особенности популяционно видового уровня жизни
Популяционно-видовой уровень организации живого
Особенности популяционно-видового уровня жизни
Напомним, что популяция — это внутривидовая группировка особей определенного вида, существующая в течение достаточно длительного времени в виде большого числа поколений и занимающая определенное пространство. Популяция характеризуется экологическим, морфофизиологическим и генетическим единством. Благодаря популяциям с их бесчисленными поколениями особей вид приобретает «опыт» процесса развития в условиях постоянно изменяющейся среды. Этот опыт закрепляется в соответствующих структурах и функциях биосистемы «вид» и проявляется в особых вещественно-энергетических функциях в биогеоценозе.
Проявление свойств популяции прямо отражается в свойствах вида (как части по отношению к целому), поэтому данный структурный уровень живой материи называют популяционно-видовым.
В природе существует колоссальное разнообразие видов. Они могут быть представителями того или иного царства живой природы. Однако все они отражают свойства одного и того же структурного уровня организации жизни — популяционно-видового.
Как и другие уровни, популяционно-видовой уровень представляет собой специфический, непрерывно развертывающийся во времени и пространстве процесс существования живой материи. В отличие от биосферного и биогеоценотического уровней, популяционно-видовой структурный уровень характеризуется новыми, особыми, надорганизменными качествами. Чтобы оценить их, надо определить: какова структура данного уровня жизни, какие процессы ему свойственны, что его организует и какова его роль в существовании живой материи.
Структура популяционно-видового уровня выражает законы групповой, или надорганизменной, формы жизни. Поэтому при характеристике явлений и законов этого уровня особи как организмы лишь поясняют, иллюстрируют картину групповой жизни популяции и вида, но не отражают ее сущность. Групповая форма жизни проявляется в таких характеристиках, как плодовитость, рождаемость, смертность, выживаемость, плотность, численность, структурность (половая, возрастная, поведенческая, территориальная), а также информационность, функционирование в природе и др.
Многообразие групп организмов в популяции обеспечивает своеобразие движения живой материи на данном структурном уровне. Оно связано с взаимодействием особей в популяции, благодаря чему в процессе скрещивания и возникновения мутаций создается общая морфогенетическая структура, обеспечивающая принципиальную возможность широкого генетического разнообразия популяции и ее дивергенции.
Основные процессы, свойственные популяционно-видовому уровню — свободное скрещивание, создание многообразия генотипов и обновление генофонда, выработка путем естественного отбора приспособительных свойств организмов в изменяющихся внешних условиях, а также освоение новых территорий («растекание» по земной поверхности). На этом уровне в череде поколений внутри каждой популяции и вида реально осуществляется процесс исторического изменения форм организмов, приводящий к видообразованию и эволюции. То есть в недрах этого уровня, на материале его компонентов происходит огромной важности событие в движении живой материи — эволюция, выражающая исторический ход развития и преобразования всего органического мира и всей биосферы в целом.
На данном уровне совершился антропогенез, обеспечивший появление уникального вида — Человек разумный.
Организация популяционно-видового уровня обеспечивается многообразием и сложностью типов внутривидовых связей. Это служит главной организующей силой поддержания единства данного уровня жизни. Многообразие связей, выработанных видом и популяциями в историческом процессе своего становления, направлено на их самосохранение в течение как можно более длительного времени вплоть до бесконечности, на поддержание устойчивости системы, репродукцию и способность к генетическому изменению в связи с внешней сменой условий.
Значение популяционно-видового уровня
В природе значение популяционно-видового уровня выражается прежде всего в том, что здесь осуществляется огромное увеличение числа видов. В них воплощаются гармоничные, хорошо интегрированные генные комплексы, обеспечивающие возможность существования живых организмов в биогеоценотической среде.
На этом уровне живой материи возник метод продуцирования новых генных комплексов, способных к экологическим адаптивным сдвигам, — видообразование, с помощью которого эволюция движется вперед. Без видообразования не было бы многообразия органического мира.
