Nivoi organizacije žive materije- hijerarhijski podređen nivou organizacije biosistema, odražavajući nivoe njihove složenosti. Najčešće se razlikuje šest glavnih strukturnih nivoa života: molekularni, ćelijski, organizmski, populacijsko-vrsta, biogeocenotski i biosferski. Tipično, svaki od ovih nivoa je sistem podsistema nižeg nivoa i podsistem sistema višeg nivoa.

Treba naglasiti da je izgradnja univerzalne liste nivoa biosistema nemoguća. Preporučljivo je izdvojiti poseban nivo organizacije ako se na njemu pojave nova svojstva koja nedostaju u sistemima nižeg nivoa. Na primjer, fenomen života se javlja na ćelijski nivo, a potencijalna besmrtnost - na populaciji. U proučavanju različitih objekata ili različitih aspekata njihovog funkcionisanja mogu se razlikovati različiti skupovi nivoa organizacije. Na primjer, kod jednoćelijskih organizama stanični i nivo organizma se poklapaju. Prilikom proučavanja proliferacije (reprodukcije) ćelija na višećelijskom nivou može biti potrebno izolovati pojedinačne nivoe tkiva i organa, jer specifični mehanizmi regulacije procesa koji se proučavaju mogu biti karakteristični za tkivo i organ.

Jedan od zaključaka iz opšta teorija sistema je da biosistemi različitih nivoa mogu biti slični po svojim bitnim svojstvima, na primjer, principima regulacije parametara važnih za njihovo postojanje

Molekularni nivo organizacije života

To su klase organskih jedinjenja specifičnih za žive organizme (proteini, masti, ugljikohidrati, nukleinske kiseline itd.), njihova međusobna interakcija i sa anorganskim komponentama, njihova uloga u metabolizmu i energiji u tijelu, skladištenje i prijenos nasljednih informacije. Ovaj nivo se može nazvati početnim, najdubljim nivoom organizacije života. Svaki živi organizam se sastoji od molekula organskih supstanci-proteina, nukleinske kiseline, ugljeni hidrati, masti u ćelijama. Veza između molekularnog i sljedećeg ćelijskog nivoa je osigurana činjenicom da su molekuli materijal od kojeg se stvaraju supramolekularne ćelijske strukture. Samo proučavanjem molekularnog nivoa može se shvatiti kako su se odvijali procesi nastanka i evolucije života na našoj planeti, koji su molekularni temelji naslijeđa i metaboličkih procesa u tijelu. Uostalom, na molekularnom nivou se odvija transformacija svih vrsta energije i metabolizma u ćeliji. Mehanizmi ovih procesa su također univerzalni za sve žive organizme.

Komponente

• Molekuli neorganskih i organskih jedinjenja
• Molekularni kompleksi hemijskih jedinjenja (membrana, itd.)

Core Processes

• Udruživanje molekula u posebne komplekse
• Sprovođenje fizičke hemijske reakcije u redu
• DNK kopiranje, kodiranje i prijenos genetskih informacija

• Biohemija
• Biofizika
• Molekularna biologija
• Molekularna genetika

Ćelijski nivo organizacije života

Predstavljaju ga slobodnoživući jednoćelijski organizmi i ćelije uključene u višećelijske organizme.

Komponente

• Kompleksi molekula hemijskih jedinjenja i ćelijskih organela.

Core Processes

• biosinteza, fotosinteza
• Regulacija hemijskih reakcija
• ćelijska dioba
• atrakcija hemijski elementi Zemlja i sunčeva energija u biosistemu

Nauka koja vodi istraživanja na ovom nivou

• Genetski inženjering
• Citogenetika
• Citologija
• Embryology Geology

Nivo organizacije života tkiva

Nivo tkiva predstavljaju tkiva koja objedinjuju ćelije određene strukture, veličine, lokacije i sličnih funkcija. Tkiva su nastala tokom istorijski razvoj zajedno sa bagatoklitinizmom. Kod višećelijskih organizama nastaju tokom ontogeneze kao rezultat diferencijacije ćelija. Kod životinja se razlikuje nekoliko vrsta tkiva (epitelno, vezivno, mišićno, nervno, kao i krvno i limfno). U biljkama se razlikuju meristematska, zaštitna, osnovna i vodeća tkiva. Na ovom nivou dolazi do specijalizacije ćelija.

Naučne discipline koje se bave istraživanjem na ovom nivou: histologija.

Organski nivo organizacije života

Nivo organa predstavljaju organi organizama. Najjednostavnije, probavu, disanje, cirkulaciju tvari, izlučivanje, kretanje i reprodukciju provode različite organele. U naprednijim organizmima su sistemi organa. U biljkama i životinjama organi se formiraju od različit iznos tkanine. Kičmenjake karakterizira cefalizacija zaštićena koncentracijom najvažnijih centara i osjetilnih organa u glavi.

Organski nivo organizacije života

Predstavljaju ga jednoćelijski i višećelijski organizmi biljaka, životinja, gljiva i bakterija.

Komponente

• Ćelija je glavna strukturna komponenta tijela. Ćelije formiraju tkiva i organe višećelijskih organizama

Core Processes

• Metabolizam (metabolizam)
• Razdražljivost
• reprodukcija
• Ontogeneza
• Neurohumoralna regulacija vitalnih procesa
• homeostaza

Nauka koja vodi istraživanja na ovom nivou

• Anatomija
• Biometrija
• Morfologija
• fiziologija
• Histologija

Nivo organizacije života populacije-vrste

U prirodi je zastupljen velikom raznolikošću vrsta i njihovih populacija.

Komponente

• Grupe srodnih pojedinaca ujedinjenih određenim genskim fondom i specifičnom interakcijom sa okruženje

Core Processes

1. genetski identitet
2. Interakcije između pojedinaca i populacija
3. Akumulacija elementarnih evolucijskih transformacija
4. Implementacija mikroevolucije i razvoj adaptacije na promjenjivo okruženje

• Speciation

1. Povećanje biodiverziteta

Nauka koja vodi istraživanja na ovom nivou

• Populaciona genetika
• Teorija evolucije
• Ekologija

Biogeocenotski nivo organizacije života

Predstavljen je raznolikošću prirodnih i kulturnih ekosistema u svim životnim sredinama.

