Научные определения жизни
В биологии существует несколько подходов к пониманию того, что представляет собой живая материя.
Исторически важным является материалистическое определение, сформулированное Фридрихом Энгельсом более века назад. Согласно этой концепции, жизнь рассматривается как особый способ существования белковых тел. Главным критерием живого здесь выступает процесс постоянного самообновления химических компонентов, из которых эти тела состоят.
Современная наука использует более сложное определение, предложенное биофизиком М.В. Волькенштейном. В его трактовке живые организмы на Земле — это открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы. Их фундаментальная структурная основа базируется на биополимерах — сложных молекулах белков и нуклеиновых кислот.
Химическое единство и дискретность
Несмотря на колоссальное внешнее разнообразие, все живые существа подчиняются общим принципам организации.
- Единство химического состава. Живая и неживая природа состоят из одних и тех же химических элементов. Ключевое отличие заключается в их количественном соотношении. В биологических объектах абсолютно доминируют четыре элемента-органогена: углерод (C), кислород (O), азот (N) и водород (H). Суммарно они составляют около 98% всей массы организма.
- Дискретность. Это всеобщее свойство материи ярко проявляется в биологии. Любая биологическая система (будь то отдельный организм, популяция, вид или целый биогеоценоз) не является сплошным монолитом. Она всегда состоит из отдельных, обособленных, но при этом тесно взаимодействующих между собой частей. Именно согласованная работа этих дискретных единиц обеспечивает целостность системы.
Энергетическое и функциональное обеспечение
Для поддержания своей структуры и активности организмы должны непрерывно взаимодействовать с окружающей средой.
- Обмен веществ и энергии. Любой организм является открытой системой, через которую постоянно проходят энергетические и вещественные потоки. Процесс включает поглощение необходимых компонентов извне и обязательное выделение продуктов жизнедеятельности. Это условие абсолютно критично: именно обмен со средой гарантирует постоянство строения и химического состава организма. Прекращение этого обмена неизбежно приводит к остановке жизни.
- Саморегуляция. Тесно связана с обменом веществ. Это способность системы автономно поддерживать интенсивность физиологических процессов и химический состав на стабильном уровне. В науке это явление обозначается термином гомеостаз (от греческих корней homoios — подобный, одинаковый, и stasis — состояние, неподвижность).
- Раздражимость. Свойство любой живой системы адекватно реагировать на внутренние изменения или внешние воздействия (раздражители). Раздражимость служит первичной базой для приспособления организма (адаптации) к постоянно меняющимся условиям среды.
Воспроизводство, развитие и эволюция
Продолжительность жизни любого отдельного существа ограничена во времени. Чтобы жизнь не исчезла, существуют механизмы сохранения и изменения информации.
- Самовоспроизведение (размножение). Механизм, решающий проблему временной ограниченности жизни. Он обеспечивает преемственность поколений и сохранение вида. В его основе лежит синтез новых структур по матрице генетической информации, закодированной в последовательности нуклеотидов ДНК.
- Наследственность. Способность передавать анатомические, физиологические признаки и специфику развития своим потомкам. Эта функция напрямую опирается на химическую стабильность и постоянство структуры молекул ДНК.
- Изменчивость. Свойство, противоположное наследственности. Оно выражается в способности приобретать совершенно новые признаки в ходе индивидуального развития под влиянием факторов среды. Изменчивость играет важнейшую эволюционную роль: она поставляет разнообразный материал для естественного отбора. Выживают наиболее приспособленные особи, что в перспективе ведет к формированию новых видов и форм жизни.
- Рост и развитие. Эти процессы строго подчинены генетической программе. Развитие живой материи реализуется в двух формах. Онтогенез (индивидуальное развитие) охватывает проявление всех заложенных свойств в течение жизни одной особи. Филогенез (историческое развитие) описывает глобальные процессы: прогрессивное усложнение биосферы, появление новых видов и формирование современного биоразнообразия.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему живые организмы называют открытыми системами?
Потому что их существование невозможно без непрерывного двустороннего обмена со средой: они постоянно поглощают необходимые вещества и энергию извне, а затем выделяют обратно продукты своей жизнедеятельности.
В чем заключается разница между онтогенезом и филогенезом?
Онтогенез — это индивидуальное развитие конкретного организма от зарождения до конца жизни, а филогенез — это историческое развитие видов в масштабах всего времени существования жизни на Земле.
Чем химический состав живых организмов отличается от объектов неживой природы?
Набором элементов они не отличаются, разница кроется в их соотношении. В живых системах 98% массы приходится всего на четыре органогена: углерод, кислород, азот и водород.
Что ещё разобрать по теме
- Структура и функции нуклеиновых кислот (ДНК и РНК)
- Механизмы поддержания гомеостаза
- Роль изменчивости в процессе естественного отбора
- Уровни организации биологических систем
- Основные этапы филогенеза животного мира
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Свойства живых организмов» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Биология — наука о жизни, введение в биологию»
Весь раздел «Биология — наука о жизни, введение в биологию»Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.