Kim tự tháp của cuộc sống: cấu trúc thứ bậc của cuộc sống

Kim tự tháp của sự sống là sự thể hiện các cấp bậc khác nhau trong đó sự sống, như chúng ta biết, được tổ chức. Từ quan điểm của sinh vật học trên cạn, sự sống được tổ chức theo cách sao cho cấp độ rộng nhất và bao quát nhất nằm ở phần đáy, và khi bạn leo lên kim tự tháp, các cấp độ sẽ thu hẹp lại và ngày càng trở nên cụ thể hơn. Nếu quan điểm phân tích là khoa học vật lý, thì các thành phần của các hạt hạ nguyên tử sẽ được tìm thấy ở đỉnh của kim tự tháp. Và nếu viễn cảnh là thiên văn học, cơ sở sẽ được hình thành bởi toàn bộ vũ trụ.

Chúng ta hãy xem cấu trúc thứ bậc này để tổ chức sự sống, bắt đầu với sinh quyển ở dưới cùng và lên đến đỉnh điểm là nguyên tử ở trên cùng.

cấu trúc thứ bậc của cuộc sống

Từ trên xuống dưới, kim tự tháp cuộc sống được chia thành 12 cấp độ đó là:

• nguyên tử
• phân tử
• bào quan
• Tế bào
• Mô
• Đàn organ
• hệ thống cơ quan
• sinh vật
• Dân số
• Cộng đồng
• hệ sinh thái
• quần xã sinh vật
• sinh quyển

Mỗi cấp độ của kim tự tháp được tạo thành từ sự kết hợp của các đơn vị khác nhau thuộc cấp độ ngay phía trên. Theo cách này, cấp độ cơ sở, sinh quyển, bao gồm tất cả sự sống mà chúng ta biết trên trái đất, trong khi cấp độ cao nhất được tạo thành từ các đơn vị cơ bản của vật chất, đó là các nguyên tử. Hãy xem xét từng cấp độ này theo thứ tự giảm dần:

Nguyên tử

Nguyên tử đại diện cho đơn vị cơ bản của vật chất, tức là mọi thứ có khối lượng và chiếm một vị trí trong không gian. Có nhiều loại nguyên tử khác nhau tạo nên các nguyên tố khác nhau trong bảng tuần hoàn. Điều này bao gồm các nguyên tố như carbon, hydro, oxy và nitơ, tất cả đều là những phần thiết yếu của cuộc sống. Các nguyên tử không chỉ hiện diện trong các chất hữu cơ (từ các sinh vật sống) mà còn trong tất cả các chất vô cơ, từ đá đến các ngôi sao.

Mặc dù thực tế là các nguyên tử có thể được chia thành các hạt hạ nguyên tử khác nhỏ hơn, chẳng hạn như electron, proton hoặc neutron, và đến lượt chúng có thể được phân chia để tạo thành quark và các hạt kỳ lạ hơn, theo quan điểm sinh học, đó là một chúng tôi sử dụng, các nguyên tử đại diện cho đơn vị nhỏ nhất và cụ thể nhất của cấu trúc phân cấp này.

Một số ví dụ về các nguyên tử bao gồm các nguyên tử oxy (O), hydro (H), carbon (C) và nitơ (N).

phân tử

Các nguyên tử đến với nhau và liên kết với nhau để tạo thành các phân tử. Chúng có thể tồn tại trong vô số kích cỡ và thành phần. Từ phân tử hydro nhỏ nhất và đơn giản nhất (H ₂ ), đến các đại phân tử sinh học chứa hàng trăm nghìn và đôi khi hàng triệu nguyên tử liên kết với nhau.

Cả hai phân tử vô cơ và hữu cơ đều có thể được tìm thấy trong cơ thể sống. Loại thứ hai bao gồm các phân tử sinh học như carbohydrate, lipid, protein và axit nucleic, tất cả đều đã được các nhà hóa sinh nghiên cứu rất chi tiết. Các phân tử riêng lẻ có thể được tổ chức thành các cấu trúc phân tử lớn để tạo thành nhiễm sắc thể, phức hợp đa protein, v.v. Như sẽ thấy ở phần sau, một số phân tử sinh học lớn này có thể kết tụ lại với nhau để trở thành bào quan cấu tạo nên tế bào.

Một số ví dụ cụ thể về các phân tử bao gồm phân tử nước (H ₂ O), glucose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), huyết sắc tố và DNA.

bào quan

Sự liên kết của một số phân tử sinh học, chẳng hạn như lipid, protein và axit nucleic, có thể tạo ra các cấu trúc nhỏ với các chức năng cụ thể bên trong tế bào, được gọi là bào quan. Những cấu trúc này chịu trách nhiệm cho tất cả các loại chức năng, từ nhà ở, phiên mã và sao chép thông tin di truyền của một sinh vật sống, đến sản xuất năng lượng.

Trong một số trường hợp, các bào quan có thể trôi nổi tự do trong tế bào chất của tế bào (như trường hợp tế bào nhân sơ), trong khi ở những trường hợp khác, các bào quan thường được bao bọc bởi một lớp màng (như trường hợp tế bào nhân chuẩn).

Một số ví dụ về các bào quan bao gồm nhân, ty thể, ribosome và lục lạp.

Tế bào

Tế bào là đơn vị đơn giản nhất của sự sống. Các quá trình xảy ra trong cơ thể của tất cả các sinh vật sống diễn ra trong các tế bào. Ví dụ, khi một chân di chuyển, các tế bào thần kinh chịu trách nhiệm truyền tín hiệu từ não đến các tế bào cơ ở chân, và đến lượt chúng, chuyển xung thần kinh thành một loạt phản ứng hóa học làm phát sinh sự co bóp của một số cơ và thư thái của người khác.

