Биология жүйелердің экологиялық негіздері.

Биология жүйелерді класикалық экология зерттейді. Экологияда биологиялық (тірі) жүйелердің төмендегідей негізгі ұйымдасу деңгейлерін бөліп көрсетуге болады: молекулалық (тендік). Жасушалық,ұлпалық, мүшелік, ағзалық, популяциялық-түрлік, биоценоздық, биогеоценоздық (экожүйелер) биосфералық.
Әрбір деңгейде қоршаған ортамен өзара әсерлесу (зат, энергия және ақпараттармен алмасу есебінен) нәтижесінде өзіне тән ерекшелікпен сипаталатын функционалдық жүйелер түзіледі.
Уэбастер бойынша жүйе дегеніміз «бір тұтас бүтінді түзнтнтін, реттелген түрде өзара әрекеттесетін және өзара байланысты компоненттер». Олай болса, жүйенің негізгі элементеріне компоненттер, байланыстар, шекаралар жатады
Жүйелердің үш түрін бөліп көрсетеді:
1) оқшауланған, яғни көршілес жүйелермен зат пен энергия алмасуы болмайды
2) жабық яғни көршілес жүйелермен энергия алмасады, бірақ зат алмасуы болмайды
(мысалы, космос кемесі).
3) ашық, яғни көршілес жүйлермен зат және энергия алмасуыболады. Барлық биологиялық жүйелер- ашық жүйелер. Себебі ,олар сыртқы ортамен затпен, энергиямен және ақпаратпен алмасып отырады.
Молекулалық (гендік) деңгйде биологиялық жүйе
Биологиялық белсенді ірі молекулалар-ақуыз, нуклеин қышқылдары, көмірсулардың қызметі түрінде көрінеді. Осы деңгейден тірі материяға тән қасиеттер сәулелі энергияның органикалық заттардың химиялық энергиясына айналуы арқылы жүретін зат алмасу, тұқым қуалаушылықтың котаушы құрылымдардың (ДНҚ,РНҚ)көмегімен тасымалдануы байқалады. Бұл деңгейге құрылымдардың ұрпақтарды тұрақтылығын тән.
Жасушалық деңгейде биологиялық белсенді молекулалар біртұтас жүеге қосылады. Жасушалық ұйымдасуына байланысты барлық ағзалар бір жасушалы және көп жасушалы болып бөлінеді.
Ұлпалық деңгейде құрылысы мен атқаратын қызметі ұқсас жасушалардың жиындығынан ұлпа түзіледі. Ол шығу тегі мен атқаратын қызметінің ортақтығы бойынша бірікен жасушалардың жыйындығын құрайды. Мүшелік денгейде ұлпалардың бірнеше типтері функционалдық жағынан өзара байланыса отырып, белгілі бір мүшені құрайды.
Ағзалық деңгейде бірқаттар мүшелердің өзара әсері жеке ағзаның біртұтас жүйесінің түзелуіне әкелді.
Папуляциялық-түрлік деңгейде шығу тегі, тіршілік жағдайлары және мекен ету орталықтарының орталықтығы арқылы байланысқан біртекті ағзалардың жыйындығы түзіледі. Бұл деңгейде жалпы алдынғы элементарлық эвалюциялдық өзгерістер жүреді.
Биоцентездық денгйде біргек тіршілік ететін және бір-бірімен байланысқан түрлердің комплекісі-биоцентез деп аталатын біртұт\ас жүйені түзеді.
Биогенценоздық (экожүйелік) –түрлік құрамы бойынша әр түрлі ағзаларды мекен ету ортасымен өзара байланыста біріктіретін (биотопта) тірі материяның ұйымдасыуының жоғары денгейі.
Биосфералық- ғаламшар шекарасындағы барлық тіршілік белгілерін қамтитын анағұрлым жоғары сатыдағы табиғи жүйелердің қалыптасқан денгейі.
Бұл денгейде тірі ағзалардың әрекетімен байланысты ғаламдық ауқымдағы барлық зат айналымдары жүзепге асады.
Биологиялық жүелердің иерархиялық ұйымдасмуының маңызды нәтижесі – компоненттердің күрделірек функционалдық жүйелерге бірігуі барысында бұл жаңа жүйелерде сапалық жағынан жаңа алдыңғы деңгейде болмайтын қасиеттер пайда болады. Мұндай сапалық жаңа қасиеттерді – эмерженттік деп атайды (ағылшын тілінен аударғанда emergent – кенеттен пайда болған). Экологиялық деңгейдің эмерженттік қасиеттерін, оның құрамына кіретін компоненттерінің қасиеттеріне сүйеніп болжауға болмайды, яғни анағұрлым жоғары ұйымдасу деңгейінің барлық қасиетінтөменгі деңгейлердің қасиеттерін қарап алдын ала болжауға болмайды. Мысалы, экожүйенің қасиеттерін жеке популяциялар туралы мәліметтерге ғана сүйеніп айтуға болмайды. Орманды тұтас алып зерттеп қана қрймай, осы ормандағы жеке ағаштарды да зерттеу қажет.