Komponente

• Populacije različitih vrsta
• faktori životne sredine
• Mreže hrane, materija i energetski tokovi

Core Processes

• Biohemijsko kruženje supstanci i protok energije koji održavaju život
• Pokretna ravnoteža između živih organizama i abiotičke sredine (homeostaza)
• Pružanje živim organizmima životnih uslova i resursa (hrana i sklonište)

Nauka koja vodi istraživanja na ovom nivou

• biogeografija
• Biogeocenologija
• Ekologija

Biosferski nivo organizacije života

Gore je predstavljen globalni oblik organizacije biosistema - biosfera.

Komponente

• Biogeocenoze
• Antropogeni uticaj

Core Processes

• Aktivna interakcija žive i nežive materije planete
• Biološki ciklus materije i energije
• Aktivno biogeohemijsko učešće čovjeka u svim procesima biosfere, njenim ekonomskim i etnokulturnim aktivnostima

Nauka koja vodi istraživanja na ovom nivou

• Ekologija
  • globalna ekologija
  • ekologija svemira
  • socijalna ekologija

Nivoi organizacije organski svijet- diskretna stanja bioloških sistema, koje karakteriše podređenost, međusobna povezanost, specifični obrasci.

Strukturni nivoi organizacije života su izuzetno raznoliki, ali su glavni molekularni, ćelijski, ontogenetski, populacijsko-specifični, biocenotički i biosferski.

1. Molekularno genetski standard života. Najvažniji zadaci biologije u ovoj fazi su proučavanje mehanizama prijenosa genetskih informacija, naslijeđa i varijabilnosti.

Postoji nekoliko mehanizama varijabilnosti na molekularnom nivou. Najvažniji od njih je mehanizam mutacije gena - direktna transformacija samih gena pod utjecajem vanjskih faktora. Faktori koji uzrokuju mutaciju su: zračenje, toksična hemijska jedinjenja, virusi.

Drugi mehanizam varijabilnosti je rekombinacija gena. Takav proces se odvija tokom seksualne reprodukcije u višim organizmima. U ovom slučaju nema promjene u ukupnoj količini genetskih informacija.

Još jedan mehanizam varijabilnosti otkriven je tek 1950-ih. Ovo je neklasična rekombinacija gena, u kojoj dolazi do generalnog povećanja količine genetskih informacija zbog uključivanja novih genetskih elemenata u genom ćelije. Najčešće, ove elemente u ćeliju unose virusi.

2. Ćelijski nivo. Danas je nauka pouzdano utvrdila da je najmanja samostalna jedinica građe, funkcioniranja i razvoja živog organizma ćelija, koja je elementarni biološki sistem sposoban za samoobnavljanje, samoreprodukciju i razvoj. Citologija je nauka koja proučava živa ćelija, njegovu strukturu, funkcionišući kao elementarni živi sistem, istražuje funkcije pojedinih ćelijskih komponenti, proces reprodukcije ćelije, prilagođavanje uslovima sredine itd. Citologija proučava i karakteristike specijalizovanih ćelija, formiranje njihovih posebnih funkcija i razvoj specifičnih ćelijskih struktura. Stoga je moderna citologija nazvana fiziologijom ćelije.

Značajan napredak u proučavanju ćelija dogodio se početkom 19. veka, kada je otkriveno i opisano ćelijsko jezgro. Na osnovu ovih studija stvorena je ćelijska teorija koja je postala najveći događaj u biologiji u 19. veku. Upravo je ova teorija poslužila kao temelj za razvoj embriologije, fiziologije i teorije evolucije.

Najvažniji dio svih stanica je jedro, koje pohranjuje i reprodukuje genetske informacije, reguliše metaboličke procese u ćeliji.

Sve ćelije su podeljene u dve grupe:

Prokarioti - ćelije koje nemaju jezgro

eukarioti su ćelije koje sadrže jezgra

Proučavajući živu ćeliju, naučnici su skrenuli pažnju na postojanje dvije glavne vrste njene ishrane, što je omogućilo da se svi organizmi podijele u dvije vrste:

Autotrofne - proizvode vlastite nutrijente

· Heterotrofno – ne može bez organske hrane.

Kasnije su tako važni faktori kao što je sposobnost organizama da sintetišu potrebne supstance (vitamine, hormone), obezbede sebi energiju, zavisnost od ekološko okruženje i dr. Dakle, složena i diferencirana priroda veza ukazuje na potrebu sistematskog pristupa proučavanju života i na ontogenetskom nivou.

3. Ontogenetski nivo. višećelijskih organizama. Ovaj nivo je nastao kao rezultat formiranja živih organizama. Osnovna jedinica života je jedinka, a elementarni fenomen je ontogeneza. Fiziologija se bavi proučavanjem funkcionisanja i razvoja višećelijskih živih organizama. Ova nauka razmatra mehanizme djelovanja različitih funkcija živog organizma, njihov međusobni odnos, regulaciju i prilagođavanje vanjskom okruženju, nastanak i formiranje u procesu evolucije i individualnog razvoja pojedinca. U stvari, to je proces ontogeneze - razvoja organizma od rođenja do smrti. U tom slučaju dolazi do rasta, kretanja pojedinih struktura, diferencijacije i komplikacija organizma.

Svi višećelijski organizmi sastoje se od organa i tkiva. Tkiva su grupa fizički povezanih ćelija i međustaničnih supstanci za obavljanje određenih funkcija. Njihovo proučavanje je predmet histologije.

Organi su relativno velike funkcionalne jedinice koje spajaju različita tkiva u određene fiziološke komplekse. Zauzvrat, organi su dio većih jedinica – tjelesnih sistema. Među njima su nervni, probavni, kardiovaskularni, respiratorni i drugi sistemi. Unutrašnji organi nalazi se samo kod životinja.

4. Populaciono-biocenotski nivo. Ovo je nadorganski nivo života čija je osnovna jedinica populacija. Za razliku od populacije, vrsta je skup jedinki koje su slične po strukturi i fiziološka svojstva imaju zajedničko porijeklo, sposobne da se slobodno ukrštaju i daju plodno potomstvo. Vrsta postoji samo kroz populacije koje predstavljaju genetski otvorene sisteme. Populaciona biologija je proučavanje populacija.

Termin "populacija" uveo je jedan od osnivača genetike, V. Johansen, koji ju je nazvao genetski heterogeni skup organizama. Kasnije se stanovništvo počelo smatrati integralnim sistemom koji je u kontinuiranoj interakciji sa okolinom. Populacije su stvarni sistemi kroz koje postoje vrste živih organizama.

