Gyvąsias sistemas nuo negyvų (inertiškų, V.I. Vernadskio žodžiais tariant) skiria daugybė ypatybių, išvardytų bet kuriame mokykliniame biologijos vadovėlyje. Tačiau atskirai kiekvieną iš šių ženklų galima rasti sistemose, kurių negalima pavadinti gyvomis. Tačiau yra bruožų, kurie ypač būdingi gyvoms sistemoms, tačiau retai pasitaiko jų bendriausiuose aprašymuose.
Tačiau už biologinių organizmų apraiškų ribų kai kurie filosofines pažiūras jie priduria, kad visi gyvi organizmai turi vidinį aspektą arba charakterį, kuris suteikia gyvenimui kokybę. Be to, daugelis religinių pažiūrų teigia, kad žmonės yra būtybės tipas, kuris kokybiškai skiriasi nuo visų kitų organizmų, turinčių amžiną dvasią ar sielą.
Organizmų samprata sutelkta į savybę, vadinamą „gyvybe“. Sunku apibrėžti gyvybę yra kokybė arba savybė, kuri skiria gyvus organizmus nuo negyvų organizmų ir negyvų objektų. Nors pagal apibrėžimą nėra visuotinio sutarimo, biologines savybes, bendras žinomi organizmaiŽemėje randama, kad jie yra pagrįsti anglimi ir vandeniu, yra sudėtingos struktūros ląsteliniai, naudoja energiją ir metabolizuojami, turi galimybę augti, palaikyti homeostazę, reaguoti į dirgiklius, daugintis ir prisitaikyti prie aplinkos.
Gyvi organizmai yra atviros sistemos kurie sunaudoja aplinkos energiją. Visuose gyvuose organizmuose yra keturios pagrindinės organinių junginių klasės: angliavandeniai, lipidai, baltymai ir nukleino rūgštys.
Vystymasis, spontaniškas heterogeniškumo laipsnio (dalių įvairovės) padidėjimas kartu stiprinant tarpusavio ryšį yra vienas būdingiausių gyvo daikto bruožų, nesvarbu, ar tai būtų individualus organizmas, populiacija ar biosfera. Gurvicho biologinio lauko teorija leidžia rasti metodą, kaip išspręsti esminį klausimą, kaip šis reiškinys gali būti paaiškintas remiantis vienu principu (tokio lauko egzistavimo postulatu). Tačiau bet koks procesas ir visos gyvybės apraiškos – arba, Gurvicho žodžiais tariant, struktūriniai procesai, negali būti nagrinėjami neįtraukiant energijos sampratos. Struktūrinė ir energetinė gyvybės specifika ir jos skirtumas šiuo atžvilgiu nuo negyvuose objektuose vykstančių procesų atsispindi E. Bauerio suformuluotuose teorinės biologijos principuose.
Gyvenimas: bendri skirtumai tarp gyvų ir negyvų sistemų
Ne kiekvienas gyvenimo apibrėžimas mano, kad visos šios savybės yra esminės. Pavyzdžiui, gebėjimas nusileisti modifikuojant dažnai laikomas esmine gyvenimo savybe. Šis apibrėžimas konkrečiai apima virusus, kurie nepatenka į siauresnius apibrėžimus, nes jie yra neląsteliniai ir nemetabolizuojami. Platesni gyvybės apibrėžimai taip pat gali apimti teorinę gyvybę be anglies.
Be biologinių materijos apraiškų, kai kurios filosofinės pažiūros, ypač aristotelinė sielos teorija ir šiuolaikinis vitalizmas, priduria, kad gyvi organizmai turi vidinį aspektą arba charakterį, suteikiantį gyvenimui kokybę. Jie nesuderinami su šiuolaikiniais biologinis mechanizmas, kuris paaiškina gyvenimo reiškinius tik pagal išoriniai principai chemija ir fizika.
Pirmasis jo principas (postulatas, teiginys, kuris išplaukia tik iš stebėjimų ir kurį galima atmesti tik tuo atveju, jei atsiranda tam prieštaraujančių stebėjimų) sako: „Visos ir tik gyvos sistemos niekada nėra pusiausvyroje ir dėl savo laisvos energijos nuolat atlieka darbą. prieš pusiausvyrą, reikalingą pagal fizikos ir chemijos dėsnius esamomis išorinėmis sąlygomis. Kitaip tariant, Baueris esminį skirtumą tarp gyvų ir negyvų sistemų mato toliau. Bet kuri gyva sistema nuo pat jos atsiradimo momento jau turi tam tikrą perteklinės energijos atsargą, palyginti su aplinka. Ši energija užtikrina nuolat realizuojamą gyvos sistemos veiklą, o visas jos darbas yra nukreiptas į aktyvumo lygį, kurio pakanka gyvybei tęsti, didinti ar bent palaikyti. Baueris tai pavadino gyvos sistemos „tvarios pusiausvyros“ būsena, palyginti su aplinka.
