Cilvēka ķermenis ir pastāvīgā mijiedarbībā ar abiotiskiem un biotiskiem vides faktoriem, kas to ietekmē un maina. Cilvēka izcelsme zinātni interesē jau ilgu laiku, un tās izcelsmes teorijas ir dažādas. Tas ir arī fakts, ka cilvēks cēlies no mazas šūnas, kas pamazām, veidojot līdzīgu šūnu kolonijas, kļuva daudzšūnu un ilgstošas evolūcijas gaitā pārvērtās par humanoīdu pērtiķi un kura, pateicoties darbam, kļuva vīrietis.
Cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņu jēdziens
Mācību procesā vispārizglītojošajā vidusskolā bioloģijas stundās dzīvā organisma izzināšana sākas ar augu šūnas un tās sastāvdaļu izpēti. Jau vecākajās klasēs klasē skolēniem tiek uzdots jautājums: "Nosauciet cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņus." Kas tas ir?
Saskaņā ar jēdzienu "cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņi" ir ierasts saprast tā hierarhisko struktūru no mazas šūnas līdz organisma līmenim. Taču šis līmenis nav ierobežojums, un to pabeidz virsorganismu kārtība, kas ietver populācijas sugas un biosfēras līmeņus.
Ķermeņa organizācijas līmeņu izcelšanapersona, viņu hierarhija ir jāuzsver:
- Molekulārais ģenētiskais līmenis.
- Šūnas līmenis.
- Auduma līmenis.
- Ērģeļu līmenis
- Organisma līmenis.
Molekulārais ģenētiskais līmenis
Molekulāro mehānismu izpēte ļauj to raksturot ar tādiem komponentiem kā:
- ģenētiskās informācijas nesēji - DNS, RNS.
- biopolimēri ir olb altumvielas, tauki un ogļhidrāti.
Šajā līmenī gēni un to mutācijas tiek izdalīti kā strukturāls elements, kas nosaka mainīgumu organisma un šūnu līmenī.
Cilvēka ķermeņa molekulāri ģenētisko organizācijas līmeni pārstāv ģenētiskais materiāls, kas ir iekodēts DNS un RNS ķēdē. Ģenētiskā informācija atspoguļo tādas svarīgas cilvēka dzīves organizācijas sastāvdaļas kā saslimstība, vielmaiņas procesi, uzbūves veids, dzimuma komponents un cilvēka individuālās īpašības.
Cilvēka ķermeņa organizācijas molekulāro līmeni pārstāv vielmaiņas procesi, kas sastāv no asimilācijas un disimilācijas, vielmaiņas regulēšanas, glikolīzes, krustošanās un mitozes, mejozes.
DNS molekulas īpašības un struktūra
Galvenās gēnu īpašības ir:
- konvariantu dublēšana;
- spēja veikt vietējās strukturālās izmaiņas;
- iedzimtas informācijas pārraide intracelulārā līmenī.
DNS molekula sastāv no purīna un pirimidīna bāzēm, kuras ir savienotas pēc ūdeņraža saišu principa savā starpā un to savienošanai un pārrāvumam nepieciešama fermentatīvā DNS polimerāze. Kovariantu reduplikācija notiek pēc matricas principa, kas nodrošina to savienojumu pie guanīna, adenīna, citozīna un timīna slāpekļa bāzu atlikuma. Šis process notiek 100 sekundēs, un šajā laikā izdodas salikt 40 tūkstošus bāzes pāru.
Mobilais organizācijas līmenis
Cilvēka ķermeņa šūnu struktūras izpēte palīdzēs izprast un raksturot cilvēka ķermeņa šūnu organizācijas līmeni. Šūna ir strukturāla sastāvdaļa un sastāv no D. I. Mendeļejeva periodiskās sistēmas elementiem, no kuriem dominē ūdeņradis, skābeklis, slāpeklis un ogleklis. Atlikušos elementus attēlo makroelementu un mikroelementu grupa.
