1.3 Τα επίπεδα οργάνωσης της ζωής

Εικ. 1.17 Καλλιέργειες μικροοργανισμών
όπου διακρίνονται αποικίες.

Όλοι οι οργανισμοί, ευκαρυωτικοί και προκαρυωτικοί, μονοκύτταροι και πολυκύτταροι, δεν ζουν απομονωμένοι. Αντίθετα, οργανώνονται, επικοινωνούν και αλληλεπιδρούν, τόσο μεταξύ τους όσο και με το άβιο περιβάλλον τους.

Οι μονοκύτταροι οργανισμοί ζουν μεμονωμένοι ή οργανώνονται σε αποικίες. Τα κύτταρα-μέλη μιας αποικίας προέρχονται από τον πολλαπλασιασμό ενός αρχικού μονοκύτταρου οργανισμού. Yπάρχουν αποικίες στις οποίες κάθε κύτταρο-μέλος είναι όμοιο με τα υπόλοιπα και λειτουργεί αυτόνομα. Σε άλλες, οι μονοκύτταροι οργανισμοί που τις αποτελούν παρουσιάζουν μορφολογικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ τους. Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζουν μικρότερες ομάδες, καθεμιά από τις οποίες επιτελεί ένα συγκεκριμένο έργο (π.χ. τη διατροφή ή την αναπαραγωγή της αποικίας). Yπάρχει δηλαδή καταμερισμός εργασίας.

Τα επίπεδα οργάνωσης των πολυκύτταρων οργανισμών

Εικ. 1.18 Το πρώτο κύτταρο
των πολυκύτταρων οργανισμών
που αναπαράγονται αμφιγονικά,
όπως ο άνθρωπος, είναι το ζυγωτό.

Κάθε πολυκύτταρος οργανισμός αποτελείται από πολλά –ευκαρυωτικά– κύτταρα, τα οποία προέρχονται από ένα αρχικό και, κατά κανόνα, εμφανίζουν διαφορές μεταξύ τους στη μορφή και στη λειτουργία.

Όταν λέμε ότι ένας πολυκύτταρος οργανισμός αναπτύσσεται, δεν εννοούμε μόνο ότι «μεγαλώνει», δηλαδή ότι τα κύτταρά του αυξάνονται σε αριθμό. Εννοούμε παράλληλα ότι τα κύτταρά του τροποποιούνται, οργανώνονται σε ιστούς και εξειδικεύονται σε συγκεκριμένες λειτουργίες. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται διαφοροποίηση.

Οι πολυκύτταροι οργανισμοί χαρακτηρίζονται από ιδιαίτερη πολυπλοκότητα. Οι ανώτεροι ζωικοί οργανισμοί διαθέτουν διάφορα συστήματα (π.χ. μυϊκό, αναπνευστικό), καθένα από τα οποία είναι υπεύθυνο για συγκεκριμένο έργο. Τα συστήματα αυτά ελέγχονται και συντονίζονται από το νευρικό σύστημα και τις ορμόνες, ώστε ο οργανισμός να λειτουργεί αρμονικά ως ένα ενιαίο σύνολο και όχι σαν άθροισμα πολλών ανεξάρτητων κυττάρων. Κάθε σύστημα αποτελείται από επιμέρους όργανα που συνεργάζονται για την επιτέλεση συγκεκριμένου έργου.

Εικ. 1.19 Όλα τα κύτταρα ενός
οργανισμού είναι «απόγονοι» του
ζυγωτού που στη συνέχεια
διαφοροποιήθηκαν.

Για παράδειγμα, τα όργανα του κυκλοφορικού συστήματος του ανθρώπου (καρδιά, αρτηρίες, φλέβες και τριχοειδή αγγεία) συνεργάζονται για τη μεταφορά ουσιών στο σώμα. Κάθε όργανο συγκροτείται από διαφορετικούς ιστούς, δηλαδή ομάδες κυττάρων που έχουν παρόμοια μορφή και επιτελούν την ίδια λειτουργία. Τα φυτά διαθέτουν ιστούς και όργανα, αλλά όχι συστήματα οργάνων.

