Қазақстан Республикасы Ғылым және Білім министірлігі Семей қаласының Шәкәрім атыңдағы мемлекеттік университеті Орындаған: Берікбол.Н.Н Тексерген: Калиева.С.К Семей-2016

Тіршілік. Тірі жүйелердің ұйымдастырылу деңгейлері

Тірі ағзалар біржасушалы қарапайым немесе көпжасушалы ағза болғанына қарамастан, Жердегі ерекше биологиялық жүйе болып есептеледі. Тірі ағзалар микроскоппен ғана көрінетін бактериялардан бастап, өте зор сүтқоректілерге дейінгілерден құрылысы және мөлшері бойынша ерекшеленеді. Жүйе ретіндегі әрбір ағза өзара байланысты және өзара әрекеттесетін көптеген алғашқы заттардан тұрады. Ағзаның алғашқы заттары: жасушалар, ұлпалар және мүшелер.

Жүйелік ұйымдасу. XX ғасырдың бірінші жартысында жүйелердің жалпы теориясы жасалды. Оның негізгі авторы австрия биологы және философы Людвиг фон Берталанфи ( ) болып табылады. Жүйелердің жалпы теориясына сәйкес табиғат пен қоғамның барлық нысандары жүйелер болып табылады. Жүйелер ғарьшггық, физикалық, техникалық, биологиялық, әлеуметтік, экономикалық т.б. болып келеді.Табиғат нысандарының барлық көптүрлілігін микроәлемге - атомдар мен олардың элементарлық бөлшектеріне, макроәлемге - молекулалардан бастап, құрылықтар мен мұхиттарға, және мегаәлемге - ғарыштық нысаңдар мен олардың жүйелік бірлестіктеріне бөлу қабылданған. Тірі жүйелер макроәлемге жатады. Людвиг фон Берталанфи

Табиғат нысандарының барлық көптүрлілігі 3 ке бөлінеді МегаәлемМикроәлемМакроәлем

Жүйе дегеніміз - бұл, белгілі бір қатынастармен байланысқан жэне белгілі бір композиция заңы бойынша өзара эрекеттесетін элементтердің жиьштығы. Құрылымдық және функционалдық катынастар мен өзара әрекеттердің барлығы жүйе ұйымын құрайды. Жүйенің ұйымы әдетте иерархиялық болады, яғни, бірнеше қосымша бағынышты деңгейлерден тұрады. Тірі нысандар қарапайым жүйелер, олардың құрылымдық және функционалдық реттілігі, яғни, белгілі бір ұйымы мен иерархиясы болады.

Молекулалық – генетикалық деңгей - тіршілікке тән бастапқы ең қарапайым деңгей. Организм құрылысының күрделі немесе қарапайымдығына қарамай бәрі біркелкі молекулалық қосылыстардан тұрады. Мысалы: нуклеин қышқылдарының, нәруыздардың т.б. органикалық және бейорганикалық заттардың күрделі молекулалық жиынтығын атауға болады. Тірі ағзалардағы макромолекулаларды төрт түрге бөледі: көмірсулар, липидтер, нәруыздар мен нуклеин қышқылдары. Олар жасушаның химиялық негізін құрайды, бірак та кейбір көмірсулар мен нәруыздар әдетте тұздармен бірге жасуша аралық заттардың да құрамына кіреді (шеміршек, сүйектің негізгі заттары). Көмірсулар жәй моносахаридтер (глюкоза, лактоза сияқты) және күрделі - жүздеп және мындап қосылған моносахаридтерден құралған, полисахаридтер болады. Кейбір полисахаридтер тірек қызметін атқарады - ол өсімдіктерде целлюлоза (клетчатка), шаяндар, жэндіктер, саңыраукұлақтарда хитин. Бірақ негізінен көмірсулар энергия алу үшін отын ретінде пайдаланылады.