На популяционно-видоваом уровне происходит постоянный, в известно мере направленный естественным отбором, процесс эволюции живых организмов на Земле. Центральным этапом эволюции является возникновение нового вида и его дифференциация на популяции.
На данном уровне организации жизни происходит также возникновение приспособленности видов к среде, их более активное качественное и количественное участие в использовании среды обитания в биогеоценозах.
Совершенно очевидно, что эволюционный путь развития и появления видов — это не непрерывное шествие возникающих видов по широкой дороге, а сложный путь с множеством тупиков и тропинок. «Прокручивая» с помощью мутаций и естественного отбора множество вариантов, природа отсекает нежизнеспособные структуры, в то же время оставляет многие простые, но хорошо приспособленные к внешним условиям популяции и виды. Естественных отбор как контроль на этом этапе играет двоякую роль. С одной стороны, он предотвращает накопление генетических ошибок, а с другой — допускает и поддерживает усовершенствование форм, тем обеспечивая развитие адаптаций (приспособлений) к новым условиям.
Наконец, на этом уровне жизни происходит важнейшее событие в биосфере — путем эволюции идет наполнение живой материи колоссальным разнообразием биологических видов и их популяций. С помощью возникающего многообразия популяций и видов обеспечивается саморегуляция биогеоценозов и поддерживается их устойчивость.
Таким образом, благодаря процессам, совершающимся на популяционно-видовом уровне, идет непрерывное наполнение царств живой природы новыми видами. В то же время, существуя в биогеоценозах, популяции обеспечивают их устойчивость, непрерывность биологического круговорота веществ и потока энергии в них и биосфере в целом. Следовательно, популяционно-видовой уровень оказывается чрезвычайно значимым в органическом мире: реализует генетико-эволюционный ряд, отражающий филогенетические связи (популяция — вид — род … — царство) и обеспечивает ряд функционально-энергетических взаимосвязей (популяция — биоценоз — биогеоценоз — биосфера).
Схема функциональной роли популяции в природе
Создание биологического разнообразия видов, приспособленных к среде обитания, и обеспечение устойчивого существования биогеоценозов, биосферы и в целом жизни — важнейшее свойство популяционно-видового структурного уровня организации жизни.
Таким образом, популяционно-видовой уровень организации жизни представляет собой особый структурный уровень, характеризующий групповую надорганизменную форму жизни. Он отличается от других уровней специфической структурной компонентов, особыми процессами и организацией. Роль данного уровня чрезвычайно велика.
Презентация по биологии «Популяционно-видовой уровень жизни»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Популяционно-видовой уровень жизни ГБОУ ЦО № 1602 Учитель биологии Глушкова Наталия Борисовна
Популяция – как форма существования вида и как особая генетическая система
Особи в популяции различаются по полу, возрасту, по взаимодействию с окружающей средой.
Правило объединения в популяции было сформулировано в 1903г. С.С. Четвериковым: индивиды любого вида живого всегда представлены в природной среде на изолированными отдельностями, а только их определенным образом организованными совокупностями.
Особи любого живого вида распределены в пределах ареала неравномерно, образуя сгущения и относительно разреженные участки. «Центры плотности « каждого вида и образуют, как правило, популяции, которые являются элементарной структурой вида, формой в которой вид существует в природе.
В современном представлении популяция — это минимальная самовоспроизводящаяся совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале), отделенная от других популяций той или иной формой изоляции, образующая генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу. Экологическая ниша – совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование вида в природе. ЭН не следует путать с местообитанием вида. ЭН можно представить как комплекс условий жизни, тогда как местообитание – его территория
Соответственно этому популяция занимает в сообществе определенное место, активно участвуя в круговороте веществ и потоке энергии, занимает в биогеоценозе ту или иную экологическую нишу (слайд). Популяция как компонент биогеоценоза Именно популяции как части видов, а не виды целиком, входят в состав биогеоценозов. Популяции одного вида могут входить в состав нескольких биогеоценозов, чем обеспечивает способность вида существовать в разных условиях обитания в пределах своего ареала. Входя в состав биогеоценоза, популяция выполняет в нем определенную функцию: *служит поставщиком энергии *потребляет энергию сама
Таким образом, популяции – внутривидовые группировки особей, связанных между собой происхождением (родством), длительное время совместно населяющих определенное пространство. Генофонд популяции характеризует ее генетическую целостность и отличия от других популяций вида. Популяция как генетическая система. Совокупность всех наследственных задатков у отдельной особи представляет собой генотип, а совокупность всех генотипов особей, составляющих популяцию, называется генофондом. Генофонд характеризует генетическую систему популяции. Популяции, обитающие в разных географических и экологических условиях, подвергаются неодинаковым воздействиям абиотических и биотических факторов среды. Различия особенно четко проявляются видов с широкими ареалами. Чем более изолирована популяция от других, тем боле специфично она по своим генетическим особенностям. Популяция является элементарной эволюционной структурой, где протекают элементарные эволюционные явления.