Populacije su genetski otvoreni sistemi, jer izolacija populacija nije apsolutna i razmjena genetskih informacija nije moguća s vremena na vrijeme. Populacije su te koje djeluju kao elementarne jedinice evolucije; promjene u njihovom genskom fondu dovode do pojave novih vrsta.

Populacije sposobne za samostalnu egzistenciju i transformaciju ujedinjene su u agregat sljedećeg supraorganizma - biocenoza. Biocenoza - skup populacija koje žive na određenom području.

Biocenoza je sistem zatvoren za strane populacije, za svoje konstitutivne populacije je otvoren sistem.

5. Biogeocetonski nivo. Biogeocenoza je stabilan sistem koji može postojati dugo vremena. Ravnoteža u živom sistemu je dinamička, tj. predstavlja stalno kretanje oko određene tačke stabilnosti. Za njegovo stabilno funkcionisanje neophodna je povratna sprega između njegovog upravljačkog i izvršnog podsistema. Ovakav način održavanja dinamičke ravnoteže između različitih elemenata biogeocenoze, uzrokovan masovnim razmnožavanjem nekih vrsta i smanjenjem ili nestankom drugih, što dovodi do promjene kvaliteta životne sredine, naziva se ekološka katastrofa.

Biogeocenoza je integralni samoregulirajući sistem u kojem se razlikuje nekoliko tipova podsistema. Primarni sistemi su proizvođači koji direktno obrađuju neživu materiju; potrošači - sekundarni nivo na kome se materija i energija dobijaju korišćenjem proizvođača; zatim dolaze potrošači drugog reda. Tu su i čistači i razlagači.

Kroz ove nivoe u biogeocenozi prolazi ciklus supstanci: život je uključen u upotrebu, obradu i restauraciju različitih struktura. U biogeocenozi - jednosmjerni tok energije. To ga čini otvorenim sistemom, kontinuirano povezan sa susjednim biogeocenozama.

Samoregulacija biogeocena teče što uspješnije, što je raznovrsniji broj njegovih sastavnih elemenata. Stabilnost biogeocenoza zavisi i od raznovrsnosti njenih komponenti. Gubitak jedne ili više komponenti može dovesti do nepovratne neravnoteže i njene smrti kao integralnog sistema.

6. Nivo biosfere. to najviši nivo organizacija života, koja obuhvata sve pojave života na našoj planeti. Biosfera je živa supstanca planete i životne sredine koju ona transformiše. Biološki metabolizam je faktor koji objedinjuje sve druge nivoe organizacije života u jednu biosferu. Na ovom nivou dolazi do kruženja supstanci i transformacije energije povezane sa vitalnom aktivnošću svih živih organizama koji žive na Zemlji. Dakle, biosfera je jedinstven ekološki sistem. Proučavanje funkcionisanja ovog sistema, njegove strukture i funkcija najvažniji je zadatak biologije na ovom nivou života. Ekologija, biocenologija i biogeohemija se bave proučavanjem ovih problema.

Razvoj doktrine biosfere neraskidivo je povezan sa imenom istaknutog ruskog naučnika V.I. Vernadsky. Upravo je on uspio dokazati povezanost organskog svijeta naše planete, koji djeluje kao jedinstvena neodvojiva cjelina, sa geološkim procesima na Zemlji. Vernadsky je otkrio i proučavao biogeohemijske funkcije žive materije.

Zahvaljujući biogenoj migraciji atoma, živa tvar obavlja svoje geohemijske funkcije. moderna nauka identificira pet geohemijskih funkcija koje živa materija obavlja.

1. Funkcija koncentracije se izražava u akumulaciji određenih hemijskih elemenata unutar živih organizama usled njihove aktivnosti. Rezultat toga bila je pojava mineralnih rezervi.

2. Transportna funkcija je usko povezana s prvom funkcijom, budući da živi organizmi nose potrebne kemijske elemente, koji se zatim akumuliraju u njihovim staništima.

3. Energetska funkcija obezbeđuje tokove energije koji prodiru u biosferu, što omogućava obavljanje svih biogeohemijskih funkcija žive materije.

4. Destruktivna funkcija – funkcija uništavanja i prerade organskih ostataka, tokom ovog procesa, supstance koje su akumulirali organizmi se vraćaju u prirodne cikluse, postoji ciklus supstanci u prirodi.

5. Prosječnoformirajuća funkcija - transformacija okoline pod uticajem žive materije. Cijeli savremeni izgled Zemlje - sastav atmosfere, hidrosfere, gornji sloj litosfere; većina minerala; klima je rezultat delovanja Života.

Postoje takvi nivoi organizacije žive materije - nivoi biološke organizacije: molekularni, ćelijski, tkivni, organski, organizam, populacijska vrsta i ekosistem.

Molekularni nivo organizacije- ovo je nivo funkcionisanja bioloških makromolekula - biopolimera: nukleinske kiseline, proteini, polisaharidi, lipidi, steroidi. Od ovog nivoa počinju najvažniji životni procesi: metabolizam, konverzija energije, prijenos nasljedne informacije. Ovaj nivo se izučava: biohemija, molekularna genetika, molekularna biologija, genetika, biofizika.

Ćelijski nivo- ovo je nivo ćelija (ćelije bakterija, cijanobakterija, jednostanične životinje i alge, jednoćelijske gljive, ćelije višećelijskih organizama). Ćelija je strukturna jedinica živog, funkcionalna jedinica, jedinica razvoja. Ovaj nivo proučavaju citologija, citohemija, citogenetika, mikrobiologija.

Nivo organizacije tkiva- Ovo je nivo na kojem se proučava struktura i funkcionisanje tkiva. Ovaj nivo proučavaju histologija i histohemija.

Organski nivo organizacije- Ovo je nivo organa višećelijskih organizama. Anatomija, fiziologija, embriologija proučavaju ovaj nivo.

Organski nivo organizacije- ovo je nivo jednoćelijskih, kolonijalnih i višećelijskih organizama. Specifičnost nivoa organizma leži u činjenici da se na ovom nivou odvija dekodiranje i implementacija genetskih informacija, formiranje osobina svojstvenih jedinkama date vrste. Ovaj nivo proučavaju morfologija (anatomija i embriologija), fiziologija, genetika, paleontologija.

Nivo populacija-vrsta je nivo populacije pojedinaca - populacije i vrste. Ovaj nivo proučavaju sistematika, taksonomija, ekologija, biogeografija, populaciona genetika. Na ovom nivou, genetski i ekološke karakteristike populacija, osnovno evolucijski faktori i njihov uticaj na genetski fond (mikroevoluciju), problem očuvanja vrsta.