Липидтер, немесе май тәрізді заттар, глицериннің түрі өзгертілген молекуласына - «басына» бекітілген, көміртегі-сутегі бірліктерінен тұратын ұзын «құйрығы» болады. Құйрықтар суды ығыстырады (итереді) (гидрофобты), сондыктан да бір - біріне құйрықтарымен қарап тұратын липидті молекулалардың екі қабаты, су - және ионөткізбейтін үлбір -мембрананы құрайды. Мембраналардан жасушалар қабықшасы мен кейбір ішкі жасушалық органоидтар құрылады. Липидтер, көмірсулар сияқты, өзіне көп энергияны жинайды және отын ретінде пайдаланылады

Нәруыздар - негізгі биополимерлер (күрделі органикалық қосылыстар), өйткені олар тіршіліктің негізгі қызметтерін атқарады. Нәруыз тізбегі - полипептид - мономерлердің көп санынан ( жэне одан да көп) – аминқьппқылдарынан жинақталған. Амин қышқылдарының 20 түрлері болады, және олардың кезектестірілуі ретсіз (бірақ нәруыздың әрбір түрі үшін қатал белгілі бір түрде), сондыктан да нәруыздық тізбектердің мүмкіндіктері шексіз үлкен, сондықтан нәруыздарға әртүрлі қызметгерді атқаруға мүмкіндік береді.

Нуклеин қышқылдары (латынның nucleus - ядро деген сөзінен) алғаш рет жасушалық ядролардан бөлінген және ең күрделі макромолекулалар болып табылады. Нуклеин қышқылы дезоксирибонуклеин қышқылы - ДНҚ және рибонуклеин қышқылы РНҚ болып екіге бөлінеді. ДНҚ -екі тізбекті полимер, РНҚ - бір тізбекті. Екі жағдайда да мономерлер тым ірі және күрделі молекулалар - нуклеотидтер болып табылады.

Жасушалық Жасушалық. Жасуша тіршіліктің элементарлы, құрылымдық және функционалды бірлігі болып табылады.Бұл деңгейде тіршілікке тән барлық процестер байқалады: өсу, қоректену, көбею, даму

Онтогенездік деңгей Онтогенездік деңгей - бұл, бір жасушадан бастап (жұмыртқа жасушасы мен сперматозоидтың қосылып ұрықтанудан пайда болатын, зиготалар), көптеген мамаңдандырылған ұлпалар мен мүшелері бар көп жасушалы ересек тіршілік иесіне дейінгі, ағзаның жеке дамуы. Осы кіші деңгейлердің (сатылардың) бір онтогенездік деңгейге бірігуге қажеттілігінің екі себебі болып отыр. Біріншіден, зигота - жәй ғана қарапайым жасуша - дамудың бір жасушалы кезеңінде болса да, ағзаның өзі болып табылады. Екіншіден, табиғатта көпжасушалы ғана емес, бір жасушалы да жануарлар текті болсын, өсімдік тектегі болсын ағзалар кезедеседі - амеба, инфузория, эвглена, хлорелла т.б.

