Изпълнение на биологични функции
Прилагането на биологични функциие възможно на различни йерархични нива. Ще ги разгледаме с нарастването на сложността на организацията.
Молекулярно (молекулярно-генетично) нивое началното ниво. Учи молекулярна биология. Има четири класа съединения, които изпълняват основни биологични функции, поради което се наричат биологични молекули. Това са протеини, нуклеинови киселини, полизахариди и липиди. Те трябва да присъстват във всяка клетка. Изключение правят неклетъчните организми - вирусите, които се състоят само от протеини и нуклеинови киселини. Всеки от тези класове вещества изпълнява специфични функции и не може да бъде заменен с друго съединение. Например, нуклеиновите киселини съхраняват и прилагат наследствена информация. Протеините контролират всички биохимични реакции в клетката. Липидите формират основата на биологичните мембрани и др. Въпреки разнообразието на организмите, общият план на структурата на основните биомолекули е изненадващо близък. Всички протеини са изградени от 20 различни аминокиселини, нуклеиновите киселини са изградени от нуклеотиди, които са еднакви за всички организми.
По-нискониво на организация на животое невъзможно, тъй като разглежданите структури ще бъдат еднакви както в живата, така и в неживата материя. Неорганичните вещества, химичните елементи и елементарните частици, които ги образуват, влизащи в състава на организмите, не се различават по нищо от тези в неживата природа. Например електроните, протоните нямат никакви характеристики. Водата в организмите е химически идентична с водата на океаните или водните пари на атмосферата.
Субклетъчното ниво е по-високо. Той обхваща процесите, протичащи в живата клетка. Биомолекулите могат да изпълняват самостоятелнотехните функции (например ензимни протеини) или се свързват в субклетъчни структури - органели (мембранни и немембранни) и участват в тяхната дейност.
Клетъчното ниво е независима жива система – клетка. Всяка клетка има всички свойства на живо същество (метаболизъм, раздразнителност, екскреция и др.). За едноклетъчните форми на живот клетъчното ниво на организация е идентично с организмовото ниво. При многоклетъчните организми тялото се състои от много клетки, така че те имат няколко междинни нива между клетъчното и организмовото ниво.
Тъканното ниво разглежда клетъчни ансамбли - тъкани, които присъстват в повечето многоклетъчни организми. Колониалните едноклетъчни и нишковидни организми не могат да се считат за наистина многоклетъчни, тъй като се състоят от идентични клетки. Истинските тъкани се намират в организми, чието тяло е изградено от няколко слоя клетки, ориентирани триизмерно. В тези случаи клетките са специализирани да изпълняват определени функции, като същевременно постигат много по-висока ефективност в сравнение с едноклетъчните форми. Клетките обаче стават зависими от дейността на други клетки. По-специално, мускулните клетки могат ефективно да се свиват, но те трябва да бъдат снабдени с хранителни вещества от други тъкани, като кръвта.
Органното ниво обхваща различни органи, които се образуват от тъкани. Въпреки факта, че всеки орган се състои от няколко тъкани, обикновено само една от тях работи, докато останалите изпълняват спомагателна функция. Например в сърцето работната тъкан е мускулна, съединителната тъкан образува стромата, а кръвта снабдява кардиомиоцитите с необходимите вещества и премахва отпадъчните продукти, епителната тъкан (ендотел)линизира вътрешността на камерата на сърцето, нервна - предава импулси от нервните центрове към органа.
Системното ниво разглежда системи от органи, които образуват органи, които изпълняват някаква голяма функция заедно. В същото време произходът, структурата и специфичните функции на органите на системата могат да бъдат различни. Например зъбите, езикът, стомахът и черният дроб са част от храносмилателната система, но структурата и функцията на тези органи са различни. Всички те обаче, както и други органи на храносмилателната система, осигуряват навлизането на необходимите вещества в тялото и извеждането на токсините от него.
Комбинацията от системи образува многоклетъчен организъм.
Нивото на популацията, както и всички следващи, е надорганично, тъй като обхваща не един индивид, а група. Само популацията е в състояние да осигури възпроизвеждането на индивидите и приемствеността на видовите характеристики.
Видовото ниво обхваща всички популации на даден вид, които обитават цялата територия на ареала.
Биоценотичното ниво разглежда връзката между организмите, които живеят в една и съща област.
Биосферното ниво е най-голямото. Тя включва съвкупността от взаимоотношения между всички организми, които живеят на Земята. Биоценозите се различават една от друга, например пустинната общност не прилича на горска биоценоза. Всяка биоценоза обаче постепенно преминава в друга, така че общностите неизбежно са изложени на взаимно влияние.
Молекулярно генетично ниво. Необходимо е познаване на закономерностите на молекулярно-генетичното ниво на организацията на живите същества Характерно е, че всички биологични организми, познати ни на Земята, използват един и същи вид генетичен код.
Глава 3. ПРИНЦИПИ НА ОРГАНИЗАЦИЯ НА УПРАВЛЕНИЕ НА ФУНКЦИИ. Контрол в живите организми. Процесирегулирането обхваща всички нива на организация на системата: молекулярно, субклетъчно, клетъчно, органно, системно, органично.
Системно-структурните нива на организация на различните форми на живите същества са многобройни. Специфични дискретни структури и фундаментални биологични взаимодействия действат като критерий за подчертаване на основните нива.
Следващото, по-сложно, сложно ниво на организация на живота на Земята е онтогенетичното. Свързва се с жизнената дейност на отделни биологични индивиди, дискретни индивиди.