Жоғарыда аталған құбылыс Берталанфи (1969 ж.) принциінде көрінеді. Бұл принцип бойыеша біртұтас бүтін тек қана оны құрайтын элементтерінің жиынтығы ғана емес, одан жоғаоы. Себебі оның ең негізгі сипаттамасы – оның әр түрлі элементтері арасында жүретін өзара әрекеттесу.
Биологиялық жүйені зерттеу қандай деңгейде жүргізілуіне байланысты классикалық экологияның төмендегі бөлімдерін (бағыттарын) бөліп көрсетеді.
Экологиялық бөлімдері. Ағзалар экологиясы (аутэкология) ағзаның қоршаған ортада тіршілік етуінің шекараларын анықтап, ағзалардың орта факторларының әсеріне жауап беруін және олардың орта жағдайларына бейімдеушілігін зерттейді.
Абиотикалық факторлар – бұл тірі ағзаға әсер ететін қоршаған орта жағдайларының комплексі (температура, қысым, радиациялық фон, ылғалдылық атмосфераның, теңіз және тұщы судың, топырақтың құрамы және т.б.)
Биотикалық факторлар – бұл бір ағзалардың тіршілік әрекетінің басқаларына тигізген әсері (бәсекелестік, жыртқынтық паразитизм және т.б.)
Антропогенді факторлар- адам қызметінің қоршаған ортаға тигізетін әсерінің жиындығы (зиянды затардың атмосфераға шығарылуы, топырақ қабатының бұзылуы, табиғи ландшафттардың бұзылуы және т.б.)
Берілген жіктелу шартты болып табылады. Себебі, темпеатураны абиотикалық фактор ретіндеқарастырсақ, ол тірі ағзалардың әрекетіне байланысты жиі өзгеріп отырады.
Мысалы, ауаның температурасы +13С-дан төмендеген кезде бал араларының қозғалыстық белсенділігі артады, ал бұл ұядағы температурадағы 25-30С-ға дейін көрсетеді.
Жоғарыда келтірілген жіктеулерден басқа ағзалардың қоршаған орта факторларының әсеріне бейімдеушілік дәрежесін бағалауға негізделген (А.С. Мончадский) жіктелу бар.
Бұл жіктелу бойынша барлықэкологиялық факторлар үш топқа бөлінеді.
Ең алдымен ағзаларда периодты факторларға бейімделуі пайда болады. Мысалы, жершарының тікелей өз өсінен және күнді айналуы немесе ай фазаларының ауысуы.
Аталған факторлардың тұрақты түрде қайталану циклдері Жердегі тіршіліке дейін де болған, сондықтан да ағзалардың бұл бірінші ретті периоды факторларға беімделуі олардың тұқым қуалау негізінде ертеден қалыптасқан.
Температура, жарық толысуы мен қайту факторлары көптеген мекен ету орталарында ерекше орын алады. Тек ең терең мұхит түбінде- абиссаль зонасында бұл бірінші ретті факторлардың өзгеріш болмашы ғана. Тәжрибелік зерттеулер жүргізгенде тұрақты температура немесе жарықта зертханадағы жануарлардың мінез-құлқы табиғи жағдайлардан өзгеше болатынын есепке алу қажет.
Екінші ретті периоттық фактордың өзгеруі бірінші ретті факторлардың өзгеруінің нәтижесі болып табылады. Мысалы, ауаның ылғалдығы - температураға тәуелді екінші ретті фактор.
Су ортасы үшін еріген оттегінің, еріген тұздардың мөлшері, лайлану дәрежесі, ағыстың ағу жылдамдығы және т.б. екінші ретті периодты факторлар болып табылғанмен, олардың бірінші ретті периодытық факторларға тәуелділігі әлсіз. Ағзалардың екінші ретті периодтық факторларға бейімделгеніне көп уақыт болған жоқ, сондықтан олардың бейімделу анық көрінбейді. Әдетте, екінші периоттық факторлар түрлердің белгілі бір ареалдар ішіндегі санына әсер еткенімен, ареалдардың ауданына, шекарасына әсер етпейді.
Периодты емес факторлар ағза мекен ететін ортада қалыпты жағдайда болмайды. Олар кездейсоқ әсер ететіндіктен, ағзаларда бейімделу белгілері пайдаболып үлгере алмайды. Периодты емес факторларға мысал ретінде климаттық факторларды - дауылды желдер, найзағай, өрттер, сонымен қатар адамның шаруашылық қызметін әсерін екінші ретті периоттық факторларға жатқызу керек. Себебі, паразит мекен ететін орта иесінің денесі оның қалыпты мекен ету ортасы болып табылады. Ал иесі үшін паразиттің болуы міндетті емес, бұл периотты емес фактор.