Nivo organizacije ekosistema- ovo je nivo mikroekosistema, mezoekosistema, makroekosistema. Na ovom nivou proučavaju se vrste ishrane, vrste odnosa između organizama i populacija u ekosistemu, veličina populacije, dinamika populacije, gustina naseljenosti, produktivnost ekosistema, sukcesije. Ovaj nivo proučava ekologiju.

Dodijelite također biosferski nivo organizaciježiva materija. Biosfera je džinovski ekosistem koji zauzima dio geografskog omotača Zemlje. Ovo je mega ekosistem. U biosferi postoji ciklus supstanci i hemijskih elemenata, kao i konverzija sunčeve energije.

2. Osnovna svojstva žive materije

Metabolizam (metabolizam)

Metabolizam (metabolizam) - skup hemijskih transformacija koje se dešavaju u živim sistemima koje osiguravaju njihovu vitalnu aktivnost, rast, reprodukciju, razvoj, samoodržanje, stalni kontakt sa okolinom, sposobnost prilagođavanja njoj i njenim promjenama. U procesu metabolizma dolazi do cijepanja i sinteze molekula koji čine ćelije; formiranje, uništavanje i obnavljanje staničnih struktura i međustanične supstance. Metabolizam se zasniva na međusobno povezanim procesima asimilacije (anabolizam) i disimilacije (katabolizam). Asimilacija - procesi sinteze složenih molekula od jednostavnih uz utrošak energije pohranjene tokom disimilacije (kao i akumulaciju energije tokom taloženja sintetiziranih tvari u rezervi). Disimilacija - procesi cijepanja (anaerobnih ili aerobnih) složenih organskih spojeva, koji se odvijaju uz oslobađanje energije potrebne za provedbu vitalne aktivnosti organizma. Za razliku od tijela nežive prirode, razmjena sa okolinom za žive organizme je uslov njihovog postojanja. U tom slučaju dolazi do samoobnavljanja. Metabolički procesi koji se odvijaju unutar tijela kombiniraju se u metaboličke kaskade i cikluse kemijskim reakcijama, koje su strogo uređene u vremenu i prostoru. Koordinirani tok velikog broja reakcija u malom volumenu postiže se uređenom distribucijom pojedinačnih metaboličkih karika u ćeliji (princip kompartmentalizacije). Metabolički procesi se regulišu uz pomoć biokatalizatora - posebnih proteina-enzima. Svaki enzim ima specifičnost supstrata da katalizira konverziju samo jednog supstrata. Ova specifičnost se zasniva na neobičnom "prepoznavanju" supstrata od strane enzima. Enzimska kataliza se razlikuje od nebiološke po izuzetno visokoj efikasnosti, zbog čega se brzina odgovarajuće reakcije povećava za 1010 - 1013 puta. Svaki molekul enzima je sposoban da izvrši od nekoliko hiljada do nekoliko miliona operacija u minuti bez da bude uništen u procesu sudjelovanja u reakcijama. Još jedna karakteristična razlika između enzima i nebioloških katalizatora je ta što enzimi mogu ubrzati reakcije u normalnim uvjetima (atmosferski tlak, tjelesna temperatura, itd.). Svi živi organizmi mogu se podijeliti u dvije grupe - autotrofi i heterotrofi, koji se razlikuju po izvorima energije i potrebnim tvarima za njihov život. Autotrofi - organizmi koji sintetiziraju iz neorganskih tvari organska jedinjenja Koristeći energiju sunčeve svjetlosti (fotosintetika - zelene biljke, alge, neke bakterije) ili energiju dobivenu oksidacijom anorganskog supstrata (kemosintetika - sumpor, željezne bakterije i neke druge), autotrofni organizmi su u stanju sintetizirati sve ćelijske komponente. Uloga fotosintetskih autotrofa u prirodi je odlučujuća – kao primarni proizvođač organske tvari u biosferi, oni osiguravaju postojanje svih drugih organizama i tok biogeokemijskih ciklusa u kruženju tvari na Zemlji. Heterotrofi (sve životinje, gljive, većina bakterija, neke biljke bez klorofila) su organizmi kojima su za egzistenciju potrebne gotove organske tvari koje, djelujući kao hrana, služe i kao izvor energije i neophodan "građevinski materijal". Karakteristična karakteristika heterotrofa je prisustvo amfibolizma u njima, tj. proces formiranja malih organskih molekula(monomeri) nastali tokom varenja hrane (proces razgradnje složenih supstrata). Takvi molekuli - monomeri se koriste za sklapanje vlastitih složenih organskih spojeva.

Samoreprodukcija (reprodukcija)

Sposobnost reprodukcije (reproduciranja vlastite vrste, samoreprodukcije) odnosi se na jedno od osnovnih svojstava živih organizama. Reprodukcija je neophodna kako bi se osigurao kontinuitet postojanja vrsta, jer. životni vijek pojedinog organizma je ograničen. Reprodukcija više nego nadoknađuje gubitke zbog prirodnog izumiranja jedinki i tako održava očuvanje vrste u nizu generacija jedinki. U procesu evolucije živih organizama došlo je do evolucije metoda razmnožavanja. Stoga, u brojnim i raznolikim vrstama živih organizama koje trenutno postoje, nalazimo različite oblike razmnožavanja. Mnoge vrste organizama kombiniraju nekoliko metoda razmnožavanja. Potrebno je razlikovati dva fundamentalno različita tipa reprodukcije organizama - aseksualnu (primarni i starija vrsta reprodukcije) i seksualnu. U procesu aseksualnog razmnožavanja iz jedne ili grupe ćelija (u višećelijskim) materinskog organizma formira se nova jedinka. U svim oblicima aseksualne reprodukcije, potomci imaju genotip (skup gena) identičan majčinom. Posljedično, svi potomci jednog majčinskog organizma ispadaju genetski homogeni, a jedinke kćeri imaju isti skup osobina. U seksualnoj reprodukciji, nova jedinka se razvija iz zigota nastalog fuzijom dvije specijalizirane zametne stanice (proces oplodnje) koje proizvode dva roditeljska organizma. Jezgro u zigoti sadrži hibridni skup hromozoma, koji nastaje kao rezultat spajanja skupova hromozoma spojenih jezgara gameta. Tako se u jezgru zigota stvara nova kombinacija nasljednih sklonosti (gena), koju podjednako unose oba roditelja. A ćerki organizam koji se razvija iz zigote imaće novu kombinaciju karakteristika. Drugim riječima, tokom polnog razmnožavanja dolazi do implementacije kombinativnog oblika nasljedne varijabilnosti organizama, koji osigurava adaptaciju vrste na promjenjive uvjete okoline i bitan je faktor u evoluciji. Ovo je značajna prednost seksualne reprodukcije nad aseksualnom reprodukcijom. Sposobnost živih organizama da se samoreproduciraju zasniva se na jedinstvenom svojstvu nukleinskih kiselina da se razmnožavaju i fenomenu matriksne sinteze, koja je u osnovi formiranja molekula nukleinskih kiselina i proteina. Samoreprodukcija na molekularnom nivou određuje i implementaciju metabolizma u ćelijama i samoreprodukciju samih ćelija. Ćelijska dioba (samoreprodukcija ćelija) je u osnovi individualnog razvoja višećelijskih organizama i reprodukcije svih organizama. Reprodukcija organizama osigurava samoreprodukciju svih vrsta koje nastanjuju Zemlju, što zauzvrat određuje postojanje biogeocenoza i biosfere.