Онтогенездік деңгей Бактериялар - өте ұсақ және ядросыз жасушалар (прокариотты) - әдетте колония болып тіршілік еткенмен, олар да өзбетінше ағзалар. Сөйтіп, «жасуша» және «ағза» түсініктері белгілі бір жағдайларда сәйкес келеді. Қорытындылай келе, осындай тұжырым жасауға болады: жасуша ең кішкене, яғни элементарлы тірі жүйе болып табылады, өйткені оған да тірі ағзаның барлық қасиеттері, тіршіліктің кұбылыстары сияқты қасиеттері тән болып келеді. Жасуша, көп жасушалы ағзалар сияқты қоректенуге, энергияны сіңіруге, заттарды синтездеуге, қозғалуға, тірікендіргіштерді сезінуге, көбеюге, бейімделуге т.б. қабілетті. Оған кұрылымдық дискреттіліктің жетерліктей жоғары дәрежесі - жасушалардың ішкі органоидтарға мүшеленуі, әсіресе жоғары сатылардағы, эукариотты жасушаларда айқын көрінетін - оқшауланған бөлшектері жағдай жасайды. Табиғатта жасушалық ұйымның екі типтерімен - прокариот жэне эукариоттің болуымен байланысқан, жасушалы деңгейдің (кіші деңгей) шешілмеген мәселелері бар. Прокариоттар (ядролыққа дейінгі) - бұл ұсақ (шамамен 1 мкм) жасушалар, олардың, эукароиттарға тән болып келетін, ядросы мен баска да органоидтары болмайды. Тұқымқуалаушылық зат -ДНҚ - цитоплазмада еркін жатады, ал баска да қызметтік блоктар да қабықшасыз кішкентай макромолекулалық кешендерден тұрады. Прокариоттарға барлық бактериялар мен көк-жасыл балдырлар жатады. Эукариоттар (нағыз ядромен) - ірі (10-50 жэне одан да жоғары мкм) жасушалар, онда ДНҚ хромосом түрінде ядрода бекітілген және көптеген жұмыс құрылымдары, ферменттер оқшауланған органоидтарда ұйымдастырылған. Ядро мен органоидтар үшін оқшаулау рөлін жасушалық беттің мембранасы сиякты сондай липидті - нәруыздық мембраналар атқарады. Эукариоттық ұйымға жататындар бір жасушалы қарапайымдылар (амеба, инфузория т.б.) және көп жасушальщ ағзалар - саңырауқүлақтар, өсімдіктер, жануарлар, оның ішінде адам жасушалары. Бактериялар - өте ұсақ және ядросыз жасушалар (прокариотты) - әдетте колония болып тіршілік еткенмен, олар да өзбетінше ағзалар. Сөйтіп, «жасуша» және «ағза» түсініктері белгілі бір жағдайларда сәйкес келеді. Қорытындылай келе, осындай тұжырым жасауға болады: жасуша ең кішкене, яғни элементарлы тірі жүйе болып табылады, өйткені оған да тірі ағзаның барлық қасиеттері, тіршіліктің кұбылыстары сияқты қасиеттері тән болып келеді. Жасуша, көп жасушалы ағзалар сияқты қоректенуге, энергияны сіңіруге, заттарды синтездеуге, қозғалуға, тірікендіргіштерді сезінуге, көбеюге, бейімделуге т.б. қабілетті. Оған кұрылымдық дискреттіліктің жетерліктей жоғары дәрежесі - жасушалардың ішкі органоидтарға мүшеленуі, әсіресе жоғары сатылардағы, эукариотты жасушаларда айқын көрінетін - оқшауланған бөлшектері жағдай жасайды. Табиғатта жасушалық ұйымның екі типтерімен - прокариот жэне эукариоттің болуымен байланысқан, жасушалы деңгейдің (кіші деңгей) шешілмеген мәселелері бар. Прокариоттар (ядролыққа дейінгі) - бұл ұсақ (шамамен 1 мкм) жасушалар, олардың, эукароиттарға тән болып келетін, ядросы мен баска да органоидтары болмайды. Тұқымқуалаушылық зат -ДНҚ - цитоплазмада еркін жатады, ал баска да қызметтік блоктар да қабықшасыз кішкентай макромолекулалық кешендерден тұрады. Прокариоттарға барлық бактериялар мен көк-жасыл балдырлар жатады. Эукариоттар (нағыз ядромен) - ірі (10-50 жэне одан да жоғары мкм) жасушалар, онда ДНҚ хромосом түрінде ядрода бекітілген және көптеген жұмыс құрылымдары, ферменттер оқшауланған органоидтарда ұйымдастырылған. Ядро мен органоидтар үшін оқшаулау рөлін жасушалық беттің мембранасы сиякты сондай липидті - нәруыздық мембраналар атқарады. Эукариоттық ұйымға жататындар бір жасушалы қарапайымдылар (амеба, инфузория т.б.) және көп жасушальщ ағзалар - саңырауқүлақтар, өсімдіктер, жануарлар, оның ішінде адам жасушалары.

