monimuotoisuus kaikin puolin on todellakin välttämätön edellytys koko elollisten olentojen - biosfäärin - optimaalisen, harmonisen toiminnan kannalta. Organismit, joilla on erilaiset ominaisuudet ja ympäristövaatimukset ja jotka muodostavat erilaisia suhteita keskenään, voivat olla toiminnallisesti erikoistuneita "bios-rungossa". Jokainen biologinen laji voi edustaa tämän "kehon" elintärkeää elintä. On olemassa lukuisia esimerkkejä yhden biologisen lajin tuhoutumisen kielteisistä maailmanlaajuisista seurauksista.

3.3.3. Elävien organismien järjestäytymistasot. Yksi biologisen monimuotoisuuden tärkeistä näkökohdista on elävien esineiden monitasoisuus. Suosittelemme, että lukija palaa hetkeksi yllä olevan osan 2.1 loppuun, jossa käsiteltiin kysymystä koko maailman monitasoisuudesta (kerroksista). N. Hartmannin kaavion puitteissa elävä vastaa "orgaanista" kerrosta (vaikkakaan se ei rajoitu siihen, näyttää elementtejä "mentaalisesta" ja jopa "hengellisestä" - jonka päällä itse asiassa on mahdollisuus vertaileva biopoliittinen lähestymistapa ihmiseen ja muihin elämisen muotoihin perustuu). Mutta vaikka pysyisimme orgaanisen kerroksen (tason) sisällä, voimme erottaa siinä useita toisen asteen tasoja - Hartmann (Hartmann, 1940) kutsui niitä "olemisen vaiheiksi" (Seinsstufen). Nämä "olemisen tasot" - biologisen sisällä olevat tasot - toimivat kriteerinä elävien esineiden erottamiselle. Monisoluinen organismi (kasvi, eläin, sieni) eroaa yksisoluisesta, koska sillä on ylimääräisiä organisoitumistasoja itsessään (kudos, organismi - hieman alempana annamme versiomme näiden tasojen asteikosta).

Mikä tahansa yksittäinen biologinen esine (bakteerisolu, kukkiva kasvi, bonobo-apina jne.) on monimutkaisesti organisoitu järjestelmä, joka koostuu vähintään useista tasoista alla olevista. Tilanne muistuttaa hieman venäläistä pesänukkea, jossa on pienempiä pesänukkeja. Eri kirjoittajat ottavat mainitun "osa ja kokonaisuus" -kriteerin lisäksi käyttöön erilaisia muita tasojen erottelukriteereitä (koko, organisaation monimutkaisuus jne.), valitsevat mieluummin eri tasot pääasiallisiksi tasoiksi. Erilaisia erityisiä elintasokaavioita on ehdotettu, joissa erotetaan 4-8 tasoa (katso esimerkiksi Kremyansky, 1969; Setrov, 1971; Miller, 1978; Miller, Miller, 1993). Alla esittelemme suunnitelmamme ikään kuin edustaen eri kirjoittajien näkemysten yhteistä nimittäjä:

1. Molekyyli (molekyylibiologinen). Molekyylit, jotka toimivat biosysteemien rakennuspalikoina (proteiinien, polysakkaridien ja muiden suurten orgaanisten molekyylien rooli - biopolymeerit), perinnöllisen tiedon kantajia (nukleiinihapot - DNA ja RNA), viestintäsignaaleja (usein pieniä orgaanisia molekyylejä), energiamuotoja tallennustila (pääasiassa ATP) jne.

2. Solunsisäinen (sellulaarinen). Mikrorakenteet, jotka koostuvat molekyyleistä (kalvot, organellit jne.), jotka muodostavat elävän solun.

3. Mobiili. Taso on erityisen tärkeä, koska solu (toisin kuin yksittäinen molekyyli tai organelli) on elämän perusyksikkö. Monet yksilöt elävät koko elämänsä yhden solun muodossa - yksisoluisena. Monisoluisissa soluissa solut eivät erotu, vaan muodostavat yhden organismin. Esimerkiksi ihmiskeho koostuu noin 10 15 solusta.