Элементарная – это небольшая группировка особей вида в биогеоценозе. В состав ее обычно входят генетически однородные (близкородственные) особи. Популяция – структурная единица вида Известный отечественный эколог профессор Московского университета Николай Павлович Наумов в 1955 году в разнокачественном видовом населении выделил 3 типа популяций: Экологическая – это группа особей, обладающая свойством целостности, населяющая особый тип местообитания в биогеоценозе. Например, у обыкновенной полевки в пределах единой географической популяции существенно различаются такие экологические популяции, как пашенная и кустарниково-лесная. Первая заселяет открытые безлесные участки, луга, пашни, поля злаковых культур. Вторая поселяется в более закрытых местах – среди кустарников, в перелесках, на опушках и лесных полянах. Географическая – это крупная территориальная группировка особей общего населения вида. Обычно разделены между собой какими-то физическими преградами (моря, реки, горы, города, автострады и т.д.). обычно распадаются на группы, приуроченные к конкретным биогеоценозам или местам с существующими отличиями в микроклимате, гидрологическом режиме, рельефе. Например, одни распределяются в глубине леса, а другие на опушке или пашнях, вдоль ручьев и т.п.
При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное размножение, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями.
Генетическая цель популяции – оставление жизнестойкого потомства при максимальном использовании ограниченных ресурсов среды
Поскольку мутации передаются потомству, в результате скрещивания они распространяются в популяции и насыщают ее, популяция становится неоднородной. В результате действия факторов эволюции выживают и оставляют потомство те особи, которые приобрели наследственные изменения, полезные в данных условиях среды. Так формируется экологический критерий популяции и вида в целом. Популяция является элементарной микроэволюционной структурой. Под действием факторов окружающей среды в популяции постоянно происходят наследственные изменения (мутации).
Основным экологическим свойством популяции является способность к беспрерывному изменению, движению, динамике, что сильно влияет на другие экологические характеристики популяции: · структурно-функциональную организованность; · численность и ее динамику; · биологическое разнообразие; · величину занимаемого пространства; · устойчивость системы.
В жизни любого живого существа большую роль играют отношения с другими представителями собственного вида. Отношения эти осуществляются в популяциях. Любой вид-это большая популяция и, в свою очередь, состоит из более мелких популяций, так как вид неоднородно распределен в пространстве.
Урок Бесплатно Уровни организации живых систем
Введение
Также ученые стремятся рассмотреть отдельные составляющие организма, проследить взаимодействие этих составляющих друг на друга и их влияние на отдельный субъект. Изучая внутренние органы животных, исследователи пытаются понять, как один орган влияет на другой (например, как головной мозг регулирует деятельность остальных органов).
То есть биология пытается развить представление о целостности живой природы на основе анализа и синтеза, поэтому учеными были выделены уровни организации живых организмов для понимания устройства и взаимодействия всего живого и неживого.
Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня, то есть характер клеточного уровня организации определяется молекулярным, характер организменного- клеточным уровнем.
Например, сердце формируется благодаря особому строению и функциям мышечных клеток, которое было определено их молекулярным строением.
Деление живого на уровни весьма условно, оно просто отражает системный подход в изучении природы.