Ұлпа – құрылымы ұқсас, шығу тегі бір жасушалар және жасушаралық заттар жиыны. Ол жасушалар тобы белгілі бір қызмет атқаруға негізделген.

Мүшелік деңгей

Мүше Мүше- көпжасушалы ағзаның бөлігі болып табылады. Ол белгілі бір қызмет немесе қызметтер атқарады. Мысалы, көру, есту, ас қорыту және т.б.

Ағзалық деңгей

Ағза Ағза тіршіліктің барлық қасиеттерін сипаттайтын өмірдің негізгі таратушысы «қорабы». Қазіргі таңда бірыңғай «онтогенетикалық» деңгейді бөліп қарастырады. Ол келесі деңгейлерді құрамына біріктіреді:жасушалық, ұлпалық, мүшелік, ағзалық.

Популяциялық – түрлік деңгей. Түр - еркін будандасуға және өсімталдық ұрпақ беруге қабілетті, морфологиялық, физиологиялық, генетикалық, экология- географиялық белгілері бойынша тұқым қуалаушылық ұқсастыққа ие, дарактардың (ағзалардың) жиынтығы ретінде анықталатын, маңызды биологиялық категория. Карл Линнейдің уақытынан бастап (18 ғасырдағы үлы швед натуралисі) биологиялық түрлер латын тілінде қос атаумен белгіленеді - бірінші сөзі туыстықты белгілейді, екіншісі - түрді. Мысалы, Phaseolus vulgaris - кәдімгі үрме бұршақ, Passer domesticus - кәдімгі торғай, Homo sapiens -ақылды адам. Түрді аныктаудағы бастысы (оның басты критерийі) дарақтарының будандасу қабілеттілігі, және, одан да маңыздысы - өсімталдық ұрпақ қалдыру қабілеті. Популяциялық – түрлік деңгей. Түр - еркін будандасуға және өсімталдық ұрпақ беруге қабілетті, морфологиялық, физиологиялық, генетикалық, экология- географиялық белгілері бойынша тұқым қуалаушылық ұқсастыққа ие, дарактардың (ағзалардың) жиынтығы ретінде анықталатын, маңызды биологиялық категория. Карл Линнейдің уақытынан бастап (18 ғасырдағы үлы швед натуралисі) биологиялық түрлер латын тілінде қос атаумен белгіленеді - бірінші сөзі туыстықты белгілейді, екіншісі - түрді. Мысалы, Phaseolus vulgaris - кәдімгі үрме бұршақ, Passer domesticus - кәдімгі торғай, Homo sapiens -ақылды адам. Түрді аныктаудағы бастысы (оның басты критерийі) дарақтарының будандасу қабілеттілігі, және, одан да маңыздысы - өсімталдық ұрпақ қалдыру қабілеті. Жабайылық жағдайда әртүрлі түрлердің дарактары будандастырылмайды. Жасанда жағдайда жылқы мен есекті будандастыруға болады, бірақ олардың ұрпағы - қашыр -ұрпақ бермейді. Өйткені, жылқы мен есек - әртүрлі түрлер. Жерде әрбір түр белгілі бір ареалды (таралу аймағы) алады - аумақ немесе акватиорияны (түрдің экологиялық-географиялық критерийі). Мысалы, амур жолбарысы үшін Манчжур тайгасы сияқты. Ондай түрлерді эндемикалық немесе эндемиктер деп атайды. Басқа да жағдайларда түр барлық жер шарына таралып кетеді-космополит-түрлер. Кей жағдайларда жиірек түр ареалы үзік-үзік болады, түр жеке топтар -популяциялар болып тіршілік етеді. Жабайылық жағдайда әртүрлі түрлердің дарактары будандастырылмайды. Жасанда жағдайда жылқы мен есекті будандастыруға болады, бірақ олардың ұрпағы - қашыр -ұрпақ бермейді. Өйткені, жылқы мен есек - әртүрлі түрлер. Жерде әрбір түр белгілі бір ареалды (таралу аймағы) алады - аумақ немесе акватиорияны (түрдің экологиялық-географиялық критерийі). Мысалы, амур жолбарысы үшін Манчжур тайгасы сияқты. Ондай түрлерді эндемикалық немесе эндемиктер деп атайды. Басқа да жағдайларда түр барлық жер шарына таралып кетеді-космополит-түрлер. Кей жағдайларда жиірек түр ареалы үзік-үзік болады, түр жеке топтар -популяциялар болып тіршілік етеді.

