Что называют биосистемой. Биологическая система

Биосистема

-ы , ж.

Биологическая структура, представляющая собой единство закономерно расположенных и функционирующих частей.

В идеале надо создать биосистему, которая была бы зеркальным обменным отображением человека. [Известия 27 окт. 1973].

Малый академический словарь. - М.: Институт русского языка Академии наук СССР . Евгеньева А. П. . 1957-1984 .

Смотреть что такое "биосистема" в других словарях:

Биосистема … Орфографический словарь-справочник

1) система, слагаемая (обычно двумя) живыми организмами; 2) система отношений между двумя или несколькими видами организмов; 3) у некоторых авторов синоним экосистемы. См. также Биотические взаимоотношения. Экологический энциклопедический словарь … Экологический словарь

Сущ., кол во синонимов: 1 система (86) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

биосистема - биологическая система биол. Источник: http://www.regnum.ru/news/418119.html … Словарь сокращений и аббревиатур

КЛЕТКА - КЛЕТКА. Содержание: Исторический очерк............... 40 Строение К.................... 42 Форма и величина К............. 42 Клеточное тело................ 42 Ядро...................... 52 Оболочка.................... 55 Жизнедеятельность К … Большая медицинская энциклопедия

- (от эко... и система), термин, введенный в науку А. Тенсли (1935) для обозначения любого единства (самого разного объема и ранга), включающего все организмы (т. е. биоценоз) на данном участке (биотопе) и взаимодействующего с физической средой… … Экологический словарь

- (Australia), Aвстралийский Cоюз (Commonwealth of Australia), гос во в составе Cодружества (брит.). Pасположено на материке Aвстралия, o. Tасмания и мелких прибрежных o вах: Флиндерс, Kинг, Kенгуру и др. Пл. 7,7 млн. км2. Hac. 14,9 млн.… … Геологическая энциклопедия

БИО... 1. БИО... [от греч. bios жизнь] Первая часть сложных слов. 1. Обозначает отнесённость чего л. к живым организмам, их состоянию, жизни. Биодатчик, биогенетический, биомолекула, биоритм, биосистема, биосфера, биоэкономика. 2. Обозначает… … Энциклопедический словарь

Биосистема - это сложная сеть биологически соответствующих организаций, от глобальных до субатомных. иллюстрация отражает множественные гнездовые системы в природе - популяции организмов, органы и ткани. В микро- и наноскопическом масштабе примерами биологических систем являются клетки, органеллы, макромолекулярные комплексы и регуляторные пути.

Организм как биосистема

В биологии организм является любой смежной живой системой наряду с животными, растениями, грибами, протистами или бактериями. Все известные типы существ на Земле способны в некоторой степени реагировать на стимулы, размножаться, расти, развиваться и саморегулироваться (гомеостаз).

Организм как биосистема состоит из одной или нескольких клеток. Большинство одноклеточных организмов имеет микроскопический масштаб и, следовательно, относятся к микроорганизмам. Люди - это состоящие из многих триллионов клеток, сгруппированных в специализированные ткани и органы.

Множество и разнообразие биологических систем

Оценки количества современных видов Земли колеблются от 10 до 14 миллионов, из которых только около 1,2 миллиона были официально задокументированы.

Термин «организм» напрямую связан с термином «организация». Можно дать следующее определение: это сборка молекул, функционирующих как более или менее устойчивое целое, которое проявляет свойства жизни. Организм как биосистема - это любая живая структура, такая как растение, животное, гриб или бактерии, которая способна расти и размножаться. Из этой категории исключаются вирусы и возможные антропогенные неорганические формы жизни, поскольку они зависят от биохимического механизма клетки-хозяина.

Тело человека как биосистема

Человеческий организм также можно назвать биосистемой. Это совокупность всех органов. Наши тела состоят из ряда биологических систем, которые выполняют конкретные функции, необходимые для повседневной жизни.

Работа системы кровообращения заключается в перемещении крови, питательных веществ, кислорода, углекислого газа и гормонов по органам и тканям. Она состоит из сердца, крови, кровеносных сосудов, артерий и вен.
Пищеварительная система состоит из ряда соединенных органов, которые вместе позволяют организму поглощать и переваривать пищу, а также занимается удалением отходов. Она включает в себя рот, пищевод, желудок, тонкую кишку, толстую кишку, прямую кишку и анус. Печень и поджелудочная железа также играют важную роль в пищеварительной системе, потому что они производят пищеварительные соки.
Эндокринная система состоит из восьми основных желез, которые выделяют гормоны в кровь. Эти гормоны, в свою очередь, путешествуют по разным тканям и регулируют различные функции организма.
Иммунная система является защитой организма от бактерий, вирусов и других вредных патогенов. Она включает лимфатические узлы, селезенку, костный мозг, лимфоциты и лейкоциты.
Лимфатическая система включает в себя лимфатические узлы, протоки и сосуды, а также играет роль в качестве защитных сил организма. Ее основная задача - это образовать и перемещать лимфу, прозрачную жидкость, содержащую белые кровяные клетки, которые помогают организму бороться с инфекцией. Лимфатическая система также удаляет избыток лимфатической жидкости из телесных тканей и возвращает ее в кровь.
Нервная система контролирует как добровольные (например, сознательное движение), так и непроизвольные действия (например, дыхание), и посылает сигналы к различным частям тела. Центральная нервная система включает головной и спинной мозг. Периферическая нервная система состоит из нервов, которые соединяют каждую с центральной нервной системой.
Мышечная система тела состоит из около 650 мышц, которые помогают в движении, кровообращении и выполняют ряд других физических функций.

