Раздел 2. Организм

Определения и обозначения

Организм — целостная биологическая система, способная поддерживать жизнедеятельность и взаимодействовать со средой. Это не просто набор частей: процессы в них связаны и влияют друг на друга. Такое понятие помогает описать живое существо как единое целое.

Одноклеточный организм — организм, в котором одна клетка выполняет все жизненные функции. Она получает вещества, преобразует их, реагирует на изменения среды и обеспечивает продолжение жизни. Это определение позволяет отличить самостоятельную клетку-организм от клетки, входящей в состав многоклеточного существа.

Многоклеточный организм состоит из множества специализированных клеток, объединённых в ткани и органы. Специализация означает, что клетки различаются строением и выполняемыми задачами. Такое устройство позволяет разделить работу между частями тела и выполнять сложные функции.

Гомеостаз — относительное постоянство внутренней среды организма. Его показатели не остаются совершенно неизменными, а удерживаются в допустимых пределах. Понятие нужно, чтобы объяснить, как организм сохраняет условия, необходимые для нормальной работы клеток, несмотря на перемены вокруг.

Как это устроено

Организм рассматривают как целостную систему, потому что его части связаны общими процессами. Клетки получают вещества и кислород, используют их и выделяют продукты обмена; работа одних частей влияет на другие. Если нарушается важное звено, последствия могут затронуть весь организм. Поэтому для понимания жизнедеятельности недостаточно изучить части по отдельности: нужно учитывать их взаимодействие.

У одноклеточного существа нет отдельных органов, которым можно было бы поручить разные задачи. Все жизненные процессы происходят в одной клетке благодаря её структурам и химическим реакциям. Клетка получает питание, превращает вещества и энергию, выводит ненужное, реагирует на раздражители и может размножаться. Она одновременно является и клеткой, и целым организмом, поэтому её работа должна охватывать все необходимые функции.

У многоклеточных организмов клетки потомков одной исходной клетки могут приобретать разные свойства. Это происходит потому, что для разных задач нужны разные строение и набор активных процессов. Похожие по строению и работе клетки образуют ткань; несколько тканей вместе формируют орган, а органы объединяются в системы органов. Такой порядок — клетка, ткань, орган, система органов, организм — позволяет разделить сложную работу на уровни.

Органы и системы органов взаимодействуют, потому что ни одна крупная функция организма не сводится к работе одной части. Например, движение требует работы мышц, костей и нервной системы, а доставка необходимых веществ зависит от кровообращения и дыхания. Сигналы и вещества помогают частям обмениваться информацией и согласовывать действия. Поэтому изменение работы одной системы может вызвать ответ в других.

Саморегуляция нужна, чтобы внутренние условия оставались подходящими для клеток, даже когда меняется внешняя среда. Обратная связь — это влияние результата процесса на его дальнейший ход: отклонение вызывает ответ, который уменьшает или усиливает это отклонение. При перегреве, например, усиливается потоотделение, а испарение пота охлаждает тело. Когда температура возвращается к обычному диапазону, охлаждающая реакция ослабевает; так поддерживается гомеостаз.

Сравнение одноклеточного и многоклеточного организмов

Сравнивая организмы, сначала проверьте число клеток и то, разделены ли между ними жизненные задачи. Затем проследите, какие уровни организации можно выделить и как части взаимодействуют. Таблица помогает увидеть не только различия, но и то, что оба типа организмов должны обеспечивать жизненные функции.

Разбор задач

Задача 1. Определить, является ли амёба одноклеточным организмом, и указать, какие жизненные функции выполняет её клетка. Нужно выяснить, самостоятельна ли клетка и охватывает ли её работа основные процессы, необходимые для жизни. Не следует считать амёбу многоклеточной только потому, что внутри клетки есть разные структуры.

1. Установим число клеток: тело амёбы состоит из одной клетки.
2. Проверим, выполняет ли эта клетка необходимые функции: она питается, перемещается, обменивается веществами со средой, выделяет продукты обмена и реагирует на раздражители.
3. Уточним, может ли клетка обеспечивать продолжение жизни: амёба размножается делением клетки.