Популяция Популяция - белгілі бір ареалда (таралу аймағында) ұзақ уақыт мекендейтін және еркін будандастырылуға қабілетті бір түр дараларының кейбір оқшауланған жиынтығы. Ареалдан басқа популяцияның және де белгілі бір экологиялық орны болады. Егер ареал - бұл популяцияның мекені болса, онда оның тіршілік бейнесі: тамағының құрамы, жаулары, су режимі, орман ярустары т.б. Бірақ та биологиялық түрлердің эволюциясы мен ұрпақ қалдыру бірлігі ретіндегі популяцияньщ басты қасиеті -оньщ дарақтарының еркін будандастыруға қол жетімділігі, яғни, ата-ана гендерінің еркін комбинаторикасы. Популяцияның генетикалық құрылымының бірте-бірте өзгеруі жаңа түрлерді туғызады. Сондықтан да популяция мен түр арасындағы шек қою кейде қиын да, сол себепті бүл категориялар ұйымның бір деңгейінің аясында қарастырылады. Популяция - белгілі бір ареалда (таралу аймағында) ұзақ уақыт мекендейтін және еркін будандастырылуға қабілетті бір түр дараларының кейбір оқшауланған жиынтығы. Ареалдан басқа популяцияның және де белгілі бір экологиялық орны болады. Егер ареал - бұл популяцияның мекені болса, онда оның тіршілік бейнесі: тамағының құрамы, жаулары, су режимі, орман ярустары т.б. Бірақ та биологиялық түрлердің эволюциясы мен ұрпақ қалдыру бірлігі ретіндегі популяцияньщ басты қасиеті -оньщ дарақтарының еркін будандастыруға қол жетімділігі, яғни, ата-ана гендерінің еркін комбинаторикасы. Популяцияның генетикалық құрылымының бірте-бірте өзгеруі жаңа түрлерді туғызады. Сондықтан да популяция мен түр арасындағы шек қою кейде қиын да, сол себепті бүл категориялар ұйымның бір деңгейінің аясында қарастырылады.

Бұл деңгейде экологиялық жүйелер қарастырылады: бірлестік, биогеоценоз, биосфера. Бірлестік - белгілі бір аумақта әртүрлі түрлер популяцияларының жиынтығы. Әдетте мамандар (ботаниктер, зоологтар, микробиологтар) бірлестікте белгілі бір категориялар нысандарын бөліп көрсетеді: өсімдік қауымдастығы - фитоценоз, жануарлар қауымдастығы - зооценоз, микроорганизмдер қауымдастығы - микробоценоз. Онда, ареалда жеке популяция түрінде көрінетін, әртүрлі түрлердің бірлесе мекен ететін барлық бірлестіктердің жиынтығы - биоценоз. Бірлестіктегі немесе биоценоздағы әртүрлі түрлердің популяциялары, тамақ пен ярустарды бөлу, алмасу өнімдерін өзара пайдалану негізінде, жыртқыш-құрбан, паразит^иесі қатысында т.б. тығыз өзара әрекеттеседі. Кез келген тірі бірлестік, барлық биоценоз сыртқы ортаның белгілі бір жағдайында тіршілік етуге қабілетті. Жерүсті бірлестігі үшін ол - белгілі типтегі топырақ, температура, ьілғалдық, жарықтық; судағылар үшін - минералдық құрам, тұздылық және судың аэрациясы, сол температура, жарықтығы, тереңдік, ағыс т.б.

Бірлестіктің мекен ету ортасының осы өлі (абиотикалық) факторларының жиынтығы биотип ретінде белгіленеді (сөзбе сөз мағынасы - тіршілік ету орны). Қазіргі заманғы экологияны жалпьшаудьщ ең маңыздылығы, өлі орта мен оны мекендейтін биоценоз заттар мен энергиямен алмасады, тығыз өзара эрекетте болатындығынан тұрады, сондықтан биотоп жэне биоценоз біріңғай жүйеге -биогеоценозға біріктіріледі. Биогеоценоздар - бүл, табиғи экожүйелер: орман, дала, батпақ, көл, өзен, теңіз т.б. Бірақ адам жасанды экожүйені қолдан жасай алады олар, агроценоздар (ауыл шаруашыльщ плантациялары, құс фабрикалары, мал шаруашылығы фермалары т.б.), аквариумдар мен балық өсіретін тоғандар, микробтар, балдырлар, моллюска-сүзгіштер, арнаулы іріктелген микробтар бірлестіктерімен тазарту имараттары, тіпті де бірегей ішкі климатымен, биологияльщ тепе-теңдікпен ғарьшпъщ стансалар. Жердегі ең жоғары экологияльщ жүйе бір-бірімен өзара байланысып биосфераны құрайды -ол, жер бетінің тіршілік таралған жұка қабығы. Биосфера туралы ілімнің негізін қалаушы үлы орыс натуралисі жэне философы В.И.Вернадский ( ). Бұл ілімнің және Вернадский жасаған биохимия ғылымының негізгі түйіні, біздің ғаламшардағы тірі және өлі әлем біртұтас, ағзалар мен орта компоненттері зат пен энергия алмасумен (айналым) байланысқан деген ойдан тұрады Бірлестіктің мекен ету ортасының осы өлі (абиотикалық) факторларының жиынтығы биотип ретінде белгіленеді (сөзбе сөз мағынасы - тіршілік ету орны). Қазіргі заманғы экологияны жалпьшаудьщ ең маңыздылығы, өлі орта мен оны мекендейтін биоценоз заттар мен энергиямен алмасады, тығыз өзара эрекетте болатындығынан тұрады, сондықтан биотоп жэне биоценоз біріңғай жүйеге -биогеоценозға біріктіріледі. Биогеоценоздар - бүл, табиғи экожүйелер: орман, дала, батпақ, көл, өзен, теңіз т.б. Бірақ адам жасанды экожүйені қолдан жасай алады олар, агроценоздар (ауыл шаруашыльщ плантациялары, құс фабрикалары, мал шаруашылығы фермалары т.б.), аквариумдар мен балық өсіретін тоғандар, микробтар, балдырлар, моллюска-сүзгіштер, арнаулы іріктелген микробтар бірлестіктерімен тазарту имараттары, тіпті де бірегей ішкі климатымен, биологияльщ тепе-теңдікпен ғарьшпъщ стансалар. Жердегі ең жоғары экологияльщ жүйе бір-бірімен өзара байланысып биосфераны құрайды -ол, жер бетінің тіршілік таралған жұка қабығы. Биосфера туралы ілімнің негізін қалаушы үлы орыс натуралисі жэне философы В.И.Вернадский ( ). Бұл ілімнің және Вернадский жасаған биохимия ғылымының негізгі түйіні, біздің ғаламшардағы тірі және өлі әлем біртұтас, ағзалар мен орта компоненттері зат пен энергия алмасумен (айналым) байланысқан деген ойдан тұрады

НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА РАХМЕТ!