Репродуктивная система позволяет людям размножаться. Мужская включает пенис и семенники, которые производят сперму. Женская репродуктивная система состоит из влагалища, матки и яичников. Во время зачатия сперматозоиды сливаются с яйцеклеткой, которая создает оплодотворенное яйцо, что растет в матке.
Наши тела поддерживаются скелетной системой, состоящей из 206 костей, которые связаны сухожилиями, связкями и хрящами. Скелет не только помогает нам двигаться, но также участвует в производстве клеток крови и хранении кальция. Зубы также являются частью скелетной системы, но они не считаются костями.
Дыхательная система позволяет принимать жизненно важный кислород и удалять углекислый газ в процессе, который мы называем дыханием. Она состоит в основном из трахеи, диафрагмы и легких.
Мочевая система помогает устранить ненужный продукт под названием мочевина из организма. Она состоит из двух почек, двух мочеточников, мочевого пузыря, двух мышц сфинктера и уретры. Моча, произведенная почками, перемещается вниз по мочеточникам в мочевой пузырь и выходит из организма через уретру.
Кожа является самым большим органом человеческого тела. Она защищает нас от внешнего мира, бактерий, вирусов и других патогенов, а также помогает регулировать температуру тела и устранять отходы через пот. В дополнение к коже, включает волосы и ногти.

Жизненно важные органы

У людей есть пять органов, которые необходимы для выживания. Это мозг, сердце, почки, печень и легкие.

Человеческий мозг является центром управления тела, приема и передачи сигналов в другие органы через нервную систему и через секретируемые гормоны. Он отвечает за наши мысли, чувства, память и общее восприятие мира.
Человеческое сердце является ответственным за перекачку крови по всему нашему телу.
Работа почек заключается в удалении отходов и дополнительной жидкости из крови.
Печень имеет множество функций, в том числе детоксикация вредных химических веществ, распад лекарственных средств, фильтрация крови, секреция желчи и производство белков для свертывания крови.
Легкие отвечают за удаление кислорода из воздуха, которым мы дышим и перенос его в нашу кровь, где он может быть направлен в наши клетки. Легкие также удаляют углекислый газ, который мы выдыхаем.

Забавные факты

В человеческом теле содержится около 100 триллионов клеток.
Средний взрослый совершает более 20 000 вдохов в день.
Каждый день почки обрабатывают около 200 квартов (50 галлонов) крови, чтобы отфильтровать около 2 кварт отходов и воды.
Взрослые люди выделяют около четверти с половиной (1,42 литра) мочи каждый день.
Человеческий мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток.
Вода составляет более 50 процентов от веса тела взрослого человека.

Почему организм называют биосистемой?

Живой организм является определенной организацией живой материи. Он является биосистемой, которая, как и любая другая система, включает в себя взаимосвязанные между собой элементы, например молекулы, клетки, ткани, органы. Все в этом мире из чего-то состоит, определенная иерархичность свойственна и живому организму. Это означает, что из молекул состоят клетки, из клеток - ткани, из тканей - органы, из органов - системы органов. Свойства биосистем также включают эмерджентность, что означает появление качественно новых характеристик, присутствующих при объединении элементов и отсутствующих на предыдущих уровнях.

Клетка как биосистема

Одну единственную клетку также можно назвать полноценной биосистемой. Это элементарная единица, имеющая свое строение и собственный обмен веществ. Она способна существовать самостоятельно, воспроизводить себе подобных и развиваться по собственным законам. В биологии есть целый раздел, посвященный ее изучению, который называется цитологией или клеточной биологией.

Клетка - это элементарная живая система, включающая в себя отдельные компоненты, которые имеют специфические особенности и выполняют свои функциональные обязанности.

Сложная система

Биосистема состоит из однотипного живого вещества: от макромолекул и клеток до популяционных сообществ и экосистем. В ней существуют следующие уровни организации:

генный уровень;
клеточный уровень;
органы и системы органов;
организмы и системы организмов;
популяции и популяционные системы;
сообщества и экосистемы.

Биологическое составляющие различных уровней организации в определенном порядке вступают во взаимодействие с неживой природой, энергией и другими абиотическими компонентами и веществами. В зависимости от масштаба, разные системы являются предметами изучения разных дисциплин. Генами занимается генетика, клетки рассматривает цитология. Органы берет на себя физиология. Организмы изучает ихтиология, микробиология, орнитология, антропология и так далее.

Эволюция живого привела к формированию существующего ныне на планете биоразнообразия. За всю историю Земли на ней обитало от одного до двух миллиардов видов живых существ, большая часть которых вымерла. Однако и современное многообразие биологических видов потрясающе велико. Ученым известно не менее 1,4 млн. видов, обитающих на планете, в том числе не менее 4000 видов млекопитающиих, 9000 – птиц, 19000 рыб, 750000 насекомых, 210000 цветковых растений. Учитывая еще не описанные виды, общее число видов оценивается в диапазоне 5-30 млн. (Грант, 1991). «Полагают, что сейчас на нашей планете обитает свыше миллиона видов животных, 0,5 млн. вида растений, до 10 млн. микроорганизмов, причем эти цифры занижены» (Медников, 1994).

Такие различные организмы, как крошечные бактерии и гигантские синие киты, одноклеточные корненожки и человекообразные обезьяны, цветковые растения и насекомые – все входят в состав единого планетарного «тела биоса». Подобно целостному организму, биос зависит в своем существовании от гармоничного, слаженного функционирования всех “систем органов”. В роли “органов” и их “систем” выступают разнообразные группы живых существ. Описание этого био-разнообразия в различных его аспектах и гранях весьма важно как с точки зрения охраныэтого разнообразия, так и в концептуальном плане. Для биополитики особенно существенное значение имеет приложение принципа, аналогичного “биоразнообразию”, к политическим системам с их плюрализмом, взаимодополнительностью и взаимозависимостью. Понятие “биоразнообразие” включает несколько различных аспектов.