Каждый отдельный уровень изучает соответствующий отдел науки о живом: молекулярной биологии, цитологии, генетики, анатомии, физиологии, экологии и других наук.
Выделяют три большие группы уровней организации:
Суборганизменный уровень включает, в свою очередь, пять уровней: атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный.
Организменный (или онтогенетический) уровень- это сам организм.
Надорганизменный уровень включает в себя три подуровня: популяционно- видовой, биогеоценотический, биосферный.
Мы с вами изучим основные уровни организации живых систем:
Суборганизменные уровни организации
1. Молекулярный уровень организации жизни
Молекулярный уровень можно назвать первым и наименьшим, но именно он является определяющим в строении и функции последующих уровней организации, то есть это как бы основа всех дальнейших уровней.
Формируют этот уровень молекулы белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, которые сами по себе вне клеточных структур не являются живыми, но именно они создают надмолекулярные клеточные структуры, в которых проявляются отдельные, но очень важные признаки жизни.
Благодаря изучению молекулярного уровня можно понять, как протекали процессы зарождения и эволюции жизни на нашей планете, каковы молекулярные основы наследственности, основы последовательных биохимических реакций в организме.
Компоненты молекулярного уровня: молекулы неорганических и органических соединений, молекулярные комплексы химических соединений (клеточная мембрана или мембраны ядра).
Основные процессы молекулярного уровня:
Науки, ведущие исследования на этом уровне:
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Атомный (элементарный) уровень: на нем рассматривается роль отдельных химических элементов в живом организме (Fe, F, I, Se, Na).
Субклеточный уровень образован органеллами клетки (митохондриями, хлоропластами, рибосомами, лизосомами), ядром, хромосомами и другими субклеточными структурами.
На уровне субклеточных (надмолекулярных) структур ученые изучают строение и функции органелл, а также других включений клетки
2. Клеточный уровень организации жизни
Единицей этого уровня является клетка (клетки бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов (мукор, дрожжи), клеток многоклеточных организмов)).
Клетка- это структурная и функциональная единица всего живого.
Более подробную информацию о клетке вы можете узнать из урока «Клетка- основа жизни».
Именно на этом уровне прослеживаются все признаки живого (размножение, рост, обмен веществ, раздражение и другие признаки).
Клетка также является минимальной единицей живого, способной к самостоятельному существованию либо в виде одноклеточных организмов, либо в тканях многоклеточного организма.
Если говорить об организмах одноклеточных, то к таковым мы можем отнести бактерии и простейшие (амеб, эвглен, инфузорий), среди грибов к одноклеточным относятся дрожжи и мукор.
Если рассматривать многоклеточных организмов, то количество клеток в их организме может быть очень велико, и эти клетки могут сильно отличаться по строению, хоть и находятся в одном организме. Например, посмотрим на нервную и мышечную клетки человека:
Вне клетки жизни нет. Такие организмы, как вирусы, подтверждают это правило, потому что они могут проявлять признаки живого и реализовывать свою наследственную информацию только тогда, когда попали в живую клетку.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Стволовыми клетками называются незрелые клетки особого типа, способные развиваться во все виды клеток, составляющих различные ткани организма.
Стволовые клетки в организме находятся как бы в спящем состоянии, у них замедлен обмен веществ.
Они являются резервом организма в случае возникновения различных стрессовых ситуаций (травмы, ранения, болезни).
После «активации» они служат «материалом» для восстановления (регенерации) пораженных органов или тканей.
Также стволовые клетки необходимы для непрерывно происходящей в организме физиологической регенерации (замена старых клеток на новые).
Ученые полагают, что из стволовых клеток в отдаленной перспективе можно будет выращивать практически любую ткань, что может помочь лечению многих заболеваний.
Компоненты клеточного уровня: комплексы молекул химических соединений и органеллы клетки.
Основные процессы клеточного уровня:
Науки, ведущие исследования на клеточном уровне:
3. Тканевый уровень организации жизни
Единицей этого уровня является ткань.
Ткань— это совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общностью происхождения, строения и выполняемых функций.
Ткани возникли в ходе эволюционного развития вместе с многоклеточностью организмов.
