§ 1. Организменный уровень жизни и его роль в природе

Определения и обозначения

Организм — целостная живая система, способная самостоятельно осуществлять основные процессы жизнедеятельности. Он может состоять из одной клетки или из многих взаимосвязанных частей. Это понятие помогает отличать самостоятельное живое существо от отдельных структур, например органа, который один не способен существовать как организм.

Организменный уровень жизни — уровень организации живого, на котором рассматривают отдельные организмы и проявление в них свойств жизни. Единицей этого уровня считают организм, потому что именно он действует как целое: получает ресурсы, реагирует на среду и поддерживает существование. Так можно изучать не только строение частей, но и их совместную работу.

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от его возникновения до завершения жизни. Оно включает закономерные изменения строения и функций на протяжении жизни. Понятие нужно, чтобы описывать жизненный путь организма как последовательный процесс, а не как неизменное состояние.

Гомеостаз — поддержание относительного постоянства внутренней среды организма. Это не означает, что все показатели остаются совершенно неизменными: организм регулирует их в допустимых пределах. Благодаря этому клетки и органы могут нормально работать даже при изменениях условий вокруг организма.

Как это устроено

Организменный уровень выделяют отдельно, потому что именно в целостном организме свойства живого проявляются как согласованная система. Клетка и орган важны, но по отдельности не описывают все процессы самостоятельной жизни многоклеточного существа. Например, орган выполняет определённую работу, однако его функции зависят от взаимодействия с другими органами. Поэтому изучение организма позволяет увидеть результат совместной работы частей.

Целостность организма возникает благодаря тому, что его части связаны и влияют друг на друга. У многоклеточных клеточные группы образуют ткани, ткани входят в состав органов, а органы и их системы выполняют общие задачи. Согласованность необходима, потому что отдельные процессы должны поддерживать друг друга: поступление веществ, их перенос и использование связаны между собой. Если связь нарушается, меняется работа не только отдельной части, но и всего организма.

Организм получает из окружающей среды вещества и энергию, использует их для роста, движения, восстановления и других процессов, а продукты обмена возвращает в среду. На изменения температуры, света, влажности и другие воздействия он реагирует, поскольку условия среды могут влиять на его работу. Внутренние процессы регулируются так, чтобы сохранять гомеостаз — относительное постоянство внутренней среды. Поддержание равновесия не отменяет перемен, а помогает организму справляться с ними в определённых пределах.

Одноклеточный организм состоит из одной клетки, и эта клетка выполняет все необходимые жизненные функции. Она получает вещества, использует энергию, воспринимает воздействия и может перемещаться или размножаться. У многоклеточного организма клеток много, и многие из них специализируются на отдельных задачах. Такая специализация эффективна только при взаимодействии клеток, поэтому строение многоклеточного организма сложнее, но он также действует как единое целое.

Организмы не существуют отдельно от природных связей: одни служат пищей другим, а все вместе участвуют в обмене веществ с окружающей средой. Растения, например, создают органические вещества, которыми могут питаться животные; после смерти организмов вещества возвращаются в круговорот. Жизнедеятельность организмов также меняет среду — например, почву, состав воздуха или условия обитания других видов. Эти связи помогают поддерживать процессы экосистем и влияют на её устойчивость.

Организмы и особенности организменного уровня

Сравнивайте организмы по строкам: так видны различия в строении и распределении функций. При этом оба типа относятся к организменному уровню, поскольку каждый представляет собой самостоятельную живую систему. Таблица не означает, что многоклеточный организм просто «больше»: его особенности связаны с разделением функций и взаимодействием клеток.

Разбор задач

Задача 1. Ученик перечислил клетку, ткань, орган и организм. Определите, к какому уровню жизни относится каждый объект. Нужно различить уровни организации, а не просто назвать объекты. Проверьте, является ли объект частью организма или целостной системой.

1. Клетку относим к клеточному уровню: это структурная единица живого, но у многоклеточных она является частью организма.
2. Ткань образована группами клеток, сходных по строению и функциям; орган включает разные ткани. Это структуры, составляющие организм, а не отдельные организменные единицы.
3. Организм относится к организменному уровню, потому что представляет собой целостное живое существо, способное выполнять жизненные функции.

