Lebenspyramide: Hierarchische Struktur des Lebens

Die Lebenspyramide ist eine Darstellung der verschiedenen hierarchischen Ebenen, in denen das Leben, wie wir es kennen, organisiert ist. Aus Sicht der Erdbiologie ist das Leben so organisiert, dass sich die breitesten und umfassendsten Ebenen an der Basis befinden, und wenn Sie die Pyramide hinaufsteigen, verengen sich die Ebenen und werden immer spezifischer. Wenn der Standpunkt der Analyse die Naturwissenschaften wäre, würden die Komponenten der subatomaren Teilchen an der Spitze der Pyramide gefunden werden. Und wenn die Perspektive Astronomie wäre, würde das Universum als Ganzes die Basis bilden.

Werfen wir einen Blick auf diese hierarchische Struktur der Organisation des Lebens, beginnend mit der Biosphäre unten und gipfelnd beim Atom oben.

Hierarchische Struktur des Lebens

Von oben nach unten ist die Pyramide des Lebens in 12 Ebenen unterteilt, die sind:

• Atom
• Molekül
• Organelle
• Zelle
• Gewebe
• Organ
• Organsystem
• Organismus
• Bevölkerung
• Gemeinschaft
• Ökosystem
• Biom
• Biosphäre

Jede Ebene der Pyramide besteht aus der Vereinigung verschiedener Einheiten, die zu der unmittelbar darüber liegenden Ebene gehören. Auf diese Weise umfasst die Basisebene, die Biosphäre, alles Leben, das wir auf der Erde kennen, während die oberste Ebene aus den grundlegenden Einheiten der Materie, den Atomen, besteht. Sehen wir uns jede dieser Ebenen in absteigender Reihenfolge an:

Das Atom

Das Atom stellt die Grundeinheit der Materie dar, also alles, was Masse hat und einen Platz im Raum einnimmt. Es gibt verschiedene Arten von Atomen, aus denen die verschiedenen Elemente des Periodensystems bestehen. Dazu gehören Elemente wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff, die alle wesentliche Bestandteile des Lebens sind. Atome sind nicht nur in organischen Substanzen (von Lebewesen) vorhanden, sondern auch in allen anorganischen Stoffen, von Steinen bis zu Sternen.

Obwohl Atome in andere kleinere subatomare Teilchen wie Elektronen, Protonen oder Neutronen zerlegt werden können und diese wiederum in Quarks und andere exotischere Teilchen zerlegt werden können, ist das aus biologischer Sicht das eine verwenden wir, stellen Atome die kleinste und spezifischste Einheit dieser hierarchischen Struktur dar.

Einige Beispiele für Atome umfassen Sauerstoff- (O), Wasserstoff- (H), Kohlenstoff- (C) und Stickstoffatome (N).

das Molekül

Atome kommen zusammen und verbinden sich zu Molekülen. Diese können in einer immensen Vielfalt von Größen und Zusammensetzungen existieren. Vom kleinsten und einfachsten Wasserstoffmolekül (H ₂ ) bis hin zu biologischen Makromolekülen, die Hunderttausende und manchmal Millionen von Atomen enthalten, die nacheinander verbunden sind.

In Lebewesen kommen sowohl anorganische als auch organische Moleküle vor. Zu letzteren gehören Biomoleküle wie Kohlenhydrate, Lipide, Proteine ​​und Nukleinsäuren, die alle von Biochemikern eingehend untersucht wurden. Einzelne Moleküle können zu großen molekularen Strukturen organisiert werden, um Chromosomen, Multiproteinkomplexe und mehr zu bilden. Wie wir später sehen werden, können einige dieser großen biologischen Moleküle zusammenklumpen, um zu Organellen zu werden, aus denen Zellen bestehen.

Einige spezifische Beispiele für Moleküle umfassen das Wassermolekül (H ₂ O), Glucose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), Hämoglobin und DNA.

die Organelle

Die Assoziation bestimmter biologischer Moleküle wie Lipide, Proteine ​​und Nukleinsäuren kann zu kleinen Strukturen mit spezifischen Funktionen innerhalb von Zellen führen, die als Organellen bezeichnet werden. Diese Strukturen sind für alle Arten von Funktionen verantwortlich, von der Unterbringung, Transkription und Kopie der genetischen Information eines Lebewesens bis hin zur Energieerzeugung.

In einigen Fällen können die Organellen frei im Zytoplasma einer Zelle schweben (wie im Fall von prokaryotischen Zellen), während in anderen Fällen die Organellen normalerweise von einer Membran umschlossen sind (wie im Fall von eukaryotischen Zellen).

Einige Beispiele für Organellen umfassen den Zellkern, Mitochondrien, Ribosomen und Chloroplasten.

Die Zelle

Die Zelle ist die einfachste Einheit des Lebens. Die Prozesse, die im Körper aller Lebewesen ablaufen, finden in Zellen statt. Wenn sich beispielsweise ein Bein bewegt, sind Nervenzellen dafür verantwortlich, Signale vom Gehirn zu den Muskelzellen im Bein zu übertragen, und diese wiederum übersetzen den Nervenimpuls in eine Reihe chemischer Reaktionen, die zur Kontraktion einiger Muskeln führen Entspannung anderer.

Es gibt verschiedene Arten von Zellen, einschließlich Pflanzenzellen, Tierzellen und Bakterienzellen. Außerdem sind tierische oder pflanzliche Zellen nicht alle gleich. Zum Beispiel gibt es verschiedene Arten von Zellen im Körper, darunter Blutzellen, Fettzellen und Stammzellen, um nur einige zu nennen.