Ответ. Амёба — одноклеточный организм. Её единственная клетка обеспечивает питание, движение, обмен веществ, выделение, реакцию на раздражители и размножение. Значит, клетка здесь является самостоятельным организмом, а не частью многоклеточного тела.

Задача 2. Расположить уровни организации тела человека: клетка, орган, система органов, организм, ткань. Для решения нужно найти, из чего непосредственно образуется каждый следующий уровень. Важно не перескакивать от клетки к органу: между ними находится ткань.

1. Начнём с наименьшего из перечисленных уровней — клетки.
2. Определим, что образуют сходные по строению и работе клетки: ткань.
3. Расположим дальше орган, состоящий из нескольких тканей, и систему органов, объединяющую органы для общей функции.
4. Завершим последовательность уровнем целого живого существа — организмом.

Ответ. Правильный порядок: клетка → ткань → орган → система органов → организм. Каждый следующий уровень объединяет предыдущий и выполняет более сложную общую задачу. Например, орган не равен одной ткани, потому что в его работе участвуют несколько типов тканей.

Задача 3. Объяснить, как организм человека поддерживает постоянство температуры тела при повышении температуры окружающей среды. Нужно связать изменение внешнего условия с ответной реакцией и её результатом. Также следует показать, почему реакция ослабевает после устранения отклонения.

1. Повышение температуры окружающей среды создаёт риск перегрева, поэтому организму нужно усилить отдачу тепла.
2. Включаются механизмы охлаждения, в частности усиливается потоотделение.
3. Пот испаряется с поверхности кожи и уносит тепло, поэтому температура тела снижается.
4. Когда температура приближается к обычному диапазону, потребность в усиленном охлаждении уменьшается, и реакция ослабевает.

Ответ. При жаре организм усиливает потоотделение, а испарение пота охлаждает тело. Это пример саморегуляции и обратной связи: результат реакции уменьшает исходное отклонение. Температура не обязана быть абсолютно неизменной, но поддерживается в пределах, подходящих для работы организма.

Типичные ошибки

Ошибка: считать клетку любого многоклеточного существа самостоятельным организмом. Так думают, потому что и отдельная клетка способна выполнять некоторые жизненные процессы. Но специализированная клетка обычно зависит от других клеток и выполняет лишь часть общей работы. Проверьте себя вопросом: может ли она самостоятельно обеспечить все функции организма?

Ошибка: путать орган и систему органов. Орган состоит из тканей, а система объединяет несколько органов, работающих для общей функции. Путаница возникает из-за того, что и орган, и система — части тела. Чтобы проверить ответ, спросите, описывается ли одна часть, образованная тканями, или группа взаимодействующих органов.

Ошибка: представлять организм набором независимых частей. Так проще перечислять органы, но такой список не объясняет, как организм живёт. Части обмениваются веществами и сигналами, а изменение одной может повлиять на другие. Проверьте себя: можете ли вы объяснить, как части согласуют работу, а не только назвать их?

Ошибка: считать гомеостаз полной неизменностью внутренней среды. Показатели могут немного меняться, поэтому слово «постоянство» понимают слишком буквально. На деле организм удерживает их в допустимых пределах с помощью регуляции. Проверка проста: верно ли утверждение, что поддержание нормы допускает небольшие колебания? Да, именно так и происходит.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении клетки, её органоидах и жизненных процессах: они объясняют, как клетка выполняет работу. Позже эта основа поможет изучать ткани, органы и системы органов человека, а также регуляцию их функций. Так уровни организации связывают клеточные процессы с работой целого организма.

Организм не существует отдельно от окружающего мира: он взаимодействует с факторами среды и входит в состав популяции — группы особей одного вида, живущих на общей территории. Условия среды могут влиять на его жизнедеятельность, а сам организм участвует во взаимоотношениях в природе. Поэтому тему организма рассматривают и в биологии, и при изучении экологии.

Что запомнить

• Организм представляет собой целостную саморегулирующуюся систему.
• Одноклеточная клетка выполняет все жизненные функции организма.
• У многоклеточных организмов клетки специализированы и объединены в уровни организации.
• Ткани образуют органы, а органы объединяются в системы органов.
• Согласованная работа частей обеспечивает жизнедеятельность организма.
• Гомеостаз поддерживается благодаря саморегуляции и обратным связям.