1.5. Уровни биологической организации и экология

Ген, клетка, орган, организм, популяция, сообщество (биоценоз) – главные уровни организации жизни. Экология изучает уровни биологической организации - от организма до экосистем. В ее основе, как и всей биологии, лежит теория эволюционного развития органического мира Ч. Дарвина, базирующаяся на представлениях о естественном отборе. В упрощенном виде ее можно представить так: в результате борьбы за существование выживают наиболее приспособленные организмы, передающие выгодные признаки, обеспечивающие выживание своему потомству, которое может их развить дальше, обеспечив стабильное существование данному типу организмов в данных конкретных условиях среды. Если условия эти изменяются, то выживают организмы с более благоприятными для новых условий признаками, переданными им по наследству, и т.д.

Материалистические представления о происхождении жизни и эволюционную теорию Ч.Дарвина можно объяснить лишь с позиций экологической науки. Поэтому не случайно, что вслед за открытием Дарвина(1859 г.) появился термин «экология» Э.Геккеля(1866). Роль среды, т.е. физических факторов, в эволюции и существовании организмов не вызывает сомнений. Эта среда была названа абиотической, а составляющие отдельные части (воздух, вода и др.) и факторы (температура, давление, плотность и др.) называют абиотическими компонентами, в отличие от биотических компонентов, представленных живым веществом. Взаимодействуя с абиотической средой, т.е. с абиотическими компонентами, они образуют определенные функциональные системы, где живые компоненты и среда – «единый цельный организм». На рис. 2 указанные компоненты представлены в виде уровней биологической организации биологических систем, различающихся по принципам организации и масштабам явлений. Они отражают иерархию природных систем, при которых меньшие подсистемы составляют большие системы, сами являющиеся подсистемами более крупных систем.

Свойства каждого отдельного уровня значительно сложнее и многообразнее предыдущего. Но объяснить это можно лишь частично на основе данных о свойствах предыдущего уровня. Иными словами, нельзя предсказать свойства каждого последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных составляющих его более низких уровней, подобно тому, как нельзя предсказать свойства воды исходя из свойств кислорода и водорода.

Такое явление называют эмерджентностью – наличием у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме других элементов, не объединенных системообразующими связями.

Экология изучает правую часть «спектра», (рис. 2), т.е. уровни биологической организации – от организмов до экосистем. В экологии организм рассматривается как целостная система, взаимодействующая с абиотической и биотической внешней средой. В этом случае в наше поле зрения попадает такая совокупность, как биологический вид, состоящий из сходных особей, которые, тем не менее, как индивидуумы отличаются друг от друга.

Сооб-

Биотические Гены Клетки Органы Организмы Популяции щества

компоненты

Абиотические

компоненты ВЕЩЕСТВО ЭНЕРГИЯ

Генетические Системы Популяционные

системы органов системы

Биосистемы