3.3.1. Разнообразие видов живого с точки зрения систематики. Виды группируются в роды, роды – в семейства и т.д., пока мы не доходим до самых крупных из основных подразделений многообразия живого – империй, которые подразделяются на царства.. Наиболее фундаментальное различие современные систематики усматривают между прокариотами («доядерными») иэукариотами («истинноядерными»). Это и есть две империи: к империи прокариот (Prokaryota ) относятся микроскопические существа – бактерии; к империи эукариот (Eukaryota ) -- все остальные формы жизни – простейшие, грибы, растения, животные (включая человека).

«Прокариотная клетка отличается тем, что имеет одну внутреннюю полость, образуемую элементарной мембраной, называемой клеточной, или цитоплазматической (ЦПМ). У подавляющего большинства прокариот ЦПМ - единственная мембрана, обнаруживаемая в клетке. В эукариотных клетках в отличие от прокариотных есть вторичные полости. Ядерная мембрана, отграничивающая ДНК от остальной цитоплазмы, формирует вторичную полость… Клеточные структуры, ограниченные элементарными мембранами и выполняющие в клетке определенные функции, получили название органелл. В клетках прокариот органеллы, типичные для эукариот, отсутствуют. Ядерная ДНК у них не отделена от цитоплазмы мембраной.» (Гусев, Минеева, 2003). В пределах каждой империи различные авторы выделяют различное количество царств. Так в классификации Уиттекера (Whittaker, 1969) империя эукариот дробится на 4 царства – протисты, или простейшие, грибы, растения и животные, а прокариоты (синоним – монеры) считаются единым царством. В нижеследующей классификации от схемы Уиттекера допущено единственное отступление – прокариоты поделены на 2 царства – эубактерий и архей (архебактерий), что соответствует фундаментальному характеру различий между ними.

1. Империя прокариот (Prokaryota ). Организмы, в большинстве случаев представляющие собой одну клетку. Недостижимое для других групп разнообразие условий обитания и часто невероятная пластичность. Типы питания весьма разообразны. Их характеризуют по природе источников трех необходимых компонентов жизни: энергии, углерода и водорода (источника электронов). По источнику энергии различают две категории организмов: фототрофы (использующие солнечный свет) и хемотрофы (использующие энергию химических связей в питательных веществах. По источнику углерода выделяют автотрофы (СО 2) и гетеротрофы (органическое вещество). Наконец, по источнику водорода (электронов) различают органотрофы (потребляющие органику) и литотрофы (потребляющие производные литосферы – каменной оболоочки Земли: Н 2 , NH 3 , H 2 S, S, CO, Fe 2+ и т.д.) По такой классификации зеленые растения (см. ниже) – фотолитоавтотрофы, животные и грибы – хемоорганогетеротрофы. В мире прокариот встречаются самые разнообразные сочетания. Прокариоты могут быть далее подразделены на

· Царство эубактерии (Eubacteria, «обычные бактерии»). Клеточная стенка обычно содержит специфическое вещество – пептидогликан (муреин). Царство включает разнообразных представителей – от мирных сожителей человека типа кишечной палочки (Escherichia coli ) до опасных патогенов (возбудителей чумы, холеры, бруцеллеза и др.), от обогатителей почвы ценными азотистыми веществами (например, представители рода Azotobacter ) до окислителей железа (железобактерии Thiobacter ferooxidans ) и тех, кто способен фотосинтезировать подобно растениям, в том числе и с выделением кислорода (цианобактерии). В последние годы в некоторых работах царство «бактерии» делят на несколько самостоятельных царств.

· Царство археи(или архебактерии – Archaea или Archaebacteria ), обитающие в экзотических условиях (одни в полном отсутствие кислорода; другие – в насыщенным растворе соли; третьи – при 90-100 о С и т.д.) и имеющие своеобразное строение клеточной стенки и внутриклеточных структур. По некоторым признакам (например, организация рибосом) археи ближе не к про-, а к эукариотам («сестринская связь» архей и эукариот, см. Воробьева, 2006).

2. Империя эукариот (Eukaryota ). Как уже подчёркивалось, в империю эукариот входят организмы с вторичными полостями клеткок – органеллами, включая и ядро. Эукариоты включают в себя царства: простейшие, грибы, растения и животных:

· Царство простейшие (Protista ) Одноклеточные или колониальные (рыхлое объединение способных существовать самостоятельно клеток) организмы, имеющие клеточное ядро, окруженное двойной мембраной. По способу получения энергии делятся на группы, напоминающие 3 царства, данные ниже (есть протисты, подобные грибам, растениям и животным).

· Царство растения (Plantae ). Многоклеточные организмы, способные к усвоению энергии света (фотосинтезу) и потому часто не нуждающиеся в готовых органических соединениях (ведущие автотрофный образ жизни). Вода, минеральные соли и в некоторых случаях органика поступают путем всасывания. Растения поставляю органику для других царств живого и вырабатывают живительный кислород (последняя роль в известной мере выполняется также прокариотами – цманобактериями).