Có nhiều loại tế bào khác nhau, bao gồm tế bào thực vật, tế bào động vật và tế bào vi khuẩn. Ngoài ra, giữa tế bào động vật và thực vật không phải tất cả đều giống nhau. Ví dụ, có một số loại tế bào khác nhau trong cơ thể, bao gồm tế bào máu, tế bào mỡ và tế bào gốc.

Mô

Sự liên kết của nhiều tế bào với cấu trúc và chức năng chung tạo ra cái được gọi là mô. Vì những lý do rõ ràng, chỉ những sinh vật sống đa bào như thực vật và động vật mới hình thành mô. Các mô có thể rất đa dạng và thực hiện nhiều chức năng chuyên biệt cao.

Trong trường hợp mô động vật, sự đa dạng về chức năng này dẫn đến sự tồn tại của bốn loại mô khác nhau:

• Tế bào biểu mô
• Mô liên kết
• Mô cơ
• mô thần kinh

Một số ví dụ về mô là cơ xương, da và máu, một loại mô liên kết.

các cơ quan

Các loại mô khác nhau với các chức năng bổ sung có thể được liên kết với nhau để tạo thành một đơn vị trong đó một loạt các chức năng phức tạp rất cụ thể được thực hiện. Các đơn vị này được gọi là các cơ quan. Nói cách khác, các cơ quan được tạo thành từ các loại mô khác nhau được sắp xếp lại với nhau để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.

Ví dụ về các cơ quan trong cơ thể con người là tim, phổi, thận, da và tai.

hệ thống cơ quan

Các hệ thống cơ quan là các nhóm cơ quan được kết nối với nhau trong một sinh vật có các chức năng liên quan và thường được điều chỉnh cùng nhau. Một số ví dụ là hệ thống tuần hoàn, tiêu hóa, thần kinh, xương và sinh sản.

Trong một sinh vật, các hệ thống cơ quan khác nhau phối hợp với nhau để duy trì hoạt động bình thường của cơ thể. Ví dụ, các chất dinh dưỡng thu được từ hệ thống tiêu hóa được phân phối khắp cơ thể bởi hệ thống tuần hoàn. Tương tự như vậy, hệ thống tuần hoàn phân phối oxy được hấp thụ bởi hệ thống hô hấp.

sinh vật

Một sinh vật sống đề cập đến một cá thể duy nhất của một loài thể hiện các đặc điểm cơ bản của sự sống. Điều này có nghĩa là chúng là những đơn vị sống có khả năng sinh trưởng, phát triển và sinh sản. Mỗi chúng ta đại diện cho một sinh vật sống duy nhất. Các sinh vật phức tạp, bao gồm cả con người, được tạo thành từ các hệ thống cơ quan khác nhau, tất cả chúng hoạt động cùng nhau, hợp tác để thực hiện các chức năng của sự sống.

Dân số

Quần thể là nhóm các sinh vật cùng loài sống và sinh sản trong một quần xã xác định. Quần thể có thể tăng hoặc giảm kích thước tùy thuộc vào một số yếu tố môi trường. Một quần thể được giới hạn trong một loài cụ thể. Quần thể có thể là một loài thực vật, một loài động vật hoặc một quần thể vi khuẩn.

Cộng đồng

Khi các quần thể khác nhau (các nhóm sinh vật cùng loài) tương tác với nhau trong một khu vực địa lý nhất định, một cộng đồng được hình thành. Từ con người và thực vật đến vi khuẩn và nấm, cộng đồng bao gồm các sinh vật sống trong một môi trường. Các quần thể khác nhau tương tác với nhau và ảnh hưởng đến cộng đồng tương ứng của họ.

Hệ sinh thái

Sự tương tác giữa các cộng đồng khác nhau của các loài khác nhau và môi trường tự nhiên mà chúng sinh sống, làm phát sinh một hệ sinh thái. Nói cách khác, hệ sinh thái liên quan đến sự tương tác giữa các sinh vật sống và môi trường của chúng, bao gồm cả vật chất sống và không sống. Một hệ sinh thái chứa nhiều loại cộng đồng khác nhau, tất cả được liên kết với nhau thông qua một chuỗi phức tạp các dòng năng lượng và thức ăn.

Một số ví dụ về hệ sinh thái là thảo nguyên, hệ sinh thái vùng cực và rừng nhiệt đới, trong số những nơi khác.

quần xã sinh vật

Các quần xã sinh vật bao gồm sự kết hợp của nhiều hệ sinh thái có chung một khu vực địa lý rộng lớn, cũng như các đặc điểm khí hậu và đa dạng sinh học nhất định. Các sinh vật trong mỗi quần xã sinh vật đã có được sự thích nghi đặc biệt để sống trong môi trường cụ thể của chúng. Theo phân loại của Heinrich Walter, 9 quần xã sinh vật sau đây có thể được phân biệt trên hành tinh trái đất:

• xích đạo
• Nhiệt đới
• cận nhiệt đới
• Địa Trung Hải
• Tính tình nóng nảy
• Nemoral
• lục địa
• phương bắc
• vùng cực

sinh quyển

Cuối cùng, chúng ta đến đáy của kim tự tháp sự sống, sinh quyển. Sinh quyển bao gồm tất cả các quần xã sinh vật trên Trái đất và do đó, tất cả các sinh vật sống trong đó.

Nói cách khác, sinh quyển tương ứng với hệ thống được hình thành bởi tất cả các sinh vật sống trên hành tinh, bao gồm tất cả các mối quan hệ qua lại phức tạp và mối quan hệ qua lại của chúng với môi trường mà chúng sinh sống. Điều này bao gồm tất cả các khu vực trên bề mặt Trái đất, bên dưới bề mặt Trái đất, trong nước và trong khí quyển.