4. Elin-kudostaso. "Matryoshka" -periaate toimii edelleen. Monisoluisissa olennoissa samantyyppiset solut muodostavat kudoksia, jotka muodostavat kasvien (lehti, varsi jne.) ja eläinten (sydän, maksa jne.) elimet.

5. Organismin taso. Kokonainen elävä olento (huomaa, että yksisoluisissa elämänmuodoissa, esimerkiksi alkueläimissä, bakteereissa, solu- ja organismitason käsitteet ovat identtisiä). Tämän tason puitteissa ei oteta huomioon vain elävän organismin erityisiä rakenteita ja toimintoja, vaan myös biologisten yksilöiden käyttäytymistä, niiden välisiä suhteita, mikä johtaa supraorganismien (biososiaalisten) järjestelmien muodostumiseen. Tässä näemme siirtymisen vielä korkeammalle - yliorganismin - organisaatiotasolle.

6. Väestötaso. Saman lajin yksilöiden (populaatioiden) ryhmittymien taso.

7. Ekosysteemin (biokenoottinen-biogeosenoottinen) taso. Huomioon otetaan myös monien yksittäisen paikallisjärjestelmän muodostavien organismilajien yhteisöllisyyden taso (biokenoosi) ja usein myös eliöitä ympäröivä ympäristö (maisema jne.); tässä tapauksessa koko järjestelmää kutsutaan ekosysteemiksi (biogeocenoosi).

8. Biosfääritaso. Vastaa planeetan elävien organismien kokonaisuutta, jota pidetään yhtenä kokonaisuutena (biosfääri, bios Agni Vlavianos-Arvanitisin terminologiassa).

Tämä on yleisluontoinen elämisen taso, jonka luokittelu vaihtelee merkittävästi eri tutkijoiden kesken, jotka tuovat tasoluokitteluihin omat erityiset kiinnostuksen kohteet. Lisäksi uudet tieteelliset löydöt tuovat aika ajoin uusia, aiemmin tuntemattomia tasoja. Esimerkki: V.L.:n laboratoriotutkimus. Voeikova ja L.V. Belousov Moskovan valtionyliopiston biologian tiedekunnassa N.G.:n aikaisempien töiden jälkeen. Gurvich antoi meille mahdollisuuden ehdottaa toisen bios-tason olemassaoloa (molekyylibiologisen ja subsellulaarisen välillä) - molekyylikokonaisuuksien tasoa. Tällaisilla ryhmillä (esimerkiksi DNA-molekyylillä) on jo monia "eläviä" ominaisuuksia, kuten muisti, aktiivisuus, eheys (koherenssi).

Alla olevassa taulukossa on esitetty tärkeimmät elämisen organisointitasojen ominaisuudet ja niiden sosiaaliset sovellukset. Periaatteessa jokaisella biosysteemien organisoinnin päätasolla on biopoliittisesti tärkeitä näkökohtia. Jokainen taso mahdollistaa varsin hedelmällisiä analogioita ja ekstrapolaatioita, jotka antavat ajattelemisen aihetta ihmisyhteiskunnan ja sen poliittisten järjestelmien tutkijoille.

Pöytä. Elävien organisaatiotasot ja niiden biopoliittinen merkitys

Organisaatiotasot	Biopoliittisesti tärkeitä näkökohtia
Molekyylibiologinen	Biopolymeerit (nukleiinihapot, proteiinit jne.). Molekyyligenetiikka. Ihmisen käyttäytymisen genetiikka. Psykogenetiikka. Ihmisen geneettinen monimuotoisuus. Kisat. geneettisiä teknologioita
Solu, elinkudos (organismin sisäinen)	säätelytekijöitä. Solujen välinen viestintä. Neurotransmitterit. Hormonit. Hermoston ja sen lohkojen (moduulien) toiminta. Psyyken ja käyttäytymisen neurofysiologia.
Organismi, populaatio (biososiaalinen)	käyttäytyminen yleensä. Sosiaalinen käyttäytyminen ja sen poliittiset näkökohdat. biososiaaliset järjestelmät. Hierarkkiset ja horisontaaliset (verkko)rakenteet. Poliittinen järjestelmä biososiaalisesta (biopoliittisesta) näkökulmasta.
ekosysteemi, biosfääri	Ekosysteemien monimuotoisuus. Bioympäristön suojelu biopolitiikan tehtävänä. Ympäristön seuranta. Ekosysteemit ihmiskehon sisällä (mikrobiota) ja niiden rooli ihmisten somaattisen, henkisen ja sosiaalisen terveyden ylläpitämisessä.

