Организм - единое целое: почему так говорят?
Живые организмы удивительным образом функционируют как единое целое. Но что это значит и почему так говорят? Давайте разберемся!
Понятие "организм" в биологии
Организм в биологии - это целостная живая система, обладающая всеми признаками жизни, способная к самовоспроизведению и саморегуляции. К основным признакам организма относят:
- наличие клеточного строения
- обмен веществ и энергии с окружающей средой
- способность к размножению
- рост и индивидуальное развитие
- раздражимость и реакция на внешние воздействия
Примерами организмов являются растения, животные, грибы, бактерии и другие живые существа.
Организм представляет собой сложную систему взаимосвязанных и взаимодействующих живых клеток, тканей и органов, объединенных общим происхождением, строением и жизнедеятельностью.
Уровни организации организма
Организм единое целое благодаря иерархической системе взаимосвязей между структурными элементами разного уровня:
- Клеточный уровень - отдельные клетки
- Тканевый уровень - группы клеток, объединенные в ткани
- Органный уровень - ткани формируют органы
- Системный уровень - органы объединяются в системы органов
- Целостный организм - все системы органов работают совместно
Взаимосвязь компонентов организма
В организме существует множество механизмов, обеспечивающих взаимосвязь и взаимодействие его компонентов на всех структурных уровнях:
- На клеточном уровне это прямые контакты клеточных мембран, цитоплазматические мостики, химические сигналы
- Клетки одного типа и происхождения формируют ткани
- Различные ткани тесно взаимодействуют в процессах жизнедеятельности (например, обмен веществ)
- Ткани объединяются в органы и системы органов со специализированными функциями
Особенно ярко взаимосвязь компонентов видна на примере растений, где наблюдается четкая кооперация между корнем, стеблем, листьями, цветками и плодами.
Взаимодействия в организме животных обеспечивают работу пищеварительной, кровеносной, дыхательной, выделительной и других систем.
Ключевые типы взаимосвязей в организме:
- Структурно-функциональные
- Обменные (веществ, энергии, информации)
- Регуляторные
- Эволюционные (исторически сложившиеся)
Живой организм единое целое, потому что все его компоненты взаимозависимы и не могут полноценно функционировать по отдельности вне организма.
Регуляторные системы организма
Для обеспечения согласованности всех физиологических процессов организмы имеют регуляторные системы. У растений это гормональная регуляция, у животных - нервная и нейрогуморальная.
Гормоны регулируют рост, развитие, обмен веществ. Они действуют медленно, но длительно.
Нервная система осуществляет быстрые и точные реакции организма на раздражители. При этом нервная и эндокринная регуляции взаимосвязаны.
Благодаря регуляторным системам организм человека как единое целое может подстраивать жизненно важные процессы под изменяющиеся внешние и внутренние условия.
Единство проявлений жизни
Все основные проявления жизни характерны для организма на всех уровнях его организации:
- Обмен веществ и превращение энергии
- Раздражимость и ответные реакции
- Рост и развитие
- Размножение
- Поддержание гомеостаза
| Проявления жизни | На клеточном уровне | На уровне целостного организма |
| Обмен веществ | В клетках | Во всех тканях и органах организма |
| Раздражимость | Клеточные рецепторы | Реакция организма на внешние раздражители |
| Рост и развитие | Деление клеток | Координированный морфогенез всего организма |
Таким образом, в организме наблюдается единство всех проявлений жизни на всех структурно-функциональных уровнях организации.
Целесообразность структур и функций
Форма и функция органов живых организмов неразрывно связаны. Структура органов целесообразна, то есть наиболее полно отвечает их функции.
Так, конструкция листа как фотосинтезирующего органа растения максимально эффективна для выполнения данной функции. Форма сердца, кровеносных сосудов и особенности кровообращения целесообразны для транспорта веществ в организме.
Клетки и ткани органов также имеют специализированное строение в соответствии с выполняемыми функциями. Это позволяет организму функционировать как единое целое.
Нарушения целостности
В случае повреждения отдельных органов может быть значительно нарушено функционирование всего организма. Например, при инфаркте миокарда страдает вся кровеносная система.
Многие заболевания также оказывают системное влияние на весь организм. Скажем, болезнь Аддисона (недостаточность коры надпочечников) вызывает нарушения водно-солевого, углеводного, белкового и др. видов обмена.
Поскольку все системы органов тесно взаимосвязаны, патологические изменения в одних органах часто отражаются на функционировании других органов и организма в целом.
Эволюционное развитие
Усложнение организации живых организмов в процессе эволюции связано с развитием взаимосвязей между клетками, тканями и органами. Это дало организмам дополнительные возможности:
- Выживания в разнообразной и меняющейся среде
- Роста и размножения
- Повышения устойчивости к заболеваниям
- Увеличения продолжительности жизни
Таким образом, именно благодаря единству и взаимозависимости всех органов и процессов жизнедеятельности стал возможен эволюционный прогресс живых организмов в направлении повышения сложности и совершенства их организации.
Саморегуляция организма
Благодаря слаженному взаимодействию всех органов и систем органов, организм способен поддерживать гомеостаз - динамическое постоянство внутренней среды.
Например, при перегреве включаются механизмы терморегуляции - повышение потоотделения, расширение периферических сосудов. А в условиях холода наоборот, суживаются кровеносные сосуды кожи, вырабатывается теплоэнергия путем мышечной дрожи и химической терморегуляции.
Адаптивные возможности
Благодаря регуляторным системам организм может адаптировать жизненно важные функции к широкому диапазону внешних условий и внутренних потребностей.
К примеру, сердечно-сосудистая и дыхательная системы могут значительно повышать интенсивность работы при необходимости. Пищеварительная система способна переварить разнообразные продукты. Иммунитет вырабатывает антитела против самых различных возбудителей болезней при контакте с ними.
Повреждения и восстановление
Даже при значительных повреждениях отдельных органов или крупных кровопотерях многие организмы способны к восстановлению благодаря регенеративным свойствам тканей. Например, печень может регенерировать даже после удаления большей части ее ткани. Это возможно благодаря пролиферации сохранившихся гепатоцитов.
Причины уязвимости
Однако высокая взаимосвязанность и взаимозависимость компонентов делает организм уязвимым. Нарушение в одном звене отражается на всей системе в целом.
К примеру, сбои в работе эндокринных желез приводят к разнообразным нарушениям во многих органах и тканях, которые нуждаются в гормональной регуляции. А мутация одного-единственного гена может иметь множественные негативные последствия из-за нарушения многочисленных процессов в клетках и тканях.