Τα είδη των ζωικών ιστών

Καθώς αναπτύσσεται ένας πολυκύτταρος ζωικός οργανισμός, όπως ο άνθρωπος, δημιουργούνται σταδιακά πολλά κύτταρα, τα οποία φτάνουν τελικά τα 10¹³. Τα κύτταρα αυτά κατά τη διαφοροποίηση ομαδοποιούνται σε τέσσερις κατηγορίες ιστών, τον επιθηλιακό, τον ερειστικό, τον μυϊκό και τον νευρικό.

Ο επιθηλιακός ιστός αποτελείται από κύτταρα τα οποία συνδέονται στενά μεταξύ τους και σχηματίζουν στρώσεις (λεπτές στιβάδες). Οι στρώσεις (στιβάδες) αυτές καλύπτουν εξωτερικά το σώμα (επιδερμίδα) ή περιβάλλουν εσωτερικά όργανα ή επενδύουν το εσωτερικό κοιλοτήτων του σώματος (βλεννογόνοι). Εκτός από τον προστατευτικό αυτό ρόλο που παίζουν τα επιθηλιακά κύτταρα, μπορεί και να εκκρίνουν ή να απορροφούν διάφορες ουσίες (π.χ. βλεννογόνος του εντέρου).

Εικ. 1.20 Στα ανώτερα ζώα συναντώνται όλα τα είδη ιστών. Στην εικόνα φαίνονται ο επιθηλιακός (α), ο μυϊκός (β) και ο ερειστικός ιστός (γ).

Εικ. 1.20 Στα ανώτερα ζώα συναντώνται
όλα τα είδη ιστών. Στην εικόνα
φαίνονται ο επιθηλιακός (α), ο μυϊκός (β)
και ο νευρικός ιστός (γ).

Ο ερειστικός ιστός (έρεισμα = στήριγμα) αποτελείται από κύτταρα που συνδέουν δομές μεταξύ τους (π.χ. τους μυς με τα οστά) και προσφέρουν στήριξη και προστασία. Διακρίνεται σε συνδετικό, χόνδρινο και οστίτη ιστό. Το αίμα θεωρείται ιδιαίτερος τύπος χαλαρού συνδετικού ιστού.

Ο μυϊκός ιστός αποτελείται από κύτταρα με σχετικά μεγάλο μήκος, που ονομάζονται μυϊκές ίνες. Χάρη στην ικανότητα των μυϊκών ινών να συστέλλονται, επιτυγχάνονται οι διάφορες κινήσεις των ζωικών οργανισμών. Στον άνθρωπο διακρίνουμε τρεις τύπους μυϊκού ιστού: τον σκελετικό (απαντάται στους γραμμωτούς ή σκελετικούς μυς), τον καρδιακό (μυϊκός ιστός της καρδιάς) και τον λείο (απαντάται στο τοίχωμα των σπλάχνων, π.χ. στο στομάχι).

Ο νευρικός ιστός αποτελείται από κύτταρα ορισμένα από τα οποία αντιδρούν σε ερεθίσματα και μεταβιβάζουν μηνύματα. Χάρη στα κύτταρα αυτά, ο οργανισμός έχει την ικανότητα να αντιλαμβάνεται τις μεταβολές του εξωτερικού και του εσωτερικού περιβάλλοντος, να τις επεξεργάζεται και να αντιδρά, δίνοντας εντολές με τις οποίες ελέγχονται και συντονίζονται οι διάφορες λειτουργίες του. Με τον τρόπο αυτό ο οργανισμός μπορεί να προσαρμόζεται στο εξωτερικό περιβάλλον, διατηρώντας παράλληλα σε ισορροπία το εσωτερικό του περιβάλλον, εξασφαλίζοντας έτσι την επιβίωσή του. Ο νευρικός ιστός αποτελείται από δύο τύπους κυττάρων, τους νευρώνες (μεταβίβαση μηνυμάτων) και τα νευρογλοιακά κύτταρα.

