Живая природа на Земле очень разнообразна и представляет собой сложноорганизованную соподчиненную (иерархичную) систему, состоящую из разных биологических систем (биосистем).
Биологическая система (биосистема) - это биологический объект, состоящий из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов и обладающий способностью к развитию, самовоспроизведению и приспособлению к среде. Примером биосистемы может служить любое покрытосеменное растение, состоящее из взаимосвязанных органов - корня, стебля, листьев, цветков, плода. Благодаря этим структурным элементам растение может размножаться и приспосабливаться к жизни в наземно-воздушной среде. Лиственные, смешанные или хвойные леса также являются примерами биосистем. Любой лес состоит из групп организмов (популяций) разных видов растений, животных, грибов и микроорганизмов. Эти популяции взаимодействуют между собой и обеспечивают устойчивое существование в данной среде.
Современная биология рассматривает жизнь на планете Земля как совокупность соподчиненных биологических систем, различающихся особенностями строения и проявления свойств. Наименьшей биологической системой является клетка, состоящая из биомолекул. В зависимости от степени сложности строения живой материи выделяют: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биогеоценотический и биосферный уровни организации жизни.
Первый уровень - молекулярный. Элементарными единицами этого уровня являются биомолекулы: нуклеиновые кислоты, белки, жиры, углеводы и другие органические соединения, которые вступают во взаимодействие между собой и формируют более сложные системы - клетки. Биомолекулы не являются биосистемами, но они представляют молекулярный уровень организации жизни, на котором проявляются такие свойства живой материи, как единство химического состава и обмен веществ и энергии. Этот уровень организации жизни изучают молекулярная биология и биологическая химия.
Следующим уровнем организации жизни является клеточный уровень. Элементарные единицы этого уровня - клетки. Их структурными компонентами выступают плазматическая мембрана, цитоплазма, органоиды, ядро (у бактерий - хромосома), состоящие из взаимосвязанных биомолекул. Клетку как структурную и функциональную единицу жизни изучает наука цитология.
Организменный уровень организации жизни представляют организмы (особи). Организм - самый низкий уровень организации биологических систем, способных к автономному существованию и самовоспроизведению. Организмы бывают одноклеточными (бактерии и протисты) и многоклеточными (грибы, лишайники, водоросли, растения, животные). Растительные организмы изучает ботаника, животные организмы - зоология, микроорганизмы - микробиология. Взаимоотношения организмов разных видов между собой и со средой обитания изучает экология.
За организменным уровнем следует популяционно-видовой уровень. Особи одного вида, обитающие на одной территории, формируют группу - популяцию, а все популяции родственных особей в совокупности составляют вид. Популяциями одного вида можно считать группы сосен, произрастающих в городском парке, сосновом лесу, смешанном лесу. Группы карасей, обитающих в разных водоемах или в прибрежной и глубинных зонах одного водоема, также будут являться примерами популяций одного вида.
Следующий уровень организации жизни - биоценотический. Элементарными единицами этого уровня являются биоценозы. Они формируются из популяций разных видов, длительно обитающих в одной и той же среде, между которыми возникают межвидовые связи и взаимоотношения. Примером биоценоза может быть совокупность всех обитателей луга или дубравы, все население озера или пруда.
Биогеоценотический уровень организации жизни является еще более сложным. Его представляют биологические системы - биогеоценозы. Они возникают в результате взаимодействия биоценозов со средой обитания путем обмена веществом и энергией. В качестве примеров биогеоценозов можно назвать луг, болото, хвойный лес, березовую рощу, дубраву, которые представляют собой единые комплексы живых организмов разных видов и их среды обитания.
Самый высший уровень организации жизни - биосферный. Совокупность всех биосистем на планете Земля, связанных непрерывным круговоротом веществ и потоком энергии, называют биосферой. Она представляет собой глобальную по масштабам и сложности биологическую систему.
Особое место в системе биологических наук, изучающих уровни организации жизни, занимает наука экология. Термин "экология" (от греч. oikos - дом, жилище, logos - наука, учение) ввел немецкий зоолог эволюционист Э. Геккель в 1866 году. Под экологией он понимал науку об отношениях организмов с окружающей средой. Современная экология - это наука, изучающая биологические системы разного уровня организации (от организма до биосферы) и закономерности их взаимодействия между собой и со средой.