Gewebe

Durch den Zusammenschluss mehrerer Zellen mit gemeinsamer Struktur und Funktion entsteht ein sogenanntes Gewebe. Aus offensichtlichen Gründen bilden nur vielzellige Lebewesen wie Pflanzen und Tiere Gewebe. Gewebe können sehr vielfältig sein und eine Vielzahl hochspezialisierter Funktionen erfüllen.

Diese Funktionsvielfalt führt bei tierischem Gewebe zur Existenz von vier verschiedenen Gewebetypen:

• Epithelgewebe
• Bindegewebe
• Muskelgewebe
• Nervengewebe

Einige Beispiele für Gewebe sind Skelettmuskeln, Haut und seltsamerweise Blut, das eine Bindegewebeart ist.

Die Organe

Verschiedene Gewebetypen mit komplementären Funktionen können miteinander verbunden werden, um eine Einheit zu bilden, in der eine Reihe von sehr spezifischen komplexen Funktionen ausgeführt werden. Diese Einheiten werden Organe genannt. Mit anderen Worten, Organe bestehen aus verschiedenen Gewebearten, die zusammen angeordnet sind, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen.

Beispiele für Organe im menschlichen Körper sind Herz, Lunge, Nieren, Haut und Ohren.

Organsystem

Organsysteme sind miteinander verbundene Gruppen von Organen innerhalb eines Organismus, die verwandte Funktionen haben und im Allgemeinen gemeinsam reguliert werden. Einige Beispiele sind das Kreislauf-, Verdauungs-, Nerven-, Skelett- und Fortpflanzungssystem.

Innerhalb eines Organismus arbeiten die verschiedenen Organsysteme zusammen, um die normale Funktion des Körpers aufrechtzuerhalten. Beispielsweise werden Nährstoffe, die durch das Verdauungssystem gewonnen werden, durch das Kreislaufsystem im ganzen Körper verteilt. Ebenso verteilt das Kreislaufsystem den Sauerstoff, der von den Atemwegen aufgenommen wird.

Der Organismus

Ein lebender Organismus bezieht sich auf ein einzelnes Individuum einer Art, das die grundlegenden Merkmale des Lebens aufweist. Das bedeutet, dass sie lebende Einheiten sind, die wachsen, sich entwickeln und vermehren können. Jeder von uns repräsentiert einen einzigen lebenden Organismus. Komplexe Organismen, einschließlich des Menschen, bestehen aus verschiedenen Organsystemen, die alle zusammenarbeiten und zusammenarbeiten, um die Funktionen des Lebens auszuführen.

Die Bevölkerung

Populationen sind Gruppen von Organismen derselben Art, die in einer bestimmten Gemeinschaft leben und sich vermehren. Populationen können in Abhängigkeit von einer Reihe von Umweltfaktoren an Größe zunehmen oder schrumpfen. Eine Population ist auf eine bestimmte Art beschränkt. Eine Population kann eine Pflanzenart, eine Tierart oder eine Bakterienkolonie sein.

Gemeinschaft

Wenn verschiedene Populationen (Gruppen von Organismen derselben Art) in einem bestimmten geografischen Gebiet miteinander interagieren, entsteht eine Gemeinschaft. Von Menschen und Pflanzen bis hin zu Bakterien und Pilzen umfassen Gemeinschaften die lebenden Organismen in einer Umgebung. Verschiedene Populationen interagieren miteinander und beeinflussen ihre jeweilige Gemeinschaft.

Das Ökosystem

Die Interaktion zwischen verschiedenen Gemeinschaften verschiedener Arten und der natürlichen Umgebung, in der sie leben, führt zu einem Ökosystem. Mit anderen Worten, Ökosysteme umfassen die Wechselwirkungen zwischen lebenden Organismen und ihrer Umgebung, einschließlich lebender und nicht lebender Materialien. Ein Ökosystem enthält viele verschiedene Arten von Gemeinschaften, die alle durch eine komplexe Kette von Nahrungs- und Energieflüssen verbunden sind.

Einige Beispiele für Ökosysteme sind unter anderem die Savanne, das polare Ökosystem und die tropischen Wälder.

das Biom

Biome bestehen aus der Vereinigung mehrerer Ökosysteme, die sich ein weites geografisches Gebiet sowie bestimmte klimatische und biologische Merkmale teilen. Organismen in jedem Biom haben spezielle Anpassungen erworben, um in ihrer spezifischen Umgebung zu leben. Nach der Klassifikation von Heinrich Walter lassen sich auf der Erde folgende 9 Biome unterscheiden:

• Äquatorial
• Tropisch
• Subtropisch
• Mittelmeer
• Warmes Temperament
• Nemoral
• Kontinental
• Boreal
• Polar

die Biosphäre

Schließlich kommen wir zum Grund der Lebenspyramide, der Biosphäre. Die Biosphäre umfasst alle Biome auf der Erde und damit alle darin lebenden Organismen.

Mit anderen Worten, die Biosphäre entspricht dem System, das alle Lebewesen auf dem Planeten bilden, einschließlich all ihrer komplexen Wechselbeziehungen und ihrer Wechselbeziehungen mit der Umwelt, in der sie leben. Dazu gehören alle Bereiche auf der Erdoberfläche, unter der Erdoberfläche, im Wasser und in der Atmosphäre.