Organizmai turi daug universalių savybių, įskaitant tai, kad jie susideda iš ląstelių; perduoti savo paveldimumą naudojant beveik visuotinį genetinį kodą; egzistuoti, augti ir daugintis reikia energijos iš aplinkos; ir išlaikyti savo vidinę aplinką; be kita ko. Tai bendras biologų nustatytų savybių rinkinys, skiriantis gyvus organizmus nuo negyvų dalykų. Negyvos būtybės gali turėti kai kurias iš šių savybių, bet ne visas.
Ląstelė yra pagrindinis gyvybės vienetas, mažiausias vienetas, galintis vykdyti visus gyvybės procesus, įskaitant priežiūrą, augimą ir net savęs taisymą. Kiekviena ląstelė, kad ir kokia ji būtų paprasta ar sudėtinga, naudoja nukleino rūgštis, kad perduotų ir saugotų informaciją, reikalingą baltymams gaminti. Organizacija. Gyvi organizmai yra organizuoti tiek molekuliniais, tiek ląstelių lygiai. Aplinkos energija ir medžiagos yra organizuotos, pavyzdžiui, vidinė ląstelės struktūra arba daugialąsčių organizmų organizavimas audiniuose, organuose ir sistemose. Iš esmės gyvi organizmai apverčia entropiją. Energija ir medžiagų apykaita. Kiekvienas Gyva būtybė kad egzistuotų, augtų ir daugintųsi, jai reikia energijos iš aplinkos. Vystymasis ir augimas. Gyvos būtybės auga ir vystosi senstant. Tai apima išlaikymą didelis greitis sintezė, o ne katalizė, kai organizmas auga dėl ląstelių padidėjimo ir ląstelių dalijimosi. Augantis organizmas didėja visose jo dalyse, o ne tik kaupia medžiagą. Homeostazė: visi gyvi organizmai, tiek vienaląsčiai, tiek daugialąsčiai, turi homeostazę. Homeostazė yra atviros sistemos savybė, reguliuojanti jos vidinę aplinką, kad išlaikytų stabilią būseną. Reakcija į paskatas. Visi gyvi organizmai reaguoja į savo aplinką. Prisitaikymas. Gyvi organizmai pasižymi šios adaptacijos kintamumu, todėl rūšys gali ir toliau svyruoti arba keistis. Reprodukcija. Dauginimasis yra gebėjimas gaminti naujus organizmus. Svarbu pažymėti, kad dauginimasis kaip savybė visų pirma taikoma rūšies lygiu, todėl net jei daugelis bet kurios rūšies individų nesidaugina, galbūt todėl, kad priklauso specializuotoms sterilioms kastoms arba yra sterilūs dėl kitų priežasčių, įskaitant amžių ar ligą, vis dar laikomos gyvybės formomis.
- Visi organizmai, išskyrus virusus, susideda iš ląstelių.
- Anglies biochemija.
- Gyviems organizmams būdinga bendra anglies pagrindu sukurta biochemija.
Šiuolaikiniu požiūriu biologija yra mokslų rinkinys apie laukinę gamtą – apie didžiulę išnykusių gyvų būtybių, kurios dabar gyvena Žemėje, įvairovę, jų struktūrą ir funkcijas, kilmę ir vystymąsi, santykius tarpusavyje ir su negyvąja gamta. Biologija nustato bendruosius ir konkrečius modelius, būdingus gyvenimui visomis jo apraiškomis.
Ši papildoma savybė yra neesminis vidinis aspektas, skiriantis gyvus organizmus, tokius kaip augalai ir gyvūnai, nuo negyvų objektų, tokių kaip atomai, molekulės ir mineralai. Ši „gyvenimo“ savybė arba savybė yra nematoma, nemateriali jėga, slypinti fizinio pagrindo, ir Aristotelis ją vadina „siela“.
Žodis „organizmas“ gali būti plačiai apibrėžtas kaip molekulių, veikiančių viena kitą taip, kad veiktų kaip daugiau ar mažiau stabili visuma ir turi gyvybės savybių, rinkinys. Tačiau daugelis šaltinių, leksinių ir mokslinių, prideda terminų, kurie yra problemiški apibrėžiant žodį.