В ходе онтогенеза ткани образуются на ранних стадиях эмбрионального развития благодаря дифференциации клеток.
Дифференциация клеток- процесс, в результате которого клетка становится специализированной, то есть приобретает химические, морфологические и функциональные особенности, свойственные только для нее.
У животных различают несколько типов тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная.
У растений выделяют следующие виды тканей: образовательная, основная (фотосинтезирующая), проводящая (флоэма, ксилема), покровная, механическая.
На этом уровне происходит специализация клеток.
Более подробно вы можете узнать о тканях из наших уроков: «Ткани растений» и «Ткани животных».
Компоненты тканевого уровня: клетки и межклеточная жидкость.
Основные процессы тканевого уровня: процессы, характерные для того или иного вида тканей (гомеостаз, регенерация).
Наука, ведущая исследования на тканевом уровне:
4. Органный уровень организации жизни
Составляют этот уровень органы многоклеточных организмов.
Орган- это обособленная часть организма, имеющая определенную форму, строение, расположение и выполняющая конкретную функцию.
Орган чаще всего образован несколькими видами тканей, среди которых одна (две) преобладает.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
У простейших организмов, конечно же, нет тканей и органов, так как они состоят всего из одной клетки, но функции пищеварения, дыхания, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счет различных органелл в их клетках.
Организменный уровень организации жизни
Все живое на Земле существует в виде обособленных субъектов- особей, которые формируют организменный уровень.
При изучении одноклеточных организмов ученые отмечают то, что особью является каждая отдельная клетка, например, бактерия, простейшие (амеба, инфузория, эвглена), то есть это организмы, которые одновременно могут представлены и клеточным и организменным уровнем организации.
Компоненты органного уровня: клетки одноклеточных; клетки и ткани, из которых образованы органы многоклеточных организмов.
Основные процессы органного уровня:
Науки, ведущие исследования на органном уровне:
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Биометрия- система распознавания людей по одной или более физическим или поведенческим чертам (трёхмерная фотография лица или тела, образец голоса, отпечатки пальцев, рисунок вен руки, группа крови, специальное фото роговицы глаза и так далее).
К примеру, в Китае активно используется технология распознавания лиц в различных областях, начиная от оплаты покупок до общественной безопасности.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Экология. 10 класс
Теоретическая часть
Популяционно-видовой уровень организации жизни
Необходимо запомнить
Популяция – это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
Часть земной поверхности (территории или акватории), в пределах которой встречается вид, называют ареалом.
Организмы в пределах популяции связаны между собой разнообразными отношениями.
Наиболее развиты два вида биотических связей – конкуренция и мутуализм.
Популяции характеризуются различными количественными показателями: численностью, плотностью, рождаемостью, смертностью, численностью мигрирующих особей (прибывающих – эмигрирующих; выбывающих – иммигрирующих).
Соотношение особей разного пола или разного возраста в популяции – это показатели возрастной и половой структуры. Возрастная структура популяции может быть простой, состоять из представителей одного возраста (например, у однолетних растений, многих насекомых) и сложной, когда представлены все возрастные группы. Сложная популяция характерна для видов с большой продолжительностью жизни, неоднократным размножением и малой численностью потомства (слоны, лошади, большинство птиц, многолетние травы, деревья, и т. п.). К таким видам относится и человек.
Пространственная структура популяции – это характер размещения организмов – членов популяции и их группировок в ареале обитания. Выделяют равномерное, случайное и групповое распределение особей внутри ареала обитания.
Гомеостаз популяции – поддержание её оптимальной численности в данных условиях.
Характеристика популяции
Популяционно-видовой уровень организации жизни. Интересный факт
В популяции глубоководных рыб-удильщиков существуют необычные связи между самками и самцам по типу паразит – хозяин. Самец, имея значительно меньшие размеры, прикрепляется к телу взрослой самки зубами. Через некоторое время он полностью к ней прирастает. Их кровеносные сосуды срастаются, и самец превращается в придаток самки, что обеспечивает размножение особей вида при очень низкой плотности популяции.