Šūnu struktūra
Būri 17. gadsimtā atklāja R. Huks. Šūnas galvenie strukturālie elementi ir citoplazmas membrāna, citoplazma, šūnu organoīdi un kodols. Citoplazmatiskā membrāna sastāv no fosfolipīdiem un olb altumvielām kā strukturāliem komponentiem, lai nodrošinātu šūnu ar porām un kanāliem vielu apmaiņai starp šūnām un vielu iekļūšanai un izvadīšanai no tām.
Šūnas kodols
Šūnas kodols sastāv no kodola membrānas, kodola sulas, hromatīna un nukleoliem. Kodola apvalks veic formēšanas un transportēšanas funkciju. Kodolsula satur proteīnus, kas ir iesaistīti nukleīnskābju sintēzē.
Kodola funkcijas:
- ģenētiskās informācijas glabāšana;
- ģenētiskās informācijas pavairošana un pārraide;
- šūnu aktivitātes regulēšana tās dzīvību uzturošajos procesos.
Šūnas citoplazma
Citoplazma sastāv no vispārējas nozīmes un specializētām organellām. Vispārējas nozīmes organellas iedala membrānās un nemembrānas.
Citoplazmas galvenā funkcija ir iekšējās vides noturība.
Membrānas organelli:
- Endoplazmatiskais tīklojums. Tās galvenie uzdevumi ir biopolimēru sintēze, vielu intracelulāra transportēšana un Ca+ jonu depo.
- Golgi aparāts. Sintezē polisaharīdus, glikoproteīnus, piedalās proteīnu sintēzē pēc to atbrīvošanās no endoplazmatiskā tīkla, transportē un fermentē noslēpumu šūnā.
- Peroksisomas un lizosomas. Sagremot uzsūktās vielas un noārdīt makromolekulas, neitralizēt toksiskas vielas.
- Vacuoles. Vielu, vielmaiņas produktu uzglabāšana.
- Mitohondriji. Enerģijas un elpošanas procesi šūnā.
Nemembrānas organellas:
- Ribosome. Olb altumvielas tiek sintezētas, piedaloties RNS, kas nes ģenētisko informāciju par proteīnu struktūru un sintēzi no kodola.
- Šūnu centrs. Piedalās šūnu dalīšanā.
- Mikrotubulas un mikrošķiedras. Veiciet atbalsta funkciju un saraujiet.
- Skropstas.
Specializētās organellas ir akrosomaspermatozoīdi, tievās zarnas mikrovirzītes, mikrotubulas un mikrocilijas.
Tagad pie jautājuma: "Raksturojiet cilvēka ķermeņa šūnu organizācijas līmeni", varat droši uzskaitīt komponentus un to lomu šūnas struktūras organizēšanā.
Auduma līmenis
Cilvēka organismā nav iespējams atšķirt tādu organizācijas līmeni, kurā nebūtu nekādu audu, kas sastāvētu no specializētām šūnām. Audi sastāv no šūnām un starpšūnu vielām, un atbilstoši to specializācijai tos iedala:
- Epitēlija. Atšķirt viena slāņa un daudzslāņu epitēliju. Veic daudzas funkcijas, piemēram, integumentāras, sekrēcijas un citas. Epitēlija audi izklāj dobu iekšējo orgānu iekšējo virsmu un veido dziedzeru orgānus.
- Muskuļots. Tas ir sadalīts divās grupās, ieskaitot gludos un šķērssvītrotos muskuļus. Tas veido cilvēka ķermeņa muskuļu rāmi, atrodas dobu orgānu un dziedzeru sieniņās, asinsvados.
- Notiek savienojuma izveide. Tas kalpo par pamatu skeleta, kā arī limfas, taukaudu un asiņu veidošanai.