Pradiniame vystymosi etape biologija buvo aprašomoji, o vėliau buvo pavadinta tradicine biologija. Jo tyrimo objektas yra Gyva gamta natūralioje būsenoje ir vientisumu.
Carl Linnaeus įnešė svarų indėlį į tradicinę biologiją, sukūręs floros ir faunos sistemą ir sukūręs sėkmingiausią augalų ir gyvūnų klasifikaciją, išsamiai aprašydamas apie 1500 augalų. Klasifikavimas buvo atliktas pagal tam tikras charakteristikas, atspindinčias laukinės gamtos modelius.
Oksfordo žodynas angliškai apibrėžia organizmą kaip „atskiras gyvūnas, augalas arba vienaląstė forma gyvenimas“. Šis apibrėžimas problemiškai neapima neląstelinių ir augalinių daugialąsčių formų gyvybei, pavyzdžiui, kai kuriems grybams ir protistams. Mažiau prieštaringa, ko gero, neįtraukia virusų ir teoriškai galimų antropogeninių neorganinių gyvybės formų.
Tai yra problematiška, nes pačias rūšis sunku apibrėžti ir yra daug skirtingų apibrėžimų. Žodis „organizmas“ paprastai apibūdina savarankiškas pačių organų rinkimo sistemų kolekcijas; tai, savo ruožtu, yra audinių rinkiniai, kurie patys yra sudaryti iš ląstelių.
Tradicinės biologijos medžiaga kaupiama tiesiogiai stebint tiriamąjį objektą - laukinę gamtą, suvokiamą kaip vientisą visumą visoje savo formų ir apraiškų įvairove.
Evoliucinė biologija remiasi vystymosi koncepcija biologijoje. Evoliucinė biologija prasidėjo nuo Charleso Darwino teorijos. Evoliucija, pasak Darvino, vyksta dėl 3 pagrindinių veiksnių sąveikos: kintamumo, paveldimumo ir natūrali atranka. Kintamumas yra naujų organizmų struktūros ir funkcijų ypatybių ir ypatybių formavimosi pagrindas. Paveldimumas sustiprina šiuos bruožus. Natūralios atrankos įtakoje pašalinami organizmai, neprisitaikę prie egzistavimo sąlygų. Dėl paveldimo kintamumo ir nuolatinio natūralios atrankos veikimo organizmai evoliucijos procese kaupia naujas adaptacines funkcijas, kurios galiausiai lemia naujų rūšių formavimąsi.
Organizmo samprata gali būti ginčijama remiantis tuo, kad patys organizmai niekada nėra iš tikrųjų nepriklausomi nuo ekosistemos; organizmų grupės ar populiacijos funkcionuoja ekosistemoje taip, kad nepanaši į daugialąsčių audinių funkciją organizme. Kai organizmai patenka į griežtą simbiozę, jie nėra nepriklausomi jokia prasme, kuri taip pat negali būti perkelta į organą ar audinį. Tačiau lygiai taip pat „organizmo“ organas gali turėti nepriklausomą ir sudėtingą tarpusavio priklausomybę su atskirais ištisais organizmais ar organizmų grupėmis, be kurių bus transformuota arba nutrūkusi stabili organo funkcija.
Išskiriami šie gyvosios medžiagos žinių lygiai:
Ląstelinis: tiriamas elementarios gyvybės lygis, mažiausias kūno elementas, struktūriniai ypatumai, sąveika su aplinka, aplinkos įtaka ląstelei ir jos reakcijoms ir kt.;
Tarpląstelinis: ląstelių sąveikos ypatumai, tarpusavio reakcijos, įtaka viena kitai;
Toks išdėstymas gali netiesiogiai paveikti kitus šios sistemos organus, kaip ir rūšys netiesiogiai veikia viena kitą ekosistemoje. Taigi, organizmo ribos beveik visada ginčijamos, o visa gyvoji medžiaga egzistuoja didesnėse heteroarchinėse gyvybės sistemose, sudarytose iš įvairių pereinamųjų gyvų ir negyvų audinių, veikiančių sudėtinguose ir dinamiškuose santykiuose vienas su kitu.