· Царство животные (Animalia ).Многоклеточные организмы, питающиеся готовыми органическими соединениями (ведут гетеротрофный образ жизни), которые они приобретают посредством активного питания и передвижения, причем преимущественным объектом питания служат живые организмы. В рамках данной книги особый интерес представляют организмы с ярко выраженной социальностью – способностью формировать сложные надорганизменные системы с разделением функций, координацией поведения особей в масштабе всей системы. Таковы колониальные кишечнополостные, чьи колонии порой напоминают единый организм (сифонофоры), насекомые типа термитов, пчел или муравьев, чья социальная жизнь издавна вызывала восхищение у мыслителей и навевала аналогии с человеческим социумом (например, отраженную в басне XVIII века «О пчёлах», принадлежащей перу Мандевилля) и, наконец, хордовые, особенно млекопитающие.

«Командные посты» в биосфере Земли занимают представители типа хордовых: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие во главе с человеком. Для них характерны следующие признаки:

· Хорда (спинная струна) – ось внутреннего скелета, упругий гибкий стержень.У высших хордовых имеется лишь на ранних стадиях развития зародыша, вытесняясь затем позвоночником.

· Центральная нервная система (спинной и головной мозг) имеет трубчатое строение и образуется как впячивание спинной стороны зародыша.

· У всех хордовых, по крайней мере на стадии зародыша, имеются жаберные щели – парные поперечные отверстия, прободающие стенку глотки.

Самый высокоорганизованный класс хордовых – млекопитающие (звери). Они имеют постоянную высокую температуру тела, высокоразвитую нервную систему. В первую очередь головной мозг. Рождают детенышей, которые развиваются в теле матери, получая питание через плаценту, а после рождения вскармливаются молоком» (Медников, 1994).

3.3.2. Разнообразие внутри одной таксономической группы живых существ , в частности внутри одного вида (скажем, разнообразие внутри вида кошка домашняя). Это разнообразие, в свою очередь, включает в себя ряд важных аспектов. Так, можно говорить о разнообразии группировок особей внутри одного и того же вида живого. Например, все обезьяны шимпанзе относятся к одному виду, но наблюдаются различия в поведении и языках общения, а также ритуалах у разных групп шимпанзе. Приматолог де Вал отмечает, что только в одной из изученных им групп шимпанзе обезьяны приветствовали друзей, поднимая над головой руки и пожимая их. Не менее важно разнообразие и внутри одной такой группы - будь то прайд львов или колония микроорганизмов.

Во-первых, особи различаются по возрастам (“возрастная пирамида”), а во многих случаях по половым характеристикам. Даже у бактерий могут быть два типа особей - F+ и F- клетки (у кишечной палочки, населяющей кишечник человека).

Во-вторых, имеются бесчисленные индивидуальные вариации. Биополитики обращают внимание на то, что и у человека в семьях велики индивидуальные различия, например, между братьями. И в человеческом обществе, и в группах любого другого вида живого такое разнообразие представляет результат сложного взаимодействия врожденных (генетических) характеристик и влияния различий в условиях жизни (факторов окружающей среды). Отметим, что даже в одной семье у человека в разных условиях живут старшие и младшие братья, любимые и нелюбимые дети.

На все эти индивидуальные отличия налагаются еще различия, диктуемые распределением ролей и функций во всей группе, семье, колонии, вообще биосоциальной системе. И тогда оказывается, что для разных социальных ролей лучше подходят особи с различными задатками, а также разные роли могут быть распределены по возрастам и полам индивидов. Например, при всем своем “эгалитаризме” (равенстве по богатству, авторитету, рангу, см. ниже, 3.7) первобытное общество учитывало возрастные, половые и просто индивидуальные различия. Мужчины в основном охотились, женщины - собирали плоды, коренья, ягоды и в большей мере участвовали в воспитании детей; люди преклонного возраста преимущественно становились старейшинами, шаманами, в то же время вождь во время войны чаще был молодым человеком. Люди с индивидуальными талантами могли их развивать - художественные дарования делать наскальные рисунки, искусные танцоры и рассказчики веселить соплеменников своими плясками и повествованиями, соответственно.

Поэтому биоразнообразие во всех своих гранях поистине является необходимой предпосылкой оптимального, гармоничного функционирования целого анасамбля живого - биосферы. Организмы с различными характеристиками и требованиями к среде обитания, вступающие в разнообразные отношения друг с другом, могут быть функционально специализированны в рамках "тела биоса". Каждый из биологических видов может представлять собой жизненно важный орган этого "тела". Есть многочисленные примеры отрицательных глобальных последствий уничтожения одного только биологического вида.

3.3.3. Уровни организации живых организмов. Одним из важных аспектов биоразнообразия служит многоуровневость живых объектов. Читателю рекомендуем вернуться на мгновение в конец раздела 2.1 выше, где мы коснулись вопроса о многоуровневости (многослойности) мира в целом. В рамках приведенной нами схемы Н. Гартмана живое соответствует «органическому» слою (хотя и не исчерпывается им, проявляя элементы «душевного» и даже «духовного» -- на чем собственно и зиждется возможность сопоставительного биополитического подхода к человеку и другим формам живого). Но, даже оставаясь в рамках органического слоя (уровня), мы можем выделить в нем несколько уровней второго порядка – их Гартман (Hartmann, 1940) называл «ступенями бытия» (Seinsstufen). Эти «ступени бытия» – уровни внутри биологического – служат критерием различения живых объектов. Многоклеточный организм (растение, животное, гриб) отличается от одноклеточного, ибо имеет внутри себя дополнительные уровни организации (тканевый, организменный – чуть ниже мы приведём наш вариант шкалы этих уровней).

