Egyed feletti szerveződési szintek

Szerényi Gábor

2004. április 01. 11:38

Ahhoz, hogy az élet megjelenhessen a Földön, mindenekelőtt arra volt szükség, hogy bonyolult összetételű, energia dús szerves molekulák jöjjenek létre az ásványi világban rendelkezésre álló kismolekulájú és energiaszegény szervetlen vegyületekből.

Természetesen az első szerves molekulák kialakulása még nem jelentette rögtön az élet megszületését, ezeknek a vegyületeknek előbb bonyolult kölcsönhatásba kellett kerülniük egymással. Olyan kapcsolatoknak kellett kiépülni közöttük, amelyek biztosították az alapvető életkritériumok megvalósulásának lehetőségeit. Ez hosszú ideig tartott, és a legjellemzőbb vonása az volt, hogy a létrejövő makromolekulák bizonyos kapcsolatai állandósultak, működési rendszerekké szerveződtek, organizálódtak. Az élet megjelenésének feltétele azonban csak akkor valósult meg, amikor kialakult a sejt. Az élővilág fejlődése ezzel nem állt meg, tovább folytatódott. A legősibb, egyszerű felépítésű prokarióta sejtek később belső membránrendszerekkel rendelkező eukarióta sejtekké váltak. A jelentősen megnövekedett belső sejtfelületek egyszerre mind több és több biokémiai reakció végbemenetelét biztosították. Ráadásul a membránok gyűrődéseikkel térben egymástól elhatárolt apró üregeket, kamrácskákat is létrehoztak a citoplazmában, tovább javítva ezzel az egymástól elkülönülő kémiai reakciók megvalósulásának feltételeit. A továbblépés újabb állomását az jelentette, amikor az osztódó sejtek együtt maradtak és soksejtű élőlények jöttek létre. A soksejtű szervezetek evolúciójának velejárója volt, a sejtek működésének elkülönülése, a funkcionális differenciáció, hiszen például a felszínen lévő sejtek közvetlenül érintkeztek a külső környezetükkel, a táplálékkal stb, a belsők viszont nem. Így ki kellett alakulni a működésekhez szükséges táplálék felvételi majd továbbítási módszereinek is, mert energiára minden sejtnek szüksége van. Ez további differenciálódással járt, aminek eredményeképp kialakultak a szövetek. A soksejtű növények és állatok szövetei, később szervekké organizálódtak. Ez azt jelenti, hogy egy-egy szerv, például egy lomblevél, egy gyökér vagy éppen egy vese ugyan szövetekből épül fel, ezek sajátos rendszerré alakulása révén azonban már más, olyan új működések ellátásra teszi képessé együtt a szöveteket, amelyekre külön-külön nem képesek. Az evolúció során a szervek összehangolt működése szervrendszereket eredményezett, amelyek még tökéletesebb működést képesek megvalósítani, Például az emlősök kiválasztó szervrendszere a két veséből, az ugyancsak páros húgyvezetőből, a húgyhólyagból és a húgycsőből áll. A szervek együttese a bomlástermékek eltávolítását tökéletesen, a szervezet igényeinek megfelelően hajtja végre. A szervrendszerek együttes, összehangolt és szabályozott működésének eredménye az élőlény, az élő egyed. Biogén molekulák, sejtek, szövetek, szervek, szervrendszerek... mindezek a biológiai szerveződés egyed alatti szerveződési szintjei. Mint látjuk, az élővilágban hierarchikusan egymásra épülő szerveződési szintek alakultak ki az evolúció folyamán. Ez egy rendkívül fontos felismerés, éppen ezért szükséges, hogy a megállapítás minden egyes fogalmát és kifejezését egyértelműen értelmezzük. A szint ebben a jelentésében valamiféle minőséget, mértéket jelent. Jelentéstartalmában a jelzőjétől elválaszthatatlan, mert az egyes szerveződési szintek éppen abban különböznek egymástól, hogy külön-külön más, sajátos jelenségek és törvényszerűségek, sajátos organizáció jellemzi őket. A hierarchikusságuk pedig abban nyilvánul meg, hogy a legalsó szint a legfelsőig, alá- és fölérendeltségi viszonyban áll egymással. Bármely tetszőlegesen kiválasztott szerveződési szint teljes egészében magába foglalja az összes alatta lévő szintet, azonban mindig a közvetlenül alatta lévőből szerveződik, úgy hogy egy minőségileg más, magasabb szervezettségű működés lesz rá jellemző. A legalacsonyabb szerveződési szint a molekuláris szint, az élethez nélkülözhetetlen elemek, vegyületek és biokémiai reakciók szintje. Emlékezetes Szentgyörgyi Albert utolsó magyarországi televíziós riportja, amelyben Nobel-díjas tudósunk a rákbetegségek gyógyításának lehetősége kapcsán arról beszélt, hogy véleménye szerint a kutatásokat a biológiai szerveződésnek ezen a szintjén is folytatni kell. Nemcsak