Nasljednost i varijabilnost

Nasljednost obezbjeđuje materijalni kontinuitet (protok genetskih informacija) između generacija organizama. Usko je povezan s reprodukcijom na molekularnom, subćelijskom i ćelijskom nivou. Genetske informacije koje određuju raznolikost nasljednih osobina su šifrirane u molekularnoj strukturi DNK (kod nekih virusa, u RNK). Geni kodiraju informacije o strukturi sintetiziranih proteina, enzimskih i strukturnih. Genetski kod je sistem "snimanja" informacija o sekvenci aminokiselina u sintetizovanim proteinima koristeći sekvencu nukleotida u molekulu DNK. Ukupnost svih gena organizma naziva se genotip, a ukupnost osobina naziva se fenotip. Fenotip zavisi kako od genotipa, tako i od faktora unutrašnjeg i spoljašnjeg okruženja koji utiču na aktivnost gena i određuju pravilne procese. Pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija u svim organizmima vrši se uz pomoć nukleinskih kiselina, genetski kod je isti za sva živa bića na Zemlji, tj. to je univerzalno. Uslijed naslijeđa, s generacije na generaciju prenose se osobine koje osiguravaju prilagodljivost organizama njihovom okruženju. Ako bi se tokom reprodukcije organizama manifestirao samo kontinuitet postojećih znakova i svojstava, tada bi u pozadini promjenjivih uvjeta okoliša postojanje organizama bilo nemoguće, jer je neophodan uvjet za život organizama njihova prilagodljivost uvjetima okoline. Postoji varijabilnost u raznolikosti organizama koji pripadaju istoj vrsti. Varijabilnost se može ostvariti kod pojedinačnih organizama u toku njihovog individualnog razvoja ili unutar grupe organizama u nizu generacija tokom razmnožavanja. Postoje dva glavna oblika varijabilnosti, koja se razlikuju po mehanizmima nastanka, prirodi promjene karakteristika i, konačno, njihovom značaju za postojanje živih organizama - genotipska (nasljedna) i modifikacija (nenasljedna). Genotipska varijabilnost povezana je s promjenom genotipa i dovodi do promjene fenotipa. Osnova genotipske varijabilnosti mogu biti mutacije (mutacijska varijabilnost) ili nove kombinacije gena koje nastaju u procesu oplodnje tokom polne reprodukcije. U mutacijskom obliku, promjene su povezane prvenstveno s greškama u replikaciji nukleinskih kiselina. Dakle, pojava novih gena koji nose nove genetske informacije; pojavljuju se novi znakovi. A ako su novonastali znaci korisni organizmu u specifičnim uslovima, onda ih "uhvati" i "fiksira" prirodna selekcija. Dakle, prilagodljivost organizama na uslove sredine, raznovrsnost organizama zasnovana je na naslednoj (genotipskoj) varijabilnosti i stvaraju se preduslovi za pozitivnu evoluciju. Kod nenasljedne (modifikacione) varijabilnosti, promjene u fenotipu nastaju pod utjecajem faktora okoline i nisu povezane s promjenom genotipa. Modifikacije (promjene osobina sa varijabilnosti modifikacije) se dešavaju unutar normalnog raspona reakcije, koji je pod kontrolom genotipa. Modifikacije se ne prenose na buduće generacije. Vrijednost modifikacijske varijabilnosti je u tome što osigurava prilagodljivost organizma faktorima okoline tokom njegovog života.

Individualni razvoj organizama

Sve žive organizme karakteriše proces individualnog razvoja - ontogeneza. Tradicionalno, ontogeneza se shvata kao proces individualnog razvoja višećelijskog organizma (nastalog kao rezultat seksualne reprodukcije) od trenutka formiranja zigota do prirodne smrti pojedinca. Zbog diobe zigota i narednih generacija stanica formira se višećelijski organizam koji se sastoji od ogromnog broja različitih tipova stanica, različitih tkiva i organa. Razvoj organizma zasniva se na "genetskom programu" (otelotvorenom u genima hromozoma zigota) i odvija se u specifičnim uslovima sredine koji značajno utiču na proces implementacije genetske informacije tokom individualnog postojanja pojedinca. Na ranim fazama individualnog razvoja, dolazi do intenzivnog rasta (povećanje mase i veličine), zbog reprodukcije molekula, ćelija i drugih struktura, te diferencijacije, tj. pojava razlika u strukturi i složenosti funkcija. U svim fazama ontogeneze različiti faktori sredine (temperatura, gravitacija, pritisak, sastav hrane u pogledu sadržaja hemijskih elemenata i vitamina, različiti fizički i hemijski agensi) imaju značajan regulatorni uticaj na razvoj organizma. Proučavanje uloge ovih faktora u procesu individualnog razvoja životinja i ljudi ima veliki praktični značaj, koji se povećava sa intenziviranjem antropogenog uticaja na prirodu. U raznim oblastima biologije, medicine, veterine i drugih nauka provode se opsežna istraživanja radi proučavanja procesa normalnog i patološkog razvoja organizama, rasvjetljavanja obrazaca ontogeneze.

Razdražljivost

Integralno svojstvo organizama i svih živih sistema je razdražljivost - sposobnost da se percipiraju vanjski ili unutrašnji podražaji (udari) i adekvatno reagiraju na njih. Kod organizama razdražljivost je praćena kompleksom promjena koje se izražavaju u pomacima u metabolizmu, električnom potencijalu na ćelijskim membranama, fizičko-hemijskim parametrima u citoplazmi stanica, u motoričkim reakcijama, a visoko organizirane životinje karakteriziraju promjene u njihovom ponašanju.

