1.2: 構造的階層
概要
生物学的構成とは、ヒエラルキーの最下層にあたる原子から地球の生物圏に及ぶ、生物学的構造の分類です。ヒエラルキーの各階層は、前の階層に基づいて築かれ複雑さが増加します。
分子は原子で構成され、生体分子は分子から組み立てられます
最も基礎の階層には、原子、分子、生体分子が含まれます。原子は一般的な物質の最小単位であり、原子核と電子で構成されます。 分子は通常、共有結合、イオン結合、または金属結合などの化学結合によって結合した２つ以上の原子で構成されます。
生体分子とは、タンパク質、核酸、脂質、炭水化物などの生体内に存在する分子です。生体分子は多くの場合、ポリマー、すなわち小さな繰り返し単位から生成される大きな分子を指します。例えば、タンパク質はアミノ酸で構成され、核酸はヌクレオチドで構成されます。
生体分子は内在性と外来性の場合があります。内在性とは、生体分子が生体内で産生されることを意味します。生体分子は消費もできます。たとえば、牛は草の消化から炭水化物を得ますが（外来性）、草は光合成を通じて（内在性）炭水化物を生成しなければなりません。
細胞小器官は生体分子から構成された細胞区画
次のヒエラルキーの階層は、細胞小器官と呼ばれる細胞内構造で構成されます。細胞小器官は生体分子で作られ、真核細胞を区画化します。細胞小器官は、細胞内で特定の機能を持っていることから”小さな器官”と呼ばれます。例えば、リソソームは細胞内の他の構造に有害な影響を及ぼすことなく分子を分解でき、葉緑体により植物は光合成を行うことができます。
生物は1つ、複数、または数兆の細胞を持ちます
生物学的構造の次の階層は細胞です。生物は、単一の細胞から構成される単細胞生物または多細胞生物です。科学者らは、人体は37 兆個の細胞で構成されていると推定しました。
組織、器官、臓器系は、特殊化した細胞によって形成されます
植物や動物などの複雑な生物では、細胞は組織、器官、臓器系を形成します。 組織は、一つの類似した機能を実行する細胞の集まりです。例えば、 結合組織は、4 種類の動物組織のうちの 1 つであり、臓器間に存在します。
臓器は、特定の機能または一連の機能を実行する組織の集まりであり、類似した種類や異なる種類の組織で構成されます。 例えば心臓は、ほとんどの動物に存在し、他の臓器に酸素と栄養を供給し老廃物を除去するため、全身へ血液を送り込みます。
最終的に、臓器の集まりは連携し、生命の維持に必要なプロセスを行う臓器システムを構成します。例えば、動物の心血管系は心臓、血管、血液から構成されます。植物では、多様な組織が、異なる機能を供給する根系やシュート系を形成します。
個々の生物が個体群とコミュニティを形成します
同じ地域と時間に存在する同種の複数の生物は個体群を形成します。 コミュニティは、同じ地域と時間にいる異なる種の個体で構成されます。コミュニティは、2 種類或いは数十種類以上の種を含むことがあります。
生態系は、生きている（生物）コミュニティだけでなく、コミュニティに影響を与える生きていない（非生物）環境要因からも構成されます。 たとえば、オアシスとは、同じ地域と時間に存在するナツメヤシやイチジク、小さなトカゲの個体群を含んだ生態系になるでしょう。 このコミュニティは、乾燥した地域の中にある肥沃な土壌と淡水を持つ環境に住み、関わりを持っています。
生物圏は、生物を宿す地球のすべての領域（空気、土壌、水）で構成されます。そのため、生物圏は多くの生態系から成り立っています。