Любой единичный биологический объект (клетка бактерии, цветущее растение, обезьяна бонобо и др.) представляет собой сложно организованную систему, состоящую хотя бы из нескольких уровней, из числе приведённых ниже. Ситуация несколько напоминает русскую матрёшку, в которой находятся более маленькие матрёшки. Разные авторы, кроме упомянутого критерия «части и целого», вводят различные другие критерии вычленения уровней (размер, сложность организации и др.), предпочитают выделять разные уровни в качестве главных. Были предложены разнообразные конкретные схемы уровней живого, где выделяется от 4 до 8 (например, см. Кремянский, 1969; Сетров, 1971; Miller, 1978; Miller, Miller, 1993) уровней. Ниже мы приводим свою схему, как бы представляющую общий знаменатель взглядов различных авторов:

1. Молекулярный (молекулярно-биологический). Молекулы, которые служат строительными блоками биосистем (роль белков, полисахаридов и других крупных органических молкул – биополимеров), носителями наследственной информации (нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК), сигналами для коммуникации (часто малые органические молекулы), формами запасания энергии (в первую очередь АТФ) и др.

2. Субклеточный (внутриклеточный). Сложенные из молекул микроструктуры (мембраны, органеллы и др.), входящие в состав живой клетки.

3. Клеточный. Уровень имеет особое значение, так как клетка (в отличие от отдельной молекулы или органеллы) есть элементарная единица жизни. Многие особи всю жизнь существуют в виде одной клетки – одноклеточные. У многоклеточных клетки не расходятся, а образуют единый организм. Например, человеческий организм состоит примерно из 10 15 клеток.

4. Органно-тканевый уровень. Принцип «матрешки» работает и дальше. У многоклеточных существ однотипные клетки формируют ткани, из которых состоят органы растений (лист, стебель и др.) и животных (сердце, печень и др.).

5. Организменный уровень. Целое живое существо (заметим, что у одноклеточных форм жизни, например, простейших, бактерий, понятия клеточный и организменный уровни тождественны друг другу). В рамках этого уровня рассматриваются не только специфические структуры и функции того или иного живого организма, но и поведение биологических индивидов, гамма их взаимоотношений между собой, что ведет к формированию надорганизменных (биосоциальных) систем. Здесь мы видим переход к еще более высоким – надорганизменным – уровням организации

6. Популяционный уровень. Уровень группировок особей одного вида (популяций).

7. Экосистемный (биоценотически-биогеоценотический) уровень. Уровень сообществ многих видов организмов, формирующих единую локальную систему (биоценоз), причем часто в рассмотрение включаются также окружающая организмы среда (ландшафт и др.); в этом случае вся система называвется экосистемой (биогеоценозом).

8. Биосферный уровень. Соответствует всей совокупности живых организмов планеты, рассмотренной как целостная система (биосфера, биос в терминологии Агни Влавианос-Арванитис).

Это общий очерк уровней живого, классификация которых значительно различается у разных исследователей, которые привносят в уровневые классификации свои специфические интересы. Более того, новые научные открытия время от времени вводят в обиход новые, ранее не признававщиеся уровни. Пример: исследования лабораторий В.Л. Воейкова и Л.В. Белоусова на биологическом факультете МГУ, вслед за более ранними работами Н.Г. Гурвича позволили предположить наличие еще одного уровня биоса (между молекулярно-биологическим и субклеточным) – уровня молекулярных ансамблей. Подобные ансамбли (например, молекула ДНК) уже обладают многими “живыми” свойствами, такими как память, активность, целостность (когерентность).

В предлагаемой ниже таблице обозначены важнейшие характеристики уровней организации живого и их социальные приложения. В принципе каждый из основных уровней организации биосистем имеет биополитически важные аспекты. Каждый уровень допускает достаточно плодотворные аналогии и экстраполяции, дающие пищу для ума для исследователей человеческого социума с его политическими системами.

Таблица. Уровни организации живого и их биополитическое значение

Уровни организации	Биополитически важные аспекты
Молекулярно-биологический	Биополимеры (нуклеиновые кислоты, белки и др.). Молекулярная генетика. Генетика поведения человека. Психогенетика. Генное разнообразие человечества. Расы. Генетические технологии
Клеточный, органно-тканевый (внутриорганизменный)	Регуляторные факторы. Межклеточная коммуникация. Нейромедиаторы. Гормоны. Функционирование нервной системы и ее блоков (модулей). Нейрофизиология психики и поведения.
Организменный, популяционный (биосоциальный)	Поведение вообще. Социальное поведение и его политические аспекты. Биосоциальные системы. Иерархические и горизонтальные (сетевые) структуры. Политическая система с биосоциальной (биополитической) точки зрения.
Экосистемный, биосферный	Разнообразие экосистем. Охрана био-окружения как задача биополитики. Экологический мониторинг. Экосистемы внутри человеческого организма (микробиота) и их роль в поддержании соматического, психического и социального здоровья людей.

На молекулярно-биологическом уровне биополитический интерес представляют так называемые шапероны (от англ. chaperon – пожилая дама, сопровождающая молодую девушку) – белковые молекулы, которые обеспечивают функционально правильную укладку других молекул (например, ферментов). Представляется, что самоорганизующиеся политические движения современности, в том числе всякого рода сетевые структуры (см. о них 5.7 ниже) должны находиться под влиянием некоторых помогающих организаций-«шаперонов», которые направляли бы их деятельность в разумное русло. Создание аналогичных «шаперонов» на уровне целого государства, которые бы направляли демократический процесс по наиболее конструктивному руслу, не отнимая у участников этого процесса простор для деятельности, а только создавая им оптимальные условия, в том числе и в плане жизненных потребностей людей (осуществляя «биополитику» в понимании М. Фуко) – вот, по мысли автора данной книги, «рациональное зерно» политического термина управляемая демократия.

