Иерархия уровней организации. Основные уровни организации жизни. Принцип эмерджентности.

11.ПРИНЦИПЫ ЭМЕРДЖЕНТНОСТИ:

Биологические системы обладают свойствами, которые нельзя свести к сумме свойств составляющих их подсистем.

«Хорошо известный принцип не сводимости свойств целого к сумме свойств его частей должна служить первой заповедью эколога», - Одум. Для изучения целого не всегда обязательно знать его составляющие.

Состав экосистем представлен двумя группами компонентов:

· абиотические компоненты неживой природы

· биотические компоненты живой природы

Спектр уровней организации.

Гены-клетки образуют органы, органы-организмы, организмы-популяции,

Популяции образуют сообщества, сообщества являются частью экосистем.

На каждой ступени, или уровне, в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом) возникают характерные функциональные системы. Под системой мы будем подразумевать упорядочено взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое.

Важное следствие иерархической организации состоит в том, что по мере объединения компонентов, или подмножеств, в более «крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Такие качественно новые, эмерджентные, свойства экологического уровня или экологической единицы нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Иными словами, свойства целого невозможно свести к сумме свойств его частей. Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне; он должен быть изучен непосредственно.

Для иллюстрации принципа эмерджентности приведем пример из химии. Водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду, жидкость, совершенно непохожую по своим свойствам на исходные газы.

 

 

12.Энергия в экосистемах. Термодинамическая характеристика экосистем. Энтро­пия. Понятие потока энергии.

Самопроизвольными являються только такие процессы при которых энергия из более концентрированной формы переходит в менее концентрированную форму (от горячего к холодному)

Четыре фундаментальных типа экосистем.

1.- Природные экосистемы- энергия от Солнца - океаны, горные леса

2.- Энергия от Солнца и других источников. – тропики, зоны прилива

3.- Энергия от Солнца и при помощи человека. – агросистемы (поле с пшеницей)

4.- Энергия от топлива. – промышленно- городские системы.

Поток энергии- количество получаемой организмом энергии на площадь его среды

обитания.

Энтропия-мера упорядоченности системы ,где w- число микросостояний отвечающей данной системе. Чем больше микросостояний тем больше показатель порядка в систем, тем меньше энтропия.

Экосистема и живые организмы представляют собой открытую термодинамическую систему, которая обменивается с окружающей средой веществом и энергией, т.о. чтобы S↓ внутри себя и S↑ во вне.

-мера упорядоченности системы.

R-затраты организма на свою жизнедеятельность

B- биомасса системы.

Чем больше биомасса тем больше затраты на поддержание экосистемы. У человека 40 ккал/кг,у маленькой птички-1 ккал/г.