a sejtek szintjén, értette ő ezalatt, amely a következő szerveződési szintje az élő anyagnak, egyben az élővilág alaki és működési egységének a szintje, hiszen a molekulák szerveződési szintjén az élet még nem tud megnyilvánulni. A többsejtű szervezetekben az azonos működésű sejtekből a szöveti szint szerveződik. Ezen a szinten már talán még szemléletesebb a hierarchikus organizáció lényege: a szövetek bár azonos működésű sejtekből állnak, ez nem csupán valamiféle mennyiségi gyarapodás, az egymás mellé rakott sejtek sokasága, hanem egy új funkció, egy új működés megvalósításának a lehetősége is. A szervek majd a szervrendszerek működésének egymáshoz való viszonyát a fentebb említett példák szemléltetik. Az élet tehát egyedekben, individuumokban létezik. Valójában azonban az egyedek élete a élet egészének szempontjából csak annak továbbvivőjeként érdekes. Azaz, ha feltételezzük, hogy egy fajból egyetlenegy élőlény él csak, az olyan mintha egy sem lenne. Hiszen elpusztulásával, kihal a faj, végleg eltűnik a föld felszínéről. A faj fennmaradásának szempontjából rendkívül fontos, hogy ne egyetlen egyed éljen belőle, hanem több, és ezek az egyedek kapcsolatban is álljanak egymással, szaporodni legyenek képesek. Ebben az esetben ugyanis az egyed halála nem jelenti a faj kipusztulását, az evolúció során létrejött és a faj készlete formájában kialakult genetikai állomány továbbra is gazdagítja az élővilág sokszínűségét. A fajoknak a tényleges szaporodási közösséget alkotó egyedi a populációk. Másképp fogalmazva, egy populáció az ugyanahhoz a fajhoz tartozó, ugyanabban az időben, ugyanott élő egyedek összessége. Egy populációba tartozik például egy lucfenyves teljes lucfenyőállománya, vagy egy városi park összes balkáni gerléje. A populációt egyedek alkotják, szerveződésüket vizsgálva azonban más jellemzőkkel és törvényszerűségekkel találkozunk, mint az egyedek tanulmányozásakor. Egy populációnak például egyedszáma van, térbeli eloszlása is többféle lehet, jellemezhető életkor eloszlással és ivararánnyal. Ez csupa olyan sajátosság, amely egyedi szinten nincs értelmezve. A populáció az egyedekből létrejövő új szerveződés, a legalacsonyabb egyed feletti szerveződési szint. Ha tovább folytatjuk a fentebb elkezdett gondolatmenetet, és feltételezzük, hogy a földön csak egyetlenegy populáció létezik, nyilvánvaló, hogy ez az élet végleges megszűnését jelenti. Hiszen a képzeletbeli populáció, ha fotoszintetizáló, termelő egyedekből áll, csak addig fog fennmaradni, ameddig ki nem fogy a talaj tápanyagkészlete. Az ő lehulló lombjából ugyanis a lebontó populációk hiánya miatt soha nem keletkezik humusz, nem lesz talajerő visszapótlás. Egy állati, fogyasztó populáció pedig más populációk hiányában — táplálék nélkül — még ennyi ideig sem lenne életképes. A populációk fennmaradásának kritériuma a populációk között kialakult kapcsolatok megléte, a fogyasztó-fogyasztott viszonyokban megnyilvánuló táplálékhálózatokban való részvétel, ami egyben a termelők által megkötött napenergia útját is jelöli. A populációk tehát egy még magasabb szerveződési szint, a társulások formájában, azok összetevőiként létezhetnek csak. A társulások összehangoltan működő növény és állatpopulációkból szerveződnek. A társulások más néven biocönózisok, bár populációkból állnak, működésük törvényszerűségei azonban mások mint a populációk szintjén jelentkezők. A biocönózisok egy újabb, a populációk felett álló egyedfeletti szerveződési szintet jelentenek. A társulások együttesei a bioszférát alkotják. Általános értelmezésben a bioszféra az élet színtere. magába foglalja a Föld külső búrájának azokat a rétegeit, "szféráit", amelyekben az élet előfordul. Így a földkéreg legfelső szilárd részét, a kőzetburkot vagy litoszférát, a vízburkot vagy hidroszférát, és a légkörnek azt a földfelszinnel érintkező legalsó burkát, az atmoszférát, amelyben az élet még előfordul. Ökológiai értelmezésben azonban a bioszféra magába foglalja az egyedeket, a populációkat, valamennyi társulást, és egy minőségileg magasabb szerveződési szintet, a legmagasabb egyed feletti szerveződési szintet, egyben a legmagasabb biológiai szerveződési szintet is képviseli. A bioszféra működésének megértése és vizsgálata globális, az egész rendszert egységes egészként kezelő szemléletet kíván.

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés