3. Структурирование метериального вещественного мира

В окружающем нас пространстве материя существует в форме вещества (структурированной материи) и поля (неструктурированной материи).

Вещество в природе находится в виде различных структур, которые определяют строение и свойства окружающего нас материального мира. Слово "строение" в данном случае отражает неразрывную совокупность взаимосвязанных объектов, различающихся качественно или характеризующихся различной степенью сложности.

Окружающий нас мир принято разделять (разделять виртуально, для лучшего понимания на начальном этапе изучения, хотя это – неразрывное целое) на микромир, макромир и мегамир, последний в контексте рассматриваемых вопросов наименее актуален и далее не рассматривается.

Микромир — это область природы, доступная изучению посредством приборов (микроскопов, рентгеноанализаторов, спектрофотометров и др.). Закономерности здесь в некоторой части понятны, познание осуществляется преимущественно через экстраполяцию наших понятий. Здесь имеется следующая иерархия объектов: физический вакуум, элементарные частицы, ядра, атомы, молекулы, клетки.

Макромир - это область природы, доступная для активного исследования, изучения; это область известных, в основном, закономерностей. Макромир - это макротела (твердые тела, жидкости, газы, плазма), организм, индивид, вид, популяция, сообщество, биосфера.

Биосфера. Взаимосвязь разных сообществ, обмен между ними веществом и энергией позволяют рассматривать все живые организмы Земли (примерно до 100 км. в обе стороны от поверхности) и среду их обитания как одну протяженную и разнообразную экосистему — биосферу. Биосфера — те части земных оболочек (лито, гидро- и атмосферы), которые на протяжении геологической истории подвергались влиянию живых организмов и несут следы их жизнедеятельности. (Основоположник такого подхода – В. Вернадский).

Биогеоценозы, образующие в совокупности биосферу нашей планеты, взаимосвязаны круговоротом веществ и энергии. В этом круговороте жизнь на Земле выступает как ведущий регулятор, определяющий совокупность процессов биосферы. Биогеоценоз представляет собой систему, имеющую энергетические "входы" и "выходы", связывающие соседние биогеоценозы. Обмен веществ между соседними биогеоценозами может осуществляться в газообразной, жидкой и твердой фазах, а также в форме живого вещества (миграции животных). Кроме живого вещества в составе биосферы есть косное (неживое) вещество, а также сложные по своей природе биокосные тела (остатки жизнедеятельности живого). В их состав входят как живые организмы, так и видоизмененное неживое вещество. К биокосным телам относятся твердые и мягкие вещества, почвы, илы, природные воды.

Биогеоценоз — это такая экосистема, внутри которой не проходят биогенетические, микроклиматические, почвенные и гидрологические границы. Биогеоценоз — одна из наиболее сложных природных систем. Внешне заметные границы биогеоценозов чаще всего совпадают с границами растительных сообществ. Все группы экосистемы — интегрированный продукт совместного исторического развития видов, различающихся по систематическому положению.

Первичной основой для образования биогеоценозов служат растения и прокариоты - продуценты органического вещества. В ходе эволюции до заселения растениями и микроорганизмами определенного пространства биосферы не могло быть и речи о заселении его животными. Растения и прокариоты представляют жизненную среду для животных - гетеротрофов.

Биогеоценозы - среда для эволюции входящих в них популяций. Популяции разных видов в биогеоценозах взаимодействуют друг на друга по принципу прямой и обратной связи. В целом жизнь биогеоценоза регулируется силами, действующими внутри самой системы, т. е. можно говорить о саморегуляции биогеоценоза. Автономность и саморегуляция биогеоценоза определяют его ключевое положение в биосфере планеты как элементарной единицы на биогеоценотическом уровне.

Биоценоз — совокупность растений, животных, грибов и прокариот, населяющих участок суши или водоема и находящихся в определенных отношениях между собой.

Экосистема - взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергий. Вместе с конкретными участками земной поверхности, занимаемыми биоценозами, и атмосферой сообщество составляет экосистему.