Nervozs. Tas integrē ārējo un iekšējo vidi, regulē vielmaiņas procesus un augstāku nervu darbību
Cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņi vienmērīgi savienojas viens ar otru un veido neatņemamu orgānu vai orgānu sistēmu, kas izklāj daudzus audus. Piemēram, kuņģa-zarnu traktazarnu trakts, kam ir cauruļveida struktūra un kas sastāv no seroza, muskuļu un gļotādas slāņa. Turklāt tajā ir asinsvadi, kas to baro, un neiromuskulārais aparāts, ko kontrolē nervu sistēma, kā arī daudzas enzīmu un humorālās kontroles sistēmas.
Ērģeļu līmenis
Visi iepriekš uzskaitītie cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņi ir orgānu sastāvdaļas. Orgāni veic noteiktas funkcijas, lai nodrošinātu iekšējās vides noturību organismā, vielmaiņu un veido pakārtotu apakšsistēmu sistēmas, kas organismā veic noteiktu funkciju. Piemēram, elpošanas sistēma sastāv no plaušām, elpceļiem, elpošanas centra.
Cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņi kopumā ir integrēta un pilnībā pašpietiekama orgānu sistēma, kas veido ķermeni.
Ķermenis kopumā
Sistēmu un orgānu kombinācija veido organismu, kurā tiek veikta sistēmu darba integrācija, vielmaiņa, augšana un vairošanās, plastiskums, aizkaitināmība.
Ir četri integrācijas veidi: mehāniskā, humorālā, nervu un ķīmiskā.
Mehānisko integrāciju veic starpšūnu viela, saistaudi, palīgorgāni. Humorāls – asinis un limfa. Nervozi ir augstākais integrācijas līmenis. Ķīmiskie – endokrīno dziedzeru hormoni.
Cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņi ir viņa ķermeņa struktūras hierarhisks sarežģījums. Organismam kopumā ir ķermeņa uzbūve – ārēja integrēta forma. Ķermeņa uzbūve ir cilvēka ķermeņa ārējā forma, kurai ir dažādas dzimuma un vecuma īpašības, iekšējo orgānu uzbūve un novietojums.
Izšķir astēniskos, normostēniskos un hiperstēniskos ķermeņa tipus, kas atšķiras pēc auguma, skeleta, muskuļiem, zemādas tauku esamības vai neesamības. Arī orgānu sistēmām atbilstoši ķermeņa tipam ir atšķirīga struktūra un novietojums, izmērs un forma.
Ontoģenēzes jēdziens
Organisma individuālo attīstību nosaka ne tikai ģenētiskais materiāls, bet arī ārējie vides faktori. Cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņi Ontoģenēzes jeb organisma individuālās attīstības jēdziens tās attīstības procesā izmanto dažādus šūnas funkcionēšanā iesaistītos ģenētiskos materiālus tās attīstības procesā. Gēnu darbu ietekmē ārējā vide: caur vides faktoriem notiek atjaunošanās, jaunu ģenētisko programmu rašanās, mutācijas.
Piemēram, hemoglobīns visā cilvēka organisma attīstības laikā mainās trīs reizes. Olb altumvielas, kas sintezē hemoglobīnu, iziet vairākus posmus no embrija hemoglobīna, kas pāriet augļa hemoglobīnā. Ķermeņa nobriešanas procesā hemoglobīns pāriet pieaugušā formā. Šīs cilvēka ķermeņa attīstības līmeņa ontoģenētiskās īpašības īsi un skaidri uzsver, ka organisma ģenētiskais regulējums veicsvarīga loma organisma attīstībā no šūnas uz sistēmām un organismu kopumā.
Bioloģisko sistēmu organizācijas izpēte ļauj atbildēt uz jautājumu: "Kādi ir cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņi?". Cilvēka ķermeni regulē ne tikai neirohumorālie mehānismi, bet arī ģenētiskie, kas atrodas katrā cilvēka ķermeņa šūnā.
Cilvēka ķermeņa organizācijas līmeņus īsumā var raksturot kā sarežģītu pakārtotu sistēmu, kurai ir tāda pati struktūra un sarežģītība kā visai dzīvo organismu sistēmai. Šis modelis ir evolucionāri fiksēta dzīvo organismu iezīme.
