Организм как биологическая система

Почему живой организм может рассматриваться как система и как уровень организации живой природы?

Онтогенетический уровень организации. Особь как целостный организм представляет собой элементарную единицу жизни. В другой форме жизнь в природе не существует. Если в условиях лаборатории можно размножать отдельные клетки, выращивать культуры тканей, то в природе реально и самостоятельно могут существовать только организмы.

Организм – это реальный носитель жизни, характеризующийся всеми ее свойствами. Каждый организм в зависимости от принадлежности к конкретному биологическому виду развивается из одного зачатка: семени, споры, зиготы. Каждый организм проходит индивидуальное развитие – онтогенез и индивидуально реагирует на действия множества факторов среды, поэтому данный уровень часто называют онтогенетическим.

По данным науки, живые существа впервые появились на Земле примерно 3,5 млрд лет назад. С момента возникновения первых примитивных организмов благодаря эволюции появилось большое разнообразие живых форм. В настоящее время число видов, населяющих Землю, достигает более 2 млн. Каждый вид представлен совокупностью организмов, численность которых может достигать очень больших величин. В основе этого многообразия, однако, лежит единство их происхождения.
Организмы обладают общими свойствами, присущими живой системе: обменом веществ и энергии, саморегуляцией, наследственностью и изменчивостью, ростом и развитием, раздражимостью. Все организмы построены из сходных элементарных частиц – клеток.

Некоторые организмы состоят всего из одной клетки. Это одноклеточные организмы, обычно они имеют микроскопические размеры. К одноклеточным организмам принадлежат бактерии, дрожжи, некоторые водоросли, амебы, инфузории и др. Многоклеточные организмы состоят из множества клеток и обладают, как правило, крупными размерами.

Все живые организмы имеют относительно сходные потребности: добывание пищи как источника энергии, завоевание жизненного пространства, размножение, выживание.
Организм как целостная система. Любой организм представляет собой систему, состоящую из взаимосвязанных элементов. У одноклеточных организмов одна клетка представляет собой целостный организм, имеющий связь с внешней средой.

Многоклеточные организмы состоят из множества клеток, различающихся по строению и функциям. В этом случае можно говорить о дифференциации клеток по строению и выполняемым ими функциям. Совокупность клеток и межклеточного вещества, обладающих сходным строением, функциями и общим происхождением, называется тканью. У высших растений обычно выделяют образовательные, основные, покровные, проводящие, механические и выделительные ткани. У большинства многоклеточных животных различают четыре группы тканей: эпителиальную, соединительную, мышечную, нервную.

Из разных тканей в организме формируются органы. Орган – это часть организма, занимающая в нем постоянное положение, имеющая определенное строение, форму и выполняющая специальные функции. Например, у цветковых растений выделяют вегетативные органы (корень, стебель, лист) и генеративный орган – цветок.

В организме у подавляющего большинства видов многоклеточных животных основные органы – мозг (головной и спинной), сердце, легкие, желудок, кишечник, печень, почки и др. Каждый из органов служит составной частью той или иной более сложной системы органов.

Системы органов состоят из взаимосвязанных органов, объединенных общими функциями. Например, в организме человека различают опорно-двигательную, сердечно-сосудистую, дыхательную, пищеварительную, выделительную, эндокринную, нервную и половую системы. Системы органов работают не изолированно друг от друга, они взаимосвязаны и взаимодействуют для достижения необходимого для организма результата.

Таким образом, живой организм представляет собой систему, состоящую из взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов: клеток, тканей, органов, систем органов. Системы органов образуют целостный организм, функционирующий как единое целое благодаря взаимосвязи и согласованной работе всех систем органов.
У растений физиологические процессы координируются и регулируются веществами – фитогормонами.

У животных работа органов регулируется двумя способами: гуморальным и нервным. Гуморальная регуляция у животных осуществляется благодаря гормонам – высокоактивным веществам, образующимся в самом организме. Ничтожно малые количества гормонов оказывают мощное воздействие на деятельность определенных органов. Гормоны регулируют функции организма, процессы обмена веществ, рост и развитие. Нервная регуляция характерна только для животных организмов, обладающих нервной системой. Нервная система, так же как и гормоны, возбуждает или тормозит функции организма. Изменение функций организма могут вызывать изменяющиеся условия внешней среды или внутренней среды организма (крови, тканевой жидкости, лимфы).

Итак, нервная и гуморальная регуляции осуществляют взаимосвязь и согласованную работу всех систем органов, что обеспечивает функционирование животного организма как единого целого.

Живые организмы способны к гомеостазу, т. е. поддержанию постоянства внутренней среды организма. Гомеостаз – важнейшее свойство целостного организма. Механизмы саморегуляции заключаются в том, что при любом отклонении от нормального состава внутренней среды организма включаются нервные и гуморальные процессы, возвращающие состояние внутренней среды к исходному состоянию. Саморегуляция позволяет организмам аффективно приспосабливаться к изменениям окружающей среды. В связи со сказанным можно сделать вывод, что живой организм – это саморегулирующаяся система.

Любой живой организм нуждается в постоянном притоке различных веществ извне: в питательных органических веществах, воде, минеральных солях, кислороде. Для зеленых растений необходимы еще углекислый газ и энергия света. В свою очередь, живые организмы обмениваются с окружающей средой продуктами обмена веществ, т. е. они представляют собой открытую систему.

Таким образом, любой живой организм может быть рассмотрен как открытая саморегулирующаяся система.

Вопросы и задания

  1. Объясните, почему организм можно рассматривать как самостоятельный уровень организации живого.
  2. Почему организменный уровень – самый многочисленный по своему составу уровень организации живого?
  3. Докажите, что организм – это система.
  4. Приведите примеры, доказывающие, что живой организм (растения, животного, в том числе человека, гриба, бактерии) – открытая и саморегулирующаяся система.