Популяция - совокупность филогенетически близких друг другу особей, длительно населяющих определенное пространство, размножающихся путем скрещивания внутри этой структурной единицы, и в той или иной степени изолированных от других особей. В генетическом смысле популяция — это пространственно-временная группа скрещивающихся между собой особей одного вида.

Популяция является элементарной биологической структурой, способной к эволюционным изменениям. Популяции, несмотря на то, что состоят из множества особей, целостны. Целостность популяций связана с взаимодействием особей в популяциях и поддерживается обменом генетического материала в процессе полового размножения. Популяции всегда существуют в определенной среде, включающей как биотические, так и абиотические компоненты. Конкретная среда протекания эволюции, идущей в отдельных популяциях, — сообщество, биоценоз. Популяции оказываются элементарными единицами процесса эволюции. Совокупность генотипов всех особей популяции образует генофонд.

Вид - совокупность близких популяций, члены которых в природных условиях скрещиваются исключительно между собой, имеют единый генетический фонд, обладают общими морфофизиологическими признаками, и биологически изолированы от популяций других видов.

Сущность биологической концепции вида заключается в признании того, что виды состоят из популяций, а все особи вида имеют общую генетическую программу, которая возникла в ходе совместной исторической эволюции. Виды определяются не столько различиями, сколько обособленностью.

Из биологической концепции вида вытекают критерии, позволяющие различать виды:

1. Морфологический критерий вида есть характеристика особенностей строения, совокупность его признаков.

2. Генетический критерий утверждает, что каждый вид имеет свойственный ему набор хромосом, характеризующийся количественно, структурно и функционально.

3. Эколого-географический критерий вида включает как ареал обитания, так и непосредственную среду обитания вида — его экологическую нишу.

4. К важнейшей характеристике вида, размножающегося половым путем, относится репродуктивная изоляция. Вид является результатом эволюции генетической системы и охраняет его от проникновения генетической информации извне.

Итак, каждый критерий в отдельности недостаточен для определения вида, только в совокупности они позволяют точно выяснить видовую принадлежность живого организма. Наиболее существенной характеристикой является то, что вид представляет собой единую генетическую систему. Поэтому при анализе динамики или развития живого на высшем структурном уровне его существования следует оперировать именное этим понятием (на индивидуальном уровне обязательно появятся непринципиальные особенности, “зашумляющие” картину).

Организм - живое (тело, вещество) обладающее свойствами, отличающими его от неживой материи. Организм как отдельная особь входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Разграничиваются организмы  по разным группам и категориям, что составляет в том числе биологическую систему их классификации.

Самое общее биологическое деление организмов - по составу и свойствам клеток: ядерные и безъядерные.

По числу составляющих организм клеток их делят на одноклеточных и многоклеточных.

Формирование целостного многоклеточного организма - процесс, состоящий из появления и дифференцировки структур (клеток, тканей, органов) и функций и их интеграции как в онтогенезе, так и в филогенезе.

Многие организмы организованы во внутривидовые сообщества (например, семья или рабочий коллектив у людей).

Индивид (индивидуум, особь). Жизнь в традиционном понимании всегда представлена в виде дискретных индивидов. Это в равной мере присуще микроорганизмам, растениям, грибам и животным. Понятно, что в указанных царствах индивиды имеют различное морфологическое содержание.

Индивид - элементарная неделимая единица жизни на Земле. Разделить индивид на части без потери "индивидуальности" невозможно.

С эволюционной точки зрения индивидуумом следует считать все морфофизиологически завершенные единицы, происходящие от одной зиготы, гаметы, споры, почки и индивидуально подвергающиеся воздействию элементарных факторов.

Однако на онтогенетическом уровне единицей жизни служит индивид с момента его возникновения до смерти, со всеми специфическими связями, характеристиками и взаимодействиями.

(Тут интересный поворот: что считать началом живого – первый атом, или молекулу, относящуюся к будущему живому человеку? В этом случае эти атом или молекулы – живые? Отсюда вытекает любопытный вывод – граница между живым и неживым отсутствует, или – все, что нас окружает, - живое, но с разной степенью свободы).

Индивиды в природе не абсолютно изолированы друг от друга, а объединены более высоким рангом биологической организации на популяционно-видовом уровне.