Ответ. Клетка относится к клеточному уровню, ткань и орган — к структурам организма, а организм — к организменному уровню. Ткань и орган нельзя считать самостоятельными организмами, поскольку они не выполняют весь комплекс жизненных функций независимо. Исключение, которое помогает не запутаться, — одноклеточный организм: его клетка одновременно является целым организмом.

Задача 2. Одноклеточная водоросль движется к свету и поглощает вещества из окружающей среды. Объясните, как один организм выполняет несколько жизненных функций. В условии названы движение и поглощение веществ. Требуется связать каждое действие с тем, что организм состоит из одной клетки.

1. Установите, что водоросль одноклеточная: отдельной системы органов у неё нет, и её единственная клетка составляет весь организм.
2. Движение к свету — реакция клетки на воздействие среды. Такое направленное перемещение помогает водоросли оказаться в условиях, подходящих для её жизнедеятельности.
3. Поглощение веществ происходит через клетку из окружающей среды. Следовательно, одна клетка одновременно обеспечивает обмен веществ и реакцию на условия.

Ответ. Единственная клетка водоросли выполняет функции всего организма. Она воспринимает свет и обеспечивает движение к нему, а также поглощает вещества из среды. Это показывает, что одноклеточное существо — не просто клетка многоклеточного организма, а самостоятельный организм.

Задача 3. В экосистеме уменьшилась численность организмов одного вида. Объясните возможные последствия для пищевых связей и круговорота веществ. В условии не сказано, какой именно это вид, поэтому последствия могут быть разными. Сначала определите, какое место вид мог занимать в пищевых отношениях.

1. Если вид служил пищей другим организмам, уменьшение его численности может сократить доступный корм и повлиять на численность потребителей.
2. Если этот вид сам потреблял другие организмы, снижение его численности может ослабить давление на их популяции и изменить соотношение видов.
3. Изменение численности вида меняет количество вещества, которое проходит через него в пищевых связях и возвращается в среду после выделения или разложения.

Ответ. Уменьшение численности может нарушить прежние пищевые связи и повлиять на другие виды. Оно также способно изменить скорость и направление переноса веществ в экосистеме. Точный результат зависит от роли вида и связей с другими организмами.

Типичные ошибки

Считать клетку и организм одним уровнем — ошибка: клетка относится к клеточному уровню, а у многоклеточного существа входит в состав целого. Путаница возникает потому, что клетка образует основу организма. Проверьте себя вопросом: может ли эта клетка самостоятельно осуществлять все жизненные функции именно как отдельное существо?

Полагать, что организмом бывает только многоклеточное существо, неверно: многие одноклеточные организмы живут самостоятельно. Ошибка появляется, если связывать сложность жизни только с количеством клеток. Чтобы проверить себя, вспомните, может ли одна клетка получать вещества, реагировать на среду и выполнять другие необходимые функции.

Сводить целостность к простому набору частей недостаточно: важно учитывать их взаимодействие и согласованность. Такой взгляд упускает, что орган или клетка работают в связи с остальными структурами. Проверьте себя: объяснили ли вы, как части влияют друг на друга, а не только перечислили их?

Считать организм независимым от природы тоже ошибочно: ему нужны ресурсы среды, а сам он связан с другими видами. Это заблуждение возникает, когда рассматривают только внутреннее устройство организма. Проверьте себя, назвав хотя бы одну пищевую связь и один способ, которым организм влияет на среду или круговорот веществ.

Связь с другими темами

Для изучения темы нужно знать основные признаки живого и представлять, что клетка является структурной и функциональной единицей живого. Организменный уровень связывает клеточный, тканевый и органный уровни с популяционно-видовым и экосистемным: части образуют организм, а организмы взаимодействуют в сообществах и среде. Понимание этих связей пригодится при изучении экологии, где рассматривают отношения организмов и условия их жизни. Оно также помогает разбираться в эволюции и в процессах, происходящих в биосфере.

Что запомнить

• Организм — целостная живая система.
• Организмы бывают одноклеточными и многоклеточными.
• У одноклеточного организма одна клетка выполняет все необходимые жизненные функции.
• У многоклеточного организма клетки могут специализироваться и взаимодействовать.
• Онтогенез — индивидуальное развитие организма.
• Организмы связаны друг с другом и со средой обитания.
• Организмы участвуют в круговороте веществ и поддержании жизни в природе.