На клеточном уровне несомненную ценность представляет предложенное Р. Вирховым в XIX в. (см. 1.1) сравнение тканей в составе многоклеточного организма с «клеточными государствами», а закономерностей роста и деления клеток – с социальными нормами поведения граждан в государстве. Сравнение целого организма с политической системой – базисная аналогия для организмического подхода в социологии и политологии (см. Франчук, 2005а, б).

Однако наибольшее значение для биополитики имеет сопоставление биосистем на их популяционном уровне с объектами политологии. Взаимодействие индивидов в составе биосоциальных систем в сопоставлении с политическими системами человеческого общества будет основной темой четвертой и пятой глав настоящей книги.

Интерес представляют, впрочем, и еще более высокие уровни организации биосистем. Например, представляя генетически единый биологический вид, человечество тем не менее состоит из различных культур (с разными нормами поведения). С известным правом человечество в культурном плане можно рассматривать как аналог многовидовой ассоциации (биоценоза).

Вследствие различного кормления.

Два поросенка одного помета стали несходными

Весь спектр возможных измене-ний данного генотипа при разных условиях развития получил назва-ние нормы реакции. Таким образом, можно сказать, что наследуется не признак, а норма реакции генотипа.

Ненаследственные (паратипические модификационные) фенотипические изменения есть реакция конкретного генотипа на разные условия среды. В разных условиях среды один и тот же генотип будет выражен различными феноти-пами.

Биологическая система (в психофизиологии) - совокупность функционально связанных элементов или процессов, объединенных в целое для достижения биологически значимого результата. Наиболее полно содержание Б. с. раскрывается в принципах функциональной системы (П.К. Анохин). Основное свойство Б. с. - получение полезного приспособительного результата. Б. с. относится к динамическим системам. Один и тот же биологический объект может выступать как целостная система, так и в качестве подчиненного. Б. с. обладает рядом свойств: 1) результат как системообразующий фактор; 2) наличие связей и отношений (значительное внимание уделяется системообразующим связям); 3) наличие структуры и организации; 4) иерархия связей; 5) саморегуляция; 6) устойчивость; 7) эмерджентность (система обладает свойством или свойствами, отсутствующими у ее компонентов); 8) мультипараметрическая регуляция и др.

Существенной особенностью Б. с. является иерархия ее строения, связей, организации, управления и др. Б. с. - сложная динамическая система. Биологический объект одновременно может выступать как целостная система, так и в качестве подсистемы более высокого уровня. Например, система дыхания как саморегулирующаяся гомеостатическая система регулирования обмена газов в организме одновременно является подсистемой в системе целого организма, последний является подсистемой популяционной биосистемы и т.д. Система более высокого ранга подчиняет своим закономерностям системы более низкого ранга. Иерархия строения, связей, организации управления Б. с. - результат длительного эволюционного развития организмов. Согласно теории функциональных систем (П.К. Анохин) взаимодействие между Б. с. разного ранга осуществляется через результат (принцип иерархии результатов). Результат деятельности низшей иерархической Б. с. входит в качестве компонента в результат деятельности более высокой иерархической Б. с.

В отличие от классических наук, опиравшихся в своих построениях в основном на субстратные понятия (вес, масса и др.), в системном подходе основу концептуальных понятий составляют качественно другие понятия - "корреляция", "организация", "управление" и др. Совокупность связей в Б. с. приводит к понятию "структуры" и "организации", обеспечивающих упорядоченность Б. с. Системный подход направляет свое внимание прежде всего на выявление в целом организации Б. с. через изучение ее связей, отношений и управления. Разработка понятия "организация" делает необходимым введение таких понятий, как "управление" "целеполагание", "результат" и др. Наиболее полно понятие "организация" раскрывается в принципах функциональной системы

Фундаментальные свойства живых систем.

Для всех уровней организации живых систем характерны свойства, отличающие живую материю от неживой. К числу основных, фундаментальных свойств живого относятся:

1. Потребление из окружающей среды и превращение питательных веществ (подсистем) с низкой энтропией (метаболизм ). Это необходимо для поддержания структурной целостности биосистемы, её роста и размножения.

2. Обмен веществом и энергией с окружающей средой. Таким путем обеспечивается приток необходимых для жизнедеятельности структурных элементов живого, их превращение, утилизация, выделение продуктов с высокой энтропией и тепловой энергии.

3. Регуляция . Поддержание структурно-функциональной организации биологической системы требует упорядоченности течения обменных процессов. Для этого у высокоорганизованных организмов формируются специальные механизмы регуляции, модулирующие активность отдельных органов и систем, интенсивность протекающих в них процессов. Механизмы регуляции обеспечивают адаптацию системы к изменяющимся условиям среды.

4. Раздражимость и реактивность . Различные химические и физические факторы окружающей среды являются своеобразными сигналами или источниками информации, на которые живой организм реагирует в той или иной форме. Структуры, предназначенные для восприятия и переработки соответствующей информации, используют поступающее раздражение, что позволяет организму адекватно на него реагировать.

5. Репродукция . Это свойство обеспечивает поддержание или увеличение численности биологических объектов всех видов и типов. В основе репродукции лежит процесс клеточного деления. В ходе клеточного деления осуществляется перенос ДНК (генетического материала) материнских клеток к дочерним клеткам и за счет этого обеспечивается в последующем репродукция и всех остальных компонентов живого. Сохранение информации о свойствах предшествующих поколений, зашифрованных в молекулах ДНК (генах), передающихся из поколения в поколение - суть наследственности.

6. Гомеостаз. Это самовозобновление и самоподдержание внутренней среды организма.

7. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение.

8. Изменчивость - это способность организмов приобретать новые признаки и свойства; в ее основе лежат изменения биологических матриц - молекул ДНК.