Galima išskirti dvi pagrindines organizmų grupes: vienaląsčius ir daugialąsčius. Kai kurie paprastos formos gyvybė, tokia kaip paramecis, susideda iš vienos ląstelės per visą jų dalį gyvenimo ciklas ir yra vadinami vienaląsčiai organizmai. Daugialąsčiai organizmai, pavyzdžiui, banginis ar medis, gali turėti trilijonus ląstelių ir turėti diferencijuotų ląstelių, atliekančių specializuotas funkcijas. Frazė sudėtingas organizmas apibūdina bet kurį organizmą, turintį daugiau nei vieną ląstelę.
Organizmas: kūno sandara, jo funkcionavimas (gyvybė), kūno sąveika su aplinką ir išorinės aplinkos įtaka organizmui;
Tarporganizmas: organizmų sąveikos ypatumai, tarpusavio įtaka.
1 Specialioji reliatyvumo teorija
2 Bendroji teorija reliatyvumą
Įvadas. 2
Ekosistema gali būti apibrėžta kaip bet kokia situacija, kurioje vyksta organizmų ir jų aplinkos sąveika. Ekosistemą sudaro du subjektai – visa gyvybė, biocenozė ir aplinka, kurioje biotope egzistuoja gyvybė. Ekosistemoje rūšys yra susijusios ir priklauso viena nuo kitos maisto grandinėje ir keičiasi energija bei medžiaga tarp savęs ir savo aplinkos.
Ekosistemos sąvoka gali reikšti kintamo dydžio vienetus, tokius kaip tvenkinys, laukas ar negyvos medienos gabalas. Vienetas mažesnis vadinama mikroekosistema. Pavyzdžiui, ekosistema gali būti uola ir visa po ja esanti gyvybė. Mezoekosistema gali būti miškas, o makroekonomika – visas ekoregionas su savo drenažo baseinu.
1. Gyvenimas: bendrų skirtumų gyvos sistemos iš negyvų. 3
2. Gyvųjų sistemų savybės (ypatumai) .. 6
Išvada. 12
Naudotų šaltinių sąrašas: 13
Įvadas
Gyvybės kilmės problema dabar įgijo nenugalimą žavesį visai žmonijai. Ji ne tik traukia atidus dėmesys mokslininkai skirtingos salys ir specialybės, bet apskritai domina visus pasaulio žmones.
Žemės erdviniai santykiai ir padalijimas
Ekosistemos dažnai klasifikuojamos pagal atitinkamus biotopus. Galima apibrėžti šias ekosistemas. Kita klasifikacija gali būti padaryta nurodant jo bendruomenes, pavyzdžiui, žmogaus ekosistemos atveju. Ekosistemos nėra izoliuotos viena nuo kitos, bet yra tarpusavyje susijusios. Pavyzdžiui, platuma ir aukštis puikiai parodo biologinės įvairovės pasiskirstymą biosferoje. Apskritai biologinės įvairovės turtingumas sparčiausiai mažėja ties pusiauju ir ne taip sparčiai juda ašigalių link.
Dabar visuotinai pripažįstama, kad gyvybės atsiradimas Žemėje buvo natūralus procesas, gana tinkamas moksliniai tyrimai. Šis procesas buvo pagrįstas anglies junginių evoliucija, kuri vyko Visatoje dar gerokai prieš mūsų atsiradimą. saulės sistema ir tęsėsi tik besiformuojant Žemės planetai – formuojantis jos plutai, hidrosferai ir atmosferai.
Biosferą taip pat galima suskirstyti į ekozonas, kurios šiandien yra labai gerai apibrėžtos ir dažniausiai eina žemynų ribose. Pačios ekozonos yra suskirstytos į ekoregionus, nors nėra susitarimo dėl jų ribų. Ekosistemoje rūšių santykiai dažniausiai yra susiję su maistu ir jų vaidmeniu maisto grandinėje. Yra trys organizmų kategorijos.
Gamintojai paprastai yra augalai, galintys fotosintezuoti, bet gali būti ir kiti organizmai, pavyzdžiui, aplink vandenyno angas esančios bakterijos, galinčios chemosintezę. Vartotojai yra gyvūnai, kurie gali būti pirminiai arba antriniai ar tretiniai vartotojai. Skaidytojai – bakterijos, grybai, kurie skaidosi organinės medžiagos visų kategorijų ir atkurti mineralus į aplinką. Šie ryšiai sudaro sekas, kuriose kiekvienas žmogus vartoja ankstesnįjį, o kitas vartojamas, vadinamas maisto grandinėmis arba maisto tinklais.