Molekyylibiologisella tasolla biopoliittisesti kiinnostavia ovat niin sanotut chaperonit (englanninkielisestä chaperonista - nuoren tytön mukana kulkeva iäkäs nainen) - proteiinimolekyylit, jotka varmistavat muiden molekyylien (esimerkiksi entsyymien) toiminnallisesti oikean pinoamisen. Näyttää siltä, että aikamme itseorganisoituvien poliittisten liikkeiden, mukaan lukien kaikenlaiset verkostorakenteet (ks. niistä 5.7 alla) pitäisi olla joidenkin auttajaorganisaatioiden - "seuraajien" vaikutuksen alaisina, jotka ohjaisivat heidän toimintaansa järkevään suuntaan. Samankaltaisten "seuraajien" luominen koko valtion tasolla, jotka ohjaisivat demokraattista prosessia rakentavinta väylää pitkin ilman, että tämän prosessin osallistujilta otettaisiin mahdollisuuksia toimia, vaan vain luodaan heille optimaaliset olosuhteet, mukaan lukien ihmisten elintärkeät tarpeet ("biopolitiikan" toteuttaminen M. Foucault'n ymmärryksessä) - tämä on tämän kirjan kirjoittajan mukaan poliittisen termin "hallittu demokratia" "rationaalinen ydin".

Solutasolla ehdotettu R. Virchow 1800-luvulla on kiistaton arvo. (katso 1.1) monisoluisen organismin kudosten vertailu "solutiloihin" sekä solujen kasvu- ja jakautumismallit valtion kansalaisten sosiaalisiin käyttäytymisnormeihin. Koko organismin vertailu poliittiseen järjestelmään on perusanalogia organismin lähestymistavalle sosiologiassa ja valtiotieteessä (ks. Franchuk, 2005a, b).

Biopolitiikan kannalta merkittävintä on kuitenkin biosysteemien vertailu väestötasolla valtiotieteen kohteisiin. Yksilöiden vuorovaikutus biososiaalisten järjestelmien koostumuksessa verrattuna ihmisyhteiskunnan poliittisiin järjestelmiin on tämän kirjan neljännen ja viidennen luvun pääteema.

Mielenkiintoisia ovat kuitenkin vielä korkeammat biosysteemien organisoitumistasot. Esimerkiksi vaikka ihmiskunta edustaa geneettisesti yhtä biologista lajia, se koostuu kuitenkin erilaisista kulttuureista (joilla on erilaiset käyttäytymisnormit). Tietyllä oikeudella ihmiskuntaa voidaan pitää kulttuurisesti monilajisen yhdistyksen (biokenoosin) analogina.

3.3.4. Diatrooppinen lähestymistapa elämiseen. 1900-luvulla elämän monimuotoisuus oli diatrooppisen lähestymistavan kohteena (S.V. Meyen, Yu.V. Tchaikovsky, S.V. Chebanov). "Diatropiikka (kreikan sanasta diatrόpoV - monimuotoinen, monimuotoinen) on tiedettä monimuotoisuudesta, ts. niistä yhteisistä samankaltaisuuden ja eron ominaisuuksista, joita löytyy suurista esinekokonaisuuksista” (Tšaikovski, 1990. s.3). Diatrooppisen lähestymistavan tarkoituksena on rakentaa typologia koko tarkasteltavana olevien esineiden luokasta (esimerkiksi kaikki kissat, kaikki kasvit, kaikki poliittiset järjestelmät) laatimalla täydellinen luettelo yksittäisten esineiden (taksojen) muotojen monimuotoisuudesta ja myös niiden osien (meronien) monimuotoisuus, esimerkiksi nisäkkäiden eturaajat tai kaappimuunnelmat poliittisissa järjestelmissä. Nisäkkäiden ruumiinosan (meron) "raajan" täydellinen luettelo sisältää vaihtoehdot "tassu" (yleisin), "evät" (hylkeissä, mursuissa), "evät" (valaat).

Meronien katasterin perusteella luodaan ”yleistettyjä kuvia” (arkkityyppejä) elävien olentojen eri muodoista tai niiden ryhmistä. Esimerkiksi yleisen muotokuvan luominen kissasta tarkoittaa sitä, että selvitetään, mitkä osien yhdistelmät (meronit) tekevät eläimestä kissan, esimerkiksi mainittu meronin "eturaaja" voi olla vain "tassu", ei "räpylä". tai "evä", se ei voi myöskään olla poissa (miinus epämuodostumat tai elinikäiset vammat). Tarkemmin sanottuna tassun tulee olla kynsissä, pehmusteiden tulee olla tietyn värisiä ja tietyn värisillä tassutyynyillä (esim. vaaleanpunainen) myös muilla meroneilla tulee olla yhteensopivia ominaisuuksia (kissan vatsan, jossa on vaaleanpunaiset pehmusteet, on oltava välttämättä valkoinen), jos haluamme, että meronien yhdistelmä todella esiintyi kissaheimon keskuudessa.

Diatrooppinen lähestymistapa tutkii myös kysymystä elementtien monimuotoisuuden (erilainen laatu, heterogeenisyys) roolista niiden muodostaman järjestelmän toimintojen suorittamisessa. Otetaanpa tässä esimerkki ihmisyhteiskunnasta. Monet osavaltiot koostuvat eri etnisten ryhmien edustajista. Miten tämä verrataan sosiaalisten toimintojen, erityisesti ammattien, monimuotoisuuteen? Edistääkö etnisten ominaisuuksien monimuotoisuus kaikkien yhteiskunnassa muodostuvien ammatillisten työpaikkojen täydellisempää kyllästymistä?

Biosysteemien diatrooppisen lähestymistavan yhteydessä pysähdytään elävän eri tasoilla toteutetussa välttämättömän monimuotoisuuden laissa (Reimers, 1992). Supraorganaalisten järjestelmien vakaa toiminta sekä yksinkertaisesti monisoluinen organismi "solukollektiivina" viittaa siihen, että elementit eivät ole täysin samoja, vaan eroavat toisistaan, mikä toimii edellytyksenä niiden erikoistumiselle toimintoihin.

Biosysteemeissä tätä lakia täydentää järjestelmän elementtien redundanssilaki, kun jokaista toimintoa järjestelmässä ei suorita yksi, vaan monet sen elementit kerralla. Biosysteemit toimivat luotettavammin tämän lain ansiosta (immuunipuolustustoiminnot toteutetaan ihmiskehossa risojen, kateenkorvan, umpilisäkkeen, imusolmukkeiden ja pernan kautta): järjestelmän epäonnistunut elementti korvataan muilla, jotka suorittavat samaa tehtävää. Järjestelmän monien linkkien aiheuttaman redundanssin ja toimintojen päällekkäisyyden ohella biosysteemien kehityksessä voidaan kuitenkin jäljittää toinen suuntaus - identtisten toimintojen omaavien homogeenisten lohkojen lukumäärän väheneminen. Aikaisemmin homogeeniset elementit tässä tapauksessa erotetaan "ammateista", mikä mahdollistaa suuremman määrän toimintoja koko järjestelmässä. Tässä tapauksessa koko järjestelmän luotettavuus ylläpidetään parantamalla kunkin yksittäisen elementin laatua. Annelideissa (esimerkiksi liero tai iilimato) keho koostuu monista homogeenisista, toistuvista linkeistä - segmenteistä. Evoluution aikana annelidit synnyttivät niveljalkaisia (hyönteisiä, hämähäkkieläimiä, äyriäisiä), joiden ruumiinosat eivät ole enää homogeenisia, vaan erikoistuneet toimintaansa.