9. Рост и развитие . Рост - процесс, в результате которого происходит изменение размеров организма (за счет роста и деления клеток). Развитие - процесс, в результате которого происходит качественно изменение организма. Под развитием живой природы - эволюции понимают необратимое, направленное, закономерное изменение объектов живой природы, которое сопровождается приобретением адаптации (приспособлений), возникновением новых видов и вымиранием прежде существовавших форм. Развитие живой формы существования материи представлено индивидуальным развитием, или онтогенезом , и историческим развитием, или филогенезом .

10. Приспособленность. Это соответствие между особенностями биосистем и свойствами среды, с которой они взаимодействуют. Приспособленность не может быть достигнута раз и навсегда, так как среда непрерывно меняется (в том числе благодаря воздействию биосистем и их эво люции). Поэтому все живые системы способны отвечать на изменения среды и вырабатывать приспособления ко многим из них Результатом способности живых систем вырабатывать приспособления является поражающее воображение совершенство и целесообразность живых организмов и жизни в целом. Долгосрочные приспособления биосистем осуществляются благодаря их эволюции. Краткосрочные приспособления клеток и организмов обеспечиваются благодаря их раздражимости.

11. Дискретность (деление на части). Отдельный организм или иная биологическая система (вид, биоценоз др.) состоит из отдельных изолированных, т. е. обособленных или отграниченных в пространстве, но, тем не менее, связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Клетки состоят из отдельных органоидов, ткани - из клеток, органы - из тканей и т. п. Это свойство позволяет осуществить замену части без остановки функционирования целостной системы и возможность специализации различных частей на неодинаковых функциях.

12 . Целостность (интегрированность) - необходимое условие для рассмотрения того или иного объекта как системы. Это результат взаимосвязи и взаимозависимости частей биосистем, основа возникновения у системы эмергентных свойств. Системы разных уровней отличаются по степени взаимозависимости своих частей. Так, клетка и организм - относительно более целостные биосистемы, чем биогеоценоз. Это проявляется в том, то состав частей клетки и организма менее изменчив, чем состав биогеоценоза. На биогеоценотическом и биосферном уровне в состав биосистем входят как живые, так и неживые компоненты (причем, неживые компоненты, например отмершие ткани, могут вновь интегрирова

Фундаментальные свойства живого - тесно связанные, неотделимые друг от друга феномены. Тем не менее, первичные эффекты высокотоксичных соединений порой связаны с избирательным нарушением отдельных фундаментальных свойств живого - метаболизма, пластического обмена, энергетического обмена, регуляции, раздражимости, репродукции, гомеостаза. Чем более токсично соединение, тем более выражена эта избирательность.

Для организма необходимы вещества: – ферменты (биологические катализаторы, регулируют процессы метаболизма); – витамины (необходимы всем живым организмам для обмена веществ); – гормоны (координаторы метаболизма).

Биогенетический закон Геккеля - каждый организм в период эмбрионального развития повторяет стадии, которые его вид должен был пройти в процессе эволюции. То есть по мере прохождения индивидом стадий эмбриона и раннего плода его организм повторяет или вновь проходит эволюционную историю своего вида. Например, человеческий эмбрион за девять месяцев, проведенных в матке, проходит много стадий - от беспозвоночного к рыбе, затем - к амфибии, к рептилии, к млекопитающему, к примату, к подобию гоминид и к человеку как таковому. Универсальность этого закона была опровергнута современными биологами.

Основными биологическими системами является клетка, организм, популяция, вид, экосистема, биогеоценоз, биосфера. Формирование и обобщения знаний о биосистемы можно организовывать в таких аспектах, как структурная организация, функциональная организация и основные свойства.

Структурная организация биосистемы - это имеющийся упорядоченное состояние существования составных частей системы. Анализ структурной организации осуществляется с помощью метода классификации - многоступенчатого, последовательного разделения исследуемой системы с целью получения новых знаний о ее построения, состав, связей. Описание структуры биосистемы - это выделение элементов (подсистем, компонентов) биосистемы, которые будут исследоваться, то есть проведения морфологического анализа. Поскольку биосистемы являются открытыми,

через них проходят потоки вещества, энергии и информации и они испытывают постоянного воздействия внешней среды, в структуре биосистем целесообразно выделять биотических и абиотических компонентов.

Функциональная организация биосистемы - это слаженное функционирование взаимосвязанных составных частей системы. Изучение функциональной организации осуществляется путем определения функций, которые каждый из выделенных элементов (подсистем, компонентов) выполняет в исследуемом целостном процессе, то есть проведение функционального анализа.

Основные свойства биосистем выражают сущность системы в отношениях с другими системами, поэтому для определения свойств следует установить закономерные взаимосвязи, которые формируются между выделенными элементами (подсистемами, компонентами) в условиях их функционирования как целостности, то есть провести структурный анализ.

Клетка - элементарная биологическая система, основная структурная и функциональная единица живого, которая способна к саморегуляции, самообновлению и самовосстановлению. Структурная организация. Основными компонентами клетки является поверхностный аппарат, цитоплазма и ядро (нуклеоид), которые построены по определенным подсистем и элементов. Существуют два типа организации клеток - прокариотических и эукариотический. Базовым уровнем организации для клеток является молекулярный уровень. Функциональные связи. Любая функция клетки является следствием согласованной работы всех ее частей и компонентов. Организация и функционирование всех компонентов клетки связаны прежде всего с биологическими мембранами. Внешние взаимосвязи между клетками происходят путем выделения химических веществ и установления контактов, а внутренние между элементами клетки обеспечиваются гиалоплазмы. Большинство клеток многоклеточного организма специализируются на выполнении одной главной функции. Основные свойства. Клетке присущи такие же свойства, как другим биосистемы, но они будут отличаться проще характеру осуществления. Клетка является элементарной биосистемой, поскольку именно на уровне клеток проявляются все свойства жизни. Определяются эти свойства структурно-функциональной организацией биомембран, цитоплазмы и ядра.