Η ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ... ΟΙ ΑΛΛΕΣ
ΝΕΑ ΕΛΛΗΝΙΚΑ, ΧΗΜΕΙΑ

Η λέξη «οργανισμός» κρύβει μέσα της τη λέξη «οργάνωση»

Ένα χαρακτηριστικό –συνώνυμο, θα λέγαμε– των οργανισμών είναι η οργάνωση. Το κύτταρο, όπως το γνωρίσαμε, είναι ένα οργανωμένο σύστημα με μεγάλη πολυπλοκότητα. Αποτελείται από άτομα διάφορων στοιχείων που οργανώνονται σε μόρια, τα οποία με τη σειρά τους συγκροτούν τις κυτταρικές δομές. Τα κύτταρα των μονοκύτταρων οργανισμών είναι δυνατό να «συνεργάζονται» οργανώνοντας αποικίες. Τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών οργανώνονται σε ιστούς, όργανα και συστήματα. Στη συνέχεια, οι οργανισμοί οργανώνονται σε πληθυσμούς και βιοκοινότητες που συγκροτούν τα οικοσυστήματα της βιόσφαιρας. Κάθε βήμα οργάνωσης οδηγεί σε πολυπλοκότερες δομές, που μπορούν να επιτύχουν περισσότερα έργα από ό,τι οι προηγούμενες, απλούστερες δομές.

Η οργάνωση των έμβιων όντων – Τα οικοσυστήματα

Εικ. 1.21 Ο υγροβιότοπος της
Μικρής Πρέσπας.

Η βιολογία και γενικά οι επιστήμες που μελετούν τα φαινόμενα της ζωής δεν περιορίζονται στη μελέτη της μορφής και της εσωτερικής οργάνωσης των οργανισμών. Ερευνούν τους τρόπους με τους οποίους αυτοί οργανώνονται και μελετούν τις σχέσεις που αναπτύσσουν μεταξύ τους και με το άβιο περιβάλλον τους. Οι σχέσεις αυτές αποτελούν το αντικείμενο μελέτης της οικολογίας.

Προκειμένου να διευκολυνθεί η μελέτη των πολύπλοκων αυτών σχέσεων, οι επιστήμονες κατέταξαν τους οργανισμούς σε πέντε μεγάλες ομάδες (ζώα, φυτά, μύκητες, πρώτιστα, μονήρη). Κάθε ομάδα διαιρείται σε υποομάδες. Η απλούστερη από αυτές, όπως θα μάθουμε στην ενότητα της Εξέλιξης, είναι το είδος. Τα άτομα που ανήκουν στο ίδιο είδος παρουσιάζουν μεγάλες ομοιότητες στην εξωτερική μορφή και στην εσωτερική οργάνωση. Διασταυρώνονται μεταξύ τους και δημιουργούν γόνιμους απογόνους. Yπάρχουν είδη, όπως ο άνθρωπος, που παρουσιάζουν μεγάλη γεωγραφική εξάπλωση, και άλλα, όπως το κοάλα, που συναντώνται μόνο σε συγκεκριμένες περιοχές. Οι οργανισμοί του ίδιου είδους που κατοικούν στην ίδια περιοχή, σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο, συγκροτούν έναν πληθυσμό. Για παράδειγμα, όλα τα κουνέλια της Γης ανήκουν στο ίδιο είδος, ενώ τα κουνέλια της Μεσογείου μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελούν έναν πληθυσμό.

Εικ. 1.22 Οι λύκοι μιας αγέλης
συνεργάζονται για να εξασφαλίσουν
την τροφή τους.