4. centralna dogma molekularna biologija - pravilo koje generalizuje implementaciju genetskih informacija posmatranih u prirodi: informacije se prenose iz nukleinske kiseline to vjeverica ali ne u suprotnom smjeru. Pravilo je formulisano Francis Crick in 1958 godine i uskladio sa podacima prikupljenim do tada u 1970 godine. Prijenos genetskih informacija iz DNK to RNA i od RNK do vjeverica univerzalan je za sve ćelijske organizme bez izuzetka; on je u osnovi biosinteze makromolekula. Replikacija genoma odgovara informacijskoj tranziciji DNK → DNK. U prirodi postoje i prijelazi RNA → RNA i RNA → DNK (na primjer, kod nekih virusa), kao i promjena konformacije proteini koji se prenose sa molekula na molekul.

Univerzalni načini prijenosa bioloških informacija

U živim organizmima postoje tri vrste heterogenih, odnosno sastoje se od različitih polimernih monomera - DNK, RNK i proteina. Prijenos informacija između njih može se izvršiti na 3 x 3 = 9 načina. Centralna dogma dijeli ovih 9 vrsta prijenosa informacija u tri grupe:

Općenito - nalazi se u većini živih organizama;

Posebna - javlja se kao izuzetak, u virusi i na mobilnih elemenata genoma ili u biološkim uslovima eksperiment;

Nepoznato - nije pronađeno.

Replikacija DNK (DNK → DNK)

DNK je glavni način na koji se informacije prenose između generacija živih organizama, tako da je tačna duplikacija (replikacija) DNK vrlo važna. Replikaciju vrši kompleks proteina koji se opuštaju hromatin, zatim dvostruka spirala. Nakon toga, DNK polimeraza i povezani proteini grade identičnu kopiju na svakom od dva lanca.

Transkripcija (DNK → RNA)

Transkripcija je biološki proces, kao rezultat kojeg se informacije sadržane u segmentu DNK kopiraju na sintetizirani molekul. glasničku RNA. Transkripcija se vrši transkripcijski faktori i RNA polimeraza. AT eukariotske ćelije primarni transkript (pre-mRNA) se često uređuje. Ovaj proces se zove spajanje.

Prijevod (RNA → protein)

Čita se zrela mRNA ribozomi tokom procesa prevođenja. AT prokariotski U ćelijama proces transkripcije i translacije nije prostorno odvojen, već su ti procesi konjugirani. AT eukariotski mjesto transkripcije u ćelijama ćelijsko jezgro odvojeno od lokacije emitovanja ( citoplazma) nuklearna membrana, dakle mRNA transportuje se iz jezgra u citoplazmu. mRNA se čita od strane ribozoma u obliku tri nukleotida"riječi". kompleksi inicijacijski faktori i faktori elongacije isporučuju aminoacilirane transfer RNK na kompleks mRNA-ribosom.

5. reverzna transkripcija je proces formiranja dvolančanog DNK na jednolančanoj matrici RNA. Ovaj proces se zove obrnuto transkripcije, budući da se prijenos genetske informacije u ovom slučaju događa u “obrnutom” smjeru u odnosu na transkripciju.

Ideja o obrnutoj transkripciji u početku je bila vrlo nepopularna, jer je bila u suprotnosti centralna dogma molekularne biologije, što je sugerisalo da je DNK transkribovano do RNK i dalje emitovanje u proteine. Pronađeno u retrovirusi, na primjer, HIV i u slučaju retrotranspozoni.

transdukcija(od lat. transductio- kretanje) - proces prijenosa bakterijski DNK iz jedne ćelije u drugu bakteriofag. Opća transdukcija se koristi u bakterijskoj genetici za mapiranje genoma i dizajn sojeva. I umjereni i virulentni fagi su sposobni za transdukciju, ali potonji uništavaju populaciju bakterija, pa transdukcija uz njihovu pomoć nema od velikog značaja bilo u prirodi ili u istraživanju.

Molekul DNK vektora je molekul DNK koji djeluje kao nosač. Molekul nosača mora imati niz karakteristika:

Sposobnost autonomne replikacije u ćeliji domaćinu (obično bakterijskoj ili kvasnoj)

Prisustvo markera koji se može birati

Dostupnost pogodnih mjesta za ograničavanje

Najčešći vektori su bakterijski plazmidi.

Biosfera i čovjek, struktura biosfere.

Biosfera - ljuska Zemlje, naseljena živim organizmima, pod njihovim uticajem i okupirana proizvodima njihove vitalne aktivnosti; "film života"; globalni ekosistem Zemlje.

Granice biosfere:

Gornja granica u atmosferi: 15-20 km. Definisano je ozonski sloj, odgađajući kratkotalasno ultraljubičasto zračenje, štetno za žive organizme.

· Donja granica u litosferi: 3,5-7,5 km. Određuje se temperaturom prijelaza vode u paru i temperaturom denaturacije proteina, međutim, općenito, širenje živih organizama ograničeno je na dubinu od nekoliko metara.

· Granica između atmosfere i litosfere u hidrosferi: 10-11 km. Određeno dnom Svjetskog okeana, uključujući donje sedimente.

Čovjek je također dio biosfere, njegova aktivnost prevazilazi mnoge prirodne procese. Ovaj stalni odnos naziva se zakon bumeranga ili zakon povratne informacije interakcija čovjeka i biosfere.

Da bi ispravio ljudsko ponašanje u odnosu na prirodu, B. Commoner je formulisao četiri zakona, koja, sa stanovišta Reimersa

1 - sve je povezano sa svime

2 - sve mora negde da ode

3 - priroda zna najbolje

4 - ništa se ne daje besplatno

Struktura biosfere:

· Živa tvar - ukupnost tijela živih organizama koji nastanjuju Zemlju je fizičko-hemijski objedinjena, bez obzira na njihovu sistematsku pripadnost. Masa žive materije je relativno mala i procenjuje se na 2,4 ... 3,6 1012 tona (u suvoj težini) i manja je od milionitog dela celokupne biosfere (oko 3 1018 tona), što je zauzvrat manje od jedne hiljaditi deo mase Zemlje. Ali to je jedna od "najmoćnijih geohemijskih sila na našoj planeti" jer živi organizmi ne samo da naseljavaju zemljine kore ali preobrazi lice zemlje. Živi organizmi naseljavaju zemljine površine veoma neujednačeno. Njihova distribucija zavisi od geografske širine.