Nuo pat gyvavimo pradžios gamta nuolat vystėsi. Evoliucijos procesas vyksta šimtus milijonų metų, o jo rezultatas – gyvybės formų įvairovė, kuri daugeliu atžvilgių dar nėra iki galo aprašyta ir suklasifikuota.
Gyvybės kilmės klausimas yra sunkiai tiriamas, nes kai mokslas prie vystymosi problemų artėja kaip į kokybiškai naujos kūrimą, jis atsiduria ties savo, kaip kultūros šakos, paremtos įrodymais ir eksperimentiniu patikrinimu, galimybių ribose. pareiškimus.
Šios sąvokos veda prie biomasės, pirminio produktyvumo ir antrinio produktyvumo idėjos. Šios dvi paskutinės idėjos yra labai svarbios, nes jose pateikiamas laikomosios galios įvertinimas: organizmų, kuriuos gali palaikyti tam tikra ekosistema, skaičius. Bet kuriame maisto tinkle gamintojo lygmeniu esanti energija nėra visiškai perduodama vartotojams. Ir kuo aukščiau grandinė kyla, tuo daugiau energijos ir išteklių prarandama ir sunaudojama. Taigi energetiniu požiūriu žmonėms yra efektyviau būti pagrindiniais vartotojais nei antriniais ir juo labiau nei tretiniais.
Šiandien mokslininkai nesugeba atkurti gyvybės atsiradimo proceso tokiu pačiu tikslumu, kaip buvo prieš kelis milijardus metų. Net ir kruopščiausiai surengtas eksperimentas bus tik pavyzdinis eksperimentas, kuriame nėra daugybės veiksnių, lydėjusių gyvybės atsiradimą Žemėje. Sunkumas kyla dėl to, kad neįmanoma atlikti tiesioginio gyvybės atsiradimo eksperimento (šio proceso unikalumas neleidžia naudoti pagrindinio mokslinio metodo).
Gyvybės kilmės klausimas įdomus ne tik pats savaime, bet ir glaudžiai susijęs su gyvo ir negyvojo atskyrimo problema.
1. Gyvenimas: bendrieji skirtumai tarp gyvųjų ir negyvų sistemų
Gyvybė, aukštesnė už fizines ir chemines materijos egzistavimo formas, natūraliai atsirandanti tam tikromis sąlygomis jos vystymosi procese. Gyvi objektai nuo negyvų skiriasi medžiagų apykaita – nepakeičiama gyvybės sąlyga, gebėjimas daugintis, augti, aktyviai reguliuoti savo sudėtį ir funkcijas, įvairių formų judėjimas, dirglumas, prisitaikymas prie aplinkos ir kt. Tačiau griežtai moksliškai atskiriant gyvus ir negyvus objektus kyla tam tikrų sunkumų. Taigi, vis dar nėra vieningos nuomonės, ar galima laikyti gyvus virusus, kurie už šeimininko ląstelių ribų neturi jokių gyvo organizmo požymių: tuo metu viruso dalelėje virusų nėra. medžiagų apykaitos procesai, jis negali daugintis ir pan. Gyvų objektų ir gyvybės procesų specifiką galima apibūdinti tiek pagal jų materialinę sandarą, tiek pagal svarbiausias funkcijas, kuriomis grindžiamos visos gyvybės apraiškos. Tiksliausią gyvybės apibrėžimą, apimantį abu šiuos problemos sprendimo būdus vienu metu, F. Engelsas pateikė maždaug prieš 100 metų: „Gyvenimas yra baltyminių kūnų egzistavimo būdas, ir šis egzistavimo būdas iš esmės susideda iš nuolatinis cheminių medžiagų savaiminis atsinaujinimas sudedamosios dalysšie kūnai". Terminas „baltymas" dar nebuvo gana tiksliai apibrėžtas ir dažniausiai buvo priskiriamas visai protoplazmai.
Visuose šiuo metu žinomuose objektuose, kurie turi neabejotinų gyvos būtybės savybių, yra du pagrindiniai biopolimerų tipai: baltymai ir nukleorūgštys (DNR ir RNR). Suprasdamas savo apibrėžimo neišsamumą, Engelsas rašė: „Mūsų gyvenimo apibrėžimas, žinoma, yra labai nepakankamas, nes jis toli gražu neapima visų gyvenimo reiškinių, o, priešingai, apsiriboja pačiais bendriausiais ir paprasčiausiais. juos... Norėdami susidaryti tikrai išsamų supratimą apie gyvenimą, turėtume atsekti visas jo pasireiškimo formas – nuo žemiausio iki aukščiausio.
Charlesas Darwinas paskutinėse