Διαφορετικοί πληθυσμοί (π.χ. κουνέλια, καρότα, άνθρωποι και αλεπούδες) συνυπάρχουν στην ίδια περιοχή. Οι περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούν σε αυτήν την περιοχή (θερμοκρασία, υγρασία, ηλιοφάνεια, ανάγλυφο και γεωλογική σύσταση εδάφους, διαθεσιμότητα νερού κτλ.) είναι ευνοϊκές για την επιβίωση αυτών των πληθυσμών. Η περιοχή αυτή ονομάζεται βιότοπος. Βιότοπος μπορεί να είναι μια λίμνη (όπως η Κερκίνη), το δέλτα ενός ποταμού (όπως του Έβρου), ένα δάσος (όπως της Δαδιάς) κτλ. Ανάμεσα στα άτομα του ίδιου ή διαφορετικών πληθυσμών ενός βιότοπου αναπτύσσονται σχέσεις συνεργασίας, ανταγωνισμού, τροφικές, αναπαραγωγικές κτλ. Για παράδειγμα, οι άνθρωποι τρώνε τα κουνέλια, οι αλεπούδες αναπαράγονται μεταξύ τους κτλ. Οι σχέσεις μεταξύ των οργανισμών που ζουν στον ίδιο βιότοπο εξαρτώνται από πολλές παραμέτρους, π.χ. από τον αριθμό των ατόμων κάθε πληθυσμού και τις ιδιαίτερες περιβαλλοντικές συνθήκες που επικρατούν στον συγκεκριμένο βιότοπο.

Εικ. 1.23 Ανάμεσα στους οργανισμούς
ενός οικοσυστήματος αναπτύσσονται
τροφικές σχέσεις.

Οι οργανισμοί που ανήκουν σε διαφορετικούς πληθυσμούς (π.χ. γεράκια, ποντίκια, βελανιδιές) και κατοικούν στον ίδιο βιότοπο συγκροτούν βιοκοινότητες. Οι οργανισμοί ενός βιότοπου (βιοτικοί παράγοντες), το άβιο περιβάλλον (αβιοτικοί παράγοντες) και όλες οι μεταξύ τους σχέσεις αποτελούν ένα οικοσύστημα (π.χ. δάσος).

Ερωτήσεις

Προβλήματα

Δραστηριότητες

Να βάλετε σε κύκλο το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση που συμπληρώνει σωστά την πρόταση:

Α. Το αίμα θεωρείται ιδιαίτερη κατηγορία:

α. νευρικού ιστού

β. συνδετικού ιστού

γ. μυϊκού ιστού

δ. επιθηλιακού ιστού

B. Μία βιοκοινότητα περιλαμβάνει:

α. διαφορετικά είδη του ίδιου πληθυσμού

β. διαφορετικούς πληθυσμούς του ίδιου είδους

γ. διαφορετικούς πληθυσμούς του ίδιου βιότοπου

δ. όλους τους πληθυσμούς της βιόσφαιρας

Να συμπληρώσετε με τους κατάλληλους όρους τα κενά στις παρακάτω προτάσεις:

α. Ο ερειστικός ιστός αποτελείται από κύτταρα που συνδέουν δομές μεταξύ τους, προσφέρουν στήριξη και προστασία. Διακρίνεται σε ..........................., ......................... και ............................... .

β. Οι διάφορες κινήσεις του ανθρώπινου σώματος επιτυγχάνονται χάρη στις ......................................... ίνες. Τα κύτταρα αυτά συγκροτούν τις τρεις κατηγορίες του ....................................................... ιστού, ........................, ........................ και ............................ .

Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις με το γράμμα (Σ), αν είναι σωστές, ή με το γράμμα (Λ), αν είναι λανθασμένες:

α. Όλοι οι μονοκύτταροι οργανισμοί είναι ευκαρυωτικοί.

β. Τα κύτταρα κάθε αποικίας προέρχονται από τον πολλαπλασιασμό ενός αρχικού κυττάρου.

