Πυραμίδα της ζωής: ιεραρχική δομή της ζωής

Η πυραμίδα της ζωής είναι μια αναπαράσταση των διαφορετικών ιεραρχικών επιπέδων στα οποία οργανώνεται η ζωή, όπως την ξέρουμε. Από την άποψη της επίγειας βιολογίας, η ζωή είναι οργανωμένη με τέτοιο τρόπο ώστε τα ευρύτερα και πιο περιεκτικά επίπεδα βρίσκονται στη βάση, και καθώς ανεβαίνετε στην πυραμίδα, τα επίπεδα στενεύουν και γίνονται ολοένα και πιο συγκεκριμένα. Εάν η άποψη της ανάλυσης ήταν οι φυσικές επιστήμες, τα συστατικά των υποατομικών σωματιδίων θα βρίσκονταν στην κορυφή της πυραμίδας. Και αν η προοπτική ήταν αστρονομία, η βάση θα σχηματιζόταν από το σύμπαν συνολικά.

Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτήν την ιεραρχική δομή για την οργάνωση της ζωής, ξεκινώντας από τη βιόσφαιρα στο κάτω μέρος και καταλήγοντας με το άτομο στην κορυφή.

ιεραρχική δομή της ζωής

Από την κορυφή προς τα κάτω, η πυραμίδα της ζωής χωρίζεται σε 12 επίπεδα που είναι:

• Ατομο
• Μόριο
• οργανίδιο
• Κύτταρο
• Ιστός
• Οργανο
• Σύστημα οργάνων
• Οργανισμός
• Πληθυσμός
• Κοινότητα
• Οικοσύστημα
• βίωμα
• Βιόσφαιρα

Κάθε επίπεδο της πυραμίδας αποτελείται από την ένωση διαφορετικών μονάδων που ανήκουν στο αμέσως παραπάνω επίπεδο. Με αυτόν τον τρόπο, το βασικό επίπεδο, η βιόσφαιρα, περιλαμβάνει όλη τη ζωή που γνωρίζουμε στη γη, ενώ το ανώτερο επίπεδο αποτελείται από τις θεμελιώδεις μονάδες της ύλης, δηλαδή τα άτομα. Ας δούμε καθένα από αυτά τα επίπεδα με φθίνουσα σειρά:

Το άτομο

Το άτομο αντιπροσωπεύει τη θεμελιώδη μονάδα της ύλης, δηλαδή κάθε τι που έχει μάζα και που καταλαμβάνει μια θέση στο χώρο. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ατόμων που απαρτίζουν τα διαφορετικά στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Αυτό περιλαμβάνει στοιχεία όπως ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο και το άζωτο, τα οποία είναι όλα απαραίτητα μέρη της ζωής. Τα άτομα δεν υπάρχουν μόνο σε οργανικές ουσίες (αυτές από ζωντανά όντα) αλλά και σε όλη την ανόργανη ύλη, από πετρώματα μέχρι αστέρια.

Παρά το γεγονός ότι τα άτομα μπορούν να διαιρεθούν σε άλλα μικρότερα υποατομικά σωματίδια, όπως ηλεκτρόνια, πρωτόνια ή νετρόνια, και ότι αυτά με τη σειρά τους μπορούν να διαιρεθούν για να σχηματίσουν κουάρκ και άλλα πιο εξωτικά σωματίδια, από βιολογικής άποψης. χρησιμοποιούμε, τα άτομα αντιπροσωπεύουν τη μικρότερη και πιο συγκεκριμένη μονάδα αυτής της ιεραρχικής δομής.

Μερικά παραδείγματα ατόμων περιλαμβάνουν άτομα οξυγόνου (Ο), υδρογόνου (Η), άνθρακα (C) και αζώτου (Ν).

το μόριο

Τα άτομα ενώνονται και συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μόρια. Αυτά μπορούν να υπάρχουν σε μια τεράστια ποικιλία μεγεθών και συνθέσεων. Από το μικρότερο και απλούστερο μόριο υδρογόνου (H ₂ ), μέχρι τα βιολογικά μακρομόρια που περιέχουν εκατοντάδες χιλιάδες και μερικές φορές εκατομμύρια άτομα συνδεδεμένα το ένα μετά το άλλο.

Τόσο τα ανόργανα όσο και τα οργανικά μόρια μπορούν να βρεθούν σε ζωντανά όντα. Τα τελευταία περιλαμβάνουν βιομόρια όπως υδατάνθρακες, λιπίδια, πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα, τα οποία έχουν μελετηθεί με μεγάλη λεπτομέρεια από βιοχημικούς. Τα μεμονωμένα μόρια μπορούν να οργανωθούν σε μεγάλες μοριακές δομές για να σχηματίσουν χρωμοσώματα, πολυπρωτεϊνικά σύμπλοκα και πολλά άλλα. Όπως θα φανεί αργότερα, μερικά από αυτά τα μεγάλα βιολογικά μόρια μπορούν να συσσωρευτούν μεταξύ τους για να γίνουν τα οργανίδια που αποτελούν τα κύτταρα.

Μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα μορίων περιλαμβάνουν το μόριο του νερού (H ₂ O ), τη γλυκόζη ( C ₆ H ₁₂ O ₆ ), την αιμοσφαιρίνη και το DNA.

το οργανίδιο

Η σύνδεση ορισμένων βιολογικών μορίων, όπως τα λιπίδια, οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα, μπορεί να οδηγήσει σε μικρές δομές με συγκεκριμένες λειτουργίες μέσα στα κύτταρα, που ονομάζονται οργανίδια. Αυτές οι δομές είναι υπεύθυνες για κάθε είδους λειτουργίες, από τη στέγαση, τη μεταγραφή και την αντιγραφή των γενετικών πληροφοριών ενός ζωντανού όντος, μέχρι την παραγωγή ενέργειας.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα οργανίδια μπορούν να επιπλέουν ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα ενός κυττάρου (όπως στην περίπτωση των προκαρυωτικών κυττάρων), ενώ σε άλλες, τα οργανίδια συνήθως περικλείονται από μια μεμβράνη (όπως στην περίπτωση των ευκαρυωτικών κυττάρων).

Μερικά παραδείγματα οργανιδίων περιλαμβάνουν τον πυρήνα, τα μιτοχόνδρια, τα ριβοσώματα και τους χλωροπλάστες.

Το κύτταρο

Το κύτταρο είναι η απλούστερη μονάδα ζωής. Οι διεργασίες που συμβαίνουν στο σώμα όλων των ζωντανών όντων λαμβάνουν χώρα μέσα στα κύτταρα. Για παράδειγμα, όταν ένα πόδι κινείται, τα νευρικά κύτταρα είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση σημάτων από τον εγκέφαλο στα μυϊκά κύτταρα του ποδιού και αυτά, με τη σειρά τους, μεταφράζουν τη νευρική ώθηση σε μια σειρά από χημικές αντιδράσεις που προκαλούν συστολή ορισμένων μυών και χαλάρωση των άλλων.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κυττάρων, συμπεριλαμβανομένων των φυτικών κυττάρων, των ζωικών κυττάρων και των βακτηριακών κυττάρων. Επιπλέον, μεταξύ ζωικών ή φυτικών κυττάρων δεν είναι όλα ίδια. Για παράδειγμα, υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι κυττάρων στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων του αίματος, των λιποκυττάρων και των βλαστοκυττάρων, για να αναφέρουμε μερικά.

Ιστός

Η σύνδεση πολλαπλών κυττάρων με κοινή δομή και λειτουργία δημιουργεί αυτό που ονομάζεται ιστός. Για προφανείς λόγους, μόνο πολυκύτταρα έμβια όντα όπως τα φυτά και τα ζώα σχηματίζουν ιστούς. Οι ιστοί μπορεί να είναι πολύ διαφορετικοί και να εκπληρώνουν μια μεγάλη ποικιλία από εξαιρετικά εξειδικευμένες λειτουργίες.

Στην περίπτωση του ζωικού ιστού, αυτή η ποικιλία λειτουργιών οδηγεί στην ύπαρξη τεσσάρων διαφορετικών τύπων ιστού:

• Επιθηλιακός ιστός
• Συνδετικού ιστού
• Μυϊκός ιστός
• Νευρικός ιστός

Μερικά παραδείγματα ιστών είναι οι σκελετικοί μύες, το δέρμα και, παραδόξως, το αίμα, που είναι ένας συνδετικός τύπος ιστού.

Τα όργανα

Διαφορετικοί τύποι ιστών με συμπληρωματικές λειτουργίες μπορούν να συσχετιστούν μεταξύ τους για να δημιουργήσουν μια μονάδα στην οποία εκτελούνται μια σειρά από πολύ συγκεκριμένες πολύπλοκες λειτουργίες. Αυτές οι μονάδες ονομάζονται όργανα. Με άλλα λόγια, τα όργανα αποτελούνται από διαφορετικούς τύπους ιστών που είναι διατεταγμένοι μεταξύ τους για να εκτελούν συγκεκριμένες εργασίες.

Παραδείγματα οργάνων στο ανθρώπινο σώμα είναι η καρδιά, οι πνεύμονες, τα νεφρά, το δέρμα και τα αυτιά.

Σύστημα οργάνων

Τα συστήματα οργάνων είναι διασυνδεδεμένες ομάδες οργάνων μέσα σε έναν οργανισμό που έχουν σχετικές λειτουργίες και γενικά ρυθμίζονται μαζί. Μερικά παραδείγματα είναι το κυκλοφορικό, το πεπτικό, το νευρικό, το σκελετικό και το αναπαραγωγικό σύστημα.

Μέσα σε έναν οργανισμό, τα διάφορα συστήματα οργάνων συνεργάζονται για να διατηρήσουν την κανονική λειτουργία του σώματος. Για παράδειγμα, τα θρεπτικά συστατικά που λαμβάνονται από το πεπτικό σύστημα κατανέμονται σε όλο το σώμα από το κυκλοφορικό σύστημα. Ομοίως, το κυκλοφορικό σύστημα διανέμει το οξυγόνο που προσλαμβάνεται από το αναπνευστικό σύστημα.

Ο οργανισμός

Ένας ζωντανός οργανισμός αναφέρεται σε ένα μεμονωμένο άτομο ενός είδους που παρουσιάζει τα βασικά χαρακτηριστικά της ζωής. Αυτό σημαίνει ότι είναι ζωντανές μονάδες ικανές να αναπτυχθούν, να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν. Ο καθένας από εμάς αντιπροσωπεύει έναν μόνο ζωντανό οργανισμό. Οι σύνθετοι οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, αποτελούνται από διαφορετικά συστήματα οργάνων, τα οποία λειτουργούν όλα μαζί, συνεργαζόμενα για να εκτελούν τις λειτουργίες της ζωής.

Ο πληθυσμός

Οι πληθυσμοί είναι ομάδες οργανισμών του ίδιου είδους που ζουν και αναπαράγονται σε μια συγκεκριμένη κοινότητα. Οι πληθυσμοί μπορεί να αυξηθούν σε μέγεθος ή να συρρικνωθούν ανάλογα με έναν αριθμό περιβαλλοντικών παραγόντων. Ένας πληθυσμός περιορίζεται σε ένα συγκεκριμένο είδος. Ένας πληθυσμός μπορεί να είναι ένα είδος φυτού, ένα ζωικό είδος ή μια βακτηριακή αποικία.

Κοινότητα

Όταν διαφορετικοί πληθυσμοί (ομάδες οργανισμών του ίδιου είδους) αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε μια δεδομένη γεωγραφική περιοχή, σχηματίζεται μια κοινότητα. Από ανθρώπους και φυτά μέχρι βακτήρια και μύκητες, οι κοινότητες περιλαμβάνουν τους ζωντανούς οργανισμούς σε ένα περιβάλλον. Διαφορετικοί πληθυσμοί αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και επηρεάζουν την αντίστοιχη κοινότητά τους.

Το οικοσύστημα

Η αλληλεπίδραση μεταξύ διαφορετικών κοινοτήτων διαφορετικών ειδών και του φυσικού περιβάλλοντος στο οποίο ζουν, δημιουργεί ένα οικοσύστημα. Με άλλα λόγια, τα οικοσυστήματα περιλαμβάνουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ζωντανών οργανισμών και του περιβάλλοντος τους, συμπεριλαμβανομένου τόσο του ζωντανού όσο και του μη έμβιου υλικού. Ένα οικοσύστημα περιέχει πολλούς διαφορετικούς τύπους κοινοτήτων, όλοι συνδεδεμένοι μέσω μιας σύνθετης αλυσίδας ροών τροφής και ενέργειας.

Μερικά παραδείγματα οικοσυστημάτων είναι η σαβάνα, το πολικό οικοσύστημα και τα τροπικά δάση, μεταξύ άλλων.

το βίωμα

Τα βιώματα αποτελούνται από την ένωση πολλαπλών οικοσυστημάτων που μοιράζονται μια ευρεία γεωγραφική περιοχή, καθώς και ορισμένα κλιματικά χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά βιοποικιλότητας. Οι οργανισμοί σε κάθε βίωμα έχουν αποκτήσει ειδικές προσαρμογές για να ζουν στο συγκεκριμένο περιβάλλον τους. Σύμφωνα με την ταξινόμηση του Heinrich Walter, τα ακόλουθα 9 βιώματα μπορούν να διακριθούν στον πλανήτη γη:

• Ισημερινού
• Τροπικός
• Μισοτροπικός
• μεσογειακός
• Θερμή ιδιοσυγκρασία
• Nemoral
• Ευρωπαϊκός
• Boreal
• Πολικός

η βιόσφαιρα

Τέλος, φτάνουμε στον πάτο της πυραμίδας της ζωής, της βιόσφαιρας. Η βιόσφαιρα περιλαμβάνει όλα τα βιώματα στη Γη και, επομένως, όλους τους ζωντανούς οργανισμούς μέσα σε αυτά.

Με άλλα λόγια, η βιόσφαιρα αντιστοιχεί στο σύστημα που σχηματίζουν όλα τα έμβια όντα στον πλανήτη, συμπεριλαμβανομένων όλων των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων και των σχέσεών τους με το περιβάλλον στο οποίο ζουν. Αυτό περιλαμβάνει όλες τις περιοχές στην επιφάνεια της Γης, κάτω από την επιφάνεια της Γης, στο νερό και στην ατμόσφαιρα.