Biogena supstanca - supstanca koju stvara i obrađuje živi organizam. U toku organske evolucije, živi organizmi su hiljadu puta prošli kroz svoje organe, tkiva, ćelije i krv preko većeg dela atmosfere, celokupnog volumena svetskog okeana i ogromne mase mineralnih materija. Ova geološka uloga žive tvari može se zamisliti iz naslaga uglja, nafte, karbonatnih stijena itd.

Inertna tvar - proizvodi nastali bez sudjelovanja živih organizama.

· Bioinertna supstanca – supstanca koju istovremeno stvaraju živi organizmi i inertni procesi, predstavljajući dinamički uravnotežen sistem oba. To su tlo, mulj, kora od vremenskih utjecaja itd. Organizmi imaju vodeću ulogu u njima.

Supstanca koja prolazi kroz radioaktivni raspad.

· Raspršeni atomi, kontinuirano stvoreni od bilo koje vrste zemaljske materije pod uticajem kosmičkog zračenja.

Supstanca kosmičkog porekla.

nivoi organizacije života.

Nivoi organizacije života - hijerarhijski podređeni nivoi organizacije biosistema, koji odražavaju nivoe njihove složenosti. Najčešće se izdvaja sedam osnovnih strukturnih nivoa života: molekularni, ćelijski, organsko-tkivni, organizam, populacijsko-vrsta, biogeocenotski i biosferski. Tipično, svaki od ovih nivoa je sistem podsistema nižeg nivoa i podsistem sistema višeg nivoa.

1) Molekularni nivo organizacija života

Predstavljen je raznim molekulima koji se nalaze u živoj ćeliji (kombiniranje molekula u posebne komplekse, kodiranje i prijenos genetskih informacija)

2) Tkivni nivo organizacije života

Nivo tkiva predstavljaju tkiva koja objedinjuju ćelije određene strukture, veličine, lokacije i sličnih funkcija. Tkiva su nastala tokom istorijskog razvoja zajedno sa višećelijnošću.. Kod životinja se razlikuje nekoliko vrsta tkiva (epitelno, vezivno, mišićno, nervno). U biljkama se razlikuju meristematska, zaštitna, bazična i provodna tkiva. Na ovom nivou dolazi do specijalizacije ćelija.

3) Organski nivo organizacije života

Nivo organa predstavljaju organi organizama. Kod protozoa, probavu, disanje, cirkulaciju tvari, izlučivanje, kretanje i razmnožavanje provode različite organele. Napredniji organizmi imaju organske sisteme. Kod biljaka i životinja organi se formiraju zbog različitog broja tkiva.

4) Organski (ontogenetski) nivo organizacije života

Predstavljaju ga jednoćelijski i višećelijski organizmi biljaka, životinja, gljiva i bakterija.Ćelija je glavna strukturna komponenta organizma.

5) Populaciono-vrsta nivo organizacije života

U prirodi je predstavljen velikom raznolikošću vrsta i njihovih populacija.

6) Biogeocenotski nivo organizacije života

Predstavljena je raznovrsnim prirodnim i kulturnim biogeocenozama u svim životnim sredinama.

7) Biosferski nivo organizacije života

Predstavlja ga najviši, globalni oblik organizacije biosistema – biosfera.

3. Rasprostranjenost i uloga žive materije na planeti.

Živi organizmi, reguliraju cirkulaciju tvari, služe kao moćan geološki faktor koji formira površinu Zemlje.

NIVOI ŽIVOTNE ORGANIZACIJE

Postoje molekularni, ćelijski, tkivni, organ, organizam, populacija, vrsta, biocenotički i globalni (biosferski) nivoi organizacije živog. Na svim ovim nivoima ispoljavaju se sva svojstva karakteristična za život. Svaki od ovih nivoa karakterišu karakteristike svojstvene drugim nivoima, ali svaki nivo ima svoje specifične karakteristike.

Molekularni nivo. Ovaj nivo je duboko u organizaciji živog i predstavljen je molekulima nukleinskih kiselina, proteina, ugljenih hidrata, lipida i steroida koji se nalaze u ćelijama i nazivaju se biološkim molekulima. Na ovom nivou pokreću se i provode najvažniji procesi vitalne aktivnosti (kodiranje i prijenos nasljednih informacija, disanje, metabolizam i metabolizam energije, varijabilnost itd.). Fizička i hemijska specifičnost ovog nivoa leži u činjenici da sastav živog obuhvata veliki broj hemijskih elemenata, ali najveći deo živog čine ugljenik, kiseonik, vodonik i azot. Molekule se formiraju iz grupe atoma, a od njih nastaju složena hemijska jedinjenja, koja se razlikuju po strukturi i funkciji. Većina ovih spojeva u stanicama predstavljena je nukleinskim kiselinama i proteinima, čije su makromolekule polimeri sintetizirani kao rezultat stvaranja monomera i njihove kombinacije određenim redoslijedom. Osim toga, monomeri makromolekula unutar istog jedinjenja imaju iste hemijske grupe i povezani su pomoću hemijske veze između atoma, njihova nespecifična

kalni dijelovi (područja). Sve makromolekule su univerzalne, jer su građene po istom planu, bez obzira na njihovu vrstu. Budući da su univerzalni, oni su istovremeno i jedinstveni, jer je njihova struktura jedinstvena. Na primjer, sastav DNK nukleotida uključuje jednu dušičnu bazu od četiri poznate (adenin, gvanin, citozin ili timin), zbog čega je svaki nukleotid jedinstven po svom sastavu. Sekundarna struktura molekula DNK je također jedinstvena.

Biološka specifičnost molekularnog nivoa određena je funkcionalnom specifičnošću bioloških molekula. Na primjer, specifičnost nukleinskih kiselina leži u činjenici da one kodiraju genetske informacije za sintezu proteina. Štaviše, ovi procesi se odvijaju kao rezultat istih faza metabolizma. Na primjer, biosinteza nukleinskih kiselina, aminokiselina i proteina slijedi sličan obrazac u svim organizmima. Oksidacija masnih kiselina, glikoliza i druge reakcije su također univerzalne.

Specifičnost proteina određena je specifičnom sekvencom aminokiselina u njihovim molekulima. Ova sekvenca dalje određuje specifična biološka svojstva proteina, budući da su oni glavni strukturni elementi ćelija, katalizatori i regulatori reakcija u ćelijama. Ugljikohidrati i lipidi služe kao najvažniji izvori energije, dok su steroidi važni za regulaciju brojnih metaboličkih procesa.