γ. Τα κύτταρα ενός πολυκύτταρου οργανισμού είναι ευκαρυωτικά.

δ. Κάθε πολυκύτταρος οργανισμός είναι ένα σύνολο όμοιων κυττάρων.

Να τοποθετήσετε στη σωστή σειρά τους παρακάτω όρους: κύτταρο, οργανισμός, σύστημα, ιστός, όργανο.

..........................................................................................................................................................

Να συμπληρώσετε την παρακάτω «οικολογική» ακροστιχίδα:

1. Τις συγκροτούν οργανισμοί που ανήκουν σε διαφορετικούς πληθυσμούς και κατοικούν στον ίδιο βιότοπο.

2. Αυτοί οι παράγοντες του οικοσυστήματος δεν είναι βιοτικοί (αντίστροφα).

3. Χαρακτηριστικό των οργανισμών αλλά και των οικοσυστημάτων.

4. Απαραίτητη σε όλους τους οργανισμούς.

5. Λέγονται αλλιώς οι βιοτικοί παράγοντες ενός οικοσυστήματος.

6. Διάφοροι… που αποτελούν μία βιοκοινότητα.

7. Περιλαμβάνει βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες.

8. Αναπτύσσονται μέσα σε ένα οικοσύστημα και αποτελούν αντικείμενο της οικολογίας.

Αν συμπληρώσατε σωστά την ακροστιχίδα, στη χρωματιστή στήλη θα σχηματιστεί το όνομα της περιοχής στην οποία διαμένουν οι οργανισμοί ενός οικοσυστήματος.

Ο όρος «οργανισμός» χρησιμοποιείται για να χαρακτηρίσει διάφορες δημόσιες και ιδιωτικές επιχειρήσεις. Με βάση τις γνώσεις σας να αναφέρετε χαρακτηριστικά που δείχνουν τις ομοιότητες οργάνωσης ανάμεσα σε ένα ζωντανό οργανισμό και μια επιχείρηση, όπως, για παράδειγμα, τον ΟΤΕ.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Ο άνθρακας, το υδρογόνο, το οξυγόνο και το άζωτο απαντώνται συχνότερα στους οργανισμούς. Το νερό εξαιτίας των ιδιοτήτων του είναι το κυριότερο συστατικό των οργανισμών. Απαραίτητες για τους οργανισμούς είναι και οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες, τα λιπίδια και τα νουκλεϊκά οξέα. Τα κύτταρα διακρίνονται σε προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά. Τα φυτικά και τα ζωικά κύτταρα είναι ευκαρυωτικά. Οι οργανισμοί μπορεί να είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι. Στους πολυκύτταρους οργανισμούς τα κύτταρα διαφοροποιούνται και συγκροτούν ιστούς και όργανα. Στα ανώτερα ζώα υπάρχουν τέσσερις τύποι ιστών, ο επιθηλιακός, ο ερειστικός, ο μυϊκός και ο νευρικός. Οι οργανισμοί ενός οικοσυστήματος αναπτύσσουν μεταξύ τους σχέσεις συνεργασίας, ανταγωνισμού κτλ.

ΛΕΞΕΙΣ-ΚΛΕΙΔΙΑ: υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λιπίδια, νουκλεϊκά οξέα, DNA, RNA, ευκαρυωτικό κύτταρο, προκαρυωτικό κύτταρο, πλασματική μεμβράνη, πυρήνας, κυτταρόπλασμα, ενδοπλασματικό δίκτυο, ριβοσώματα, σύμπλεγμα Golgi, λυσοσώματα, κενοτόπιο, χυμοτόπιο, μιτοχόνδριο, χλωροπλάστης, κυτταρικό τοίχωμα, ενδοσπόριο, αποικία, διαφοροποίηση, ιστός, επιθηλιακός, ερειστικός, μυϊκός, νευρικός, είδος, πληθυσμός, βιοκοινότητα, βιότοπος, οικοσύστημα.