Организм - открытая биологическая система, которая благодаря системам регуляции и приспособительным механизмам может сохранять свою целостность и упорядоченность и относительно самостоятельно существовать в определенной среде жизни. Структурная организация. У одноклеточных и колониальных организмов - клеточный уровень организации, многоклеточные организмы объединяют клеточный, тканевый, органный и системный уровне, благодаря чему организменный уровень организации живых систем является самым разнообразным из всех других. Элементарной структурно-функциональной единицей организмов является клетка. Функциональные связи: а) поскольку в осуществлении определенной жизненной функции участвуют клетки, ткани, органы, системы органов, то данная функция будет иметь более сложный и совершенный характер; 6) специализация составных частей организма на выполнении определенной функции делает их зависимыми от других частей, поэтому вместе с дифференциацией идут процессы интеграции, благодаря которым между частями формируются внутренние связи (физиологические, генетические, нервные, гуморальные и др.), Обусловливающих подчинения их организма как целостной системе. Основные свойства. Поскольку в свойствах объекта отображается его внутренняя структурно функциональная сущность, то делаем вывод об осложнениях и разнообразия основных свойств организмов (например, размножение может быть бесполым, половым и вегетативным).

Популяция - генетически открыта биологическая система, группа вильносхрещуваних между собой особей одного вида, проживающих длительное время на определенной территории и относительно изолированы от других таких же групп. Структурная организация. Организмы делятся на группы в зависимости от возраста, пола, распределения в пространстве, особенностей поведения и т.д., что позволяет выделять, соответственно, возрастную, половую, пространственную, Этологические структуру популяций. Этот раздел обусловливает выделение таких внутришньопопуляцийних подразделений, как екоелементы, биотипы. Элементарной структурной единицей популяций является организмы. Функциональные связи. Разная структура популяций обусловливает различные взаимосвязи между организмами (например, репродуктивные, трофические, топические, этологические и др.), Что позволяет им достаточно часто образовывать содружественные формирования (например, семьи, стаи, стада, колонии) для совершенного осуществления жизненных функций. Основные свойства зависят от таких признаков популяций, как численность, рождаемость, смертность, прирост, биомасса, плотность, которые в значительной степени формируются под влиянием условий существования организмов популяций. Каждая популяция как целостная система обладает механизмами саморегуляции, самообновлению и самовосстановлению особей, входящих в нее, поэтому в пределах популяций существуют сложные системы сигналов, которые определяют поведение одной особи относительно другой.

Вид - совокупность популяций особей, которым свойственны: а ) морфофизиологической сходство; б ) свободное внутривидовой скрещивания; в ) образования плодовитого потомства; г ) несхрещуванисть с другими видами; д ) общая территория обитания - ареал; е ) приспособленность к условиям существования в пределах ареала; есть ) общее происхождение. Структурная организация. В пределах ареала вида выделяют следующие основные внутривидовые структуры: подвиды, екотипы и популяции. Элементарной структурной единицей вида является популяции. Функциональные связи: а) реализация жизненных функций на уровне вида осуществляется отличными организмами, индивидуальные особенности которых обеспечиваются ненаследственной и наследственной изменчивостью; б) большое значение приобретает внутривидовая конкуренция, влечет естественной отбор; в) расширяются внешние экологические связи с абиотической, биотических и антропогенным средой. Основные свойства. Основным критерием, определяющим специфичность свойств вида, является генетическое единство разнообразия внутри вида и репродуктивная изоляция (несхрещуванисть) от других видов, что делает вид генетически закрытой системой. Единство разнообразия обеспечивает высокую степень устойчивости и адаптивности, что делает вид основной формой организации живой материи.

Экосистема - совокупность организмов разных видов и среды их обитания, связанные обменом вещества, энергии и информации. Биогеоценоз - определенная территория с однородными условиями существования, населенная организмами различных видов, соединенных между собой средой обитания коловращением веществ и потоком энергии. Структурная организация. В рамках биосистем этого ранга выделяют биотический (биоценоз ) и абиотической (биотоп ) компоненты, связанные между собой коловращением веществ. Элементарной структурной единицей есть виды, которые образуют группировки. Функциональные связи: а) функционирование биосистемы в целом обеспечивают "внутренний" биологический круговорот веществ и "внешние" потоки вещества, энергии и информации; б) связи между популяциями биоценоза могут быть очень разнообразными (прямыми и косвенными; симбиотических, нейтральными и антибиотическими; трофическими и топическими), но важнейшими являются трофические и энергетические. Основными свойствами является целостность, открытость, устойчивость, саморегуляция и самовоспроизведению.

Биосфера - единственно глобально экосистема высшего порядка, состав, структура и свойства которой определяются деятельностью организмов. Структурная организация: а) биотический компонент представлен живым веществом - совокупностью организмов нашей планеты; б) абиотический компонент включает химические составляющие и физические условия геологических оболочек: атмо-, гидро- и литосферы; б) элементарной структурно-функциональной единицей является биогеоценозы. Функциональные связи: а) био- и геокомпонентив связаны между собой коловращением веществ в виде биогеохимических циклов, важнейшими свойствами которых является открытость и замкнутость; б) основными функциями живого вещества в биосфере является окислительно-восстановительная, концентрационная и газовая. Основные свойства определяются свойствами живого вещества.