Na molekularnom nivou, energija se pretvara - energija zračenja u hemijsku energiju pohranjenu u ugljenim hidratima i drugim hemijska jedinjenja, a hemijsku energiju ugljikohidrate i druge molekule - u biološki dostupnu energiju, pohranjenu u obliku makroergijskih veza ATP-a. Konačno, ovdje se energija visokoenergetskih fosfatnih veza pretvara u rad - mehanički, električni, kemijski, osmotski. Mehanizmi svih metaboličkih i energetskih procesa su univerzalni.

Biološki molekuli također osiguravaju kontinuitet između molekula i sljedećeg nivoa (ćelijskog), budući da su materijal od kojeg se formiraju supramolekularne strukture. Molekularni nivo je "arena" hemijskih reakcija koje obezbeđuju energiju ćelijskom nivou.

Ćelijski nivo. Ovaj nivo organizacije živih predstavljaju ćelije koje deluju kao nezavisne organizacije.

mov (bakterije, protozoe, itd.), kao i ćelije višećelijskih organizama. Glavna specifičnost ovog nivoa je da život počinje od njega. Pošto su sposobne za život, rast i reprodukciju, ćelije su glavni oblik organizacije žive materije, elementarne jedinice od kojih su izgrađena sva živa bića (prokarioti i eukarioti). Ne postoje fundamentalne razlike u strukturi i funkciji između biljnih i životinjskih ćelija. Neke razlike se odnose samo na strukturu njihovih membrana i pojedinačnih organela. Uočljive su razlike u strukturi između prokariotskih ćelija i eukariotskih ćelija, ali u funkcionalnom smislu te razlike su nivelisane, jer pravilo „ćelija od ćelije“ važi svuda.

Specifičnost ćelijskog nivoa je određena specijalizacijom ćelija, postojanjem ćelija kao specijalizovanih jedinica višećelijskog organizma. Na ćelijskom nivou dolazi do diferencijacije i uređenja vitalnih procesa u prostoru i vremenu, što je povezano sa ograničenjem funkcija na različite subćelijske strukture. Na primjer, eukariotske ćelije imaju značajno razvijene membranske sisteme (plazma membrana, citoplazmatski retikulum, lamelarni kompleks) i ćelijske organele (nukleus, hromozomi, centriole, mitohondrije, plastidi, lizozomi, ribozomi). Membranske strukture su "arena" najvažnijih životnih procesa, a dvoslojna struktura membranskog sistema značajno povećava površinu "arene". Osim toga, membranske strukture omogućavaju prostorno odvajanje mnogih bioloških molekula u stanicama, a njihovo fizičko stanje omogućava konstantno difuzno kretanje nekih molekula proteina i fosfolipida sadržanih u njima. Dakle, membrane su sistem čije su komponente u pokretu. Karakteriziraju ih različita prestrojavanja, što određuje razdražljivost stanica – najvažnije svojstvo živih.

nivo tkiva. Ovaj nivo predstavljaju tkiva koja kombinuju ćelije određene strukture, veličine, lokacije i sličnih funkcija. Tkiva su nastala tokom istorijskog razvoja zajedno sa višećelijnošću. Kod višećelijskih organizama nastaju tokom ontogeneze kao rezultat diferencijacije ćelija. Kod životinja se razlikuje nekoliko vrsta tkiva (epitelno, vezivno, mišićno, krvno, nervno i reproduktivno). Trke

senke razlikuju meristematsko, zaštitno, osnovno i provodno tkivo. Na ovom nivou dolazi do specijalizacije ćelija.

Nivo organa. Predstavljen organima organizama. Kod biljaka i životinja organi se formiraju zbog različitog broja tkiva. Kod protozoa, probavu, disanje, cirkulaciju tvari, izlučivanje, kretanje i razmnožavanje provode različite organele. Napredniji organizmi imaju organske sisteme. Kičmenjake karakterizira cefalizacija, koja se sastoji u koncentraciji najvažnijih nervnih centara i osjetilnih organa u glavi.

Nivo organizma. Ovaj nivo predstavljaju sami organizmi - jednoćelijski i višećelijski organizmi biljne i životinjske prirode. Specifičnost nivoa organizma je da se na ovom nivou odvija dekodiranje i implementacija genetskih informacija, stvaranje strukturnih i funkcionalnih karakteristika svojstvenih organizmima određene vrste.

nivo vrste. Ovaj nivo određuju biljne i životinjske vrste. Trenutno postoji oko 500 hiljada biljnih vrsta i oko 1,5 miliona životinjskih vrsta, čije predstavnike karakteriše široka raznolikost staništa i zauzimaju različite ekološke niše. Vrsta je također jedinica klasifikacije živih bića.

nivo populacije. Biljke i životinje ne postoje u izolaciji; ujedinjeni su u populacije koje karakteriše određeni genski fond. Unutar iste vrste može postojati od jedne do više hiljada populacija. U populacijama se provode elementarne evolucijske transformacije, razvija se novi adaptivni oblik.

Biocenotski nivo. Predstavljen je biocenozama - zajednicama organizama različitih vrsta. U takvim zajednicama organizmi različitih vrsta u određenoj mjeri ovise jedni o drugima. U toku istorijskog razvoja razvile su se biogeocenoze (ekosistemi), koji su sistemi koji se sastoje od međusobno zavisnih zajednica organizama i abiotskih faktora sredine. Ekosisteme karakteriše ravnoteža tečnosti između organizama i abiotički faktori. Na tom nivou se odvijaju materijalno-energetski ciklusi povezani sa vitalnom aktivnošću organizama.

Globalni (biosferski) nivo. Ovaj nivo je najviši oblik organizacije živog (živih sistema). Predstavlja ga biosfera. Na ovom nivou, svi ciklusi materije i energije su ujedinjeni u jedan džinovski biosferski ciklus supstanci i energije.

Između različitim nivoima organizacija živih postoji dijalektičko jedinstvo. Život je organizovan prema tipu sistemske organizacije, čija je osnova hijerarhija sistema. Prelazak sa jednog nivoa na drugi povezan je sa očuvanjem funkcionalnih mehanizama koji funkcionišu na prethodnim nivoima, a praćen je pojavom strukture i funkcija novih tipova, kao i interakcijom koju karakterišu nove karakteristike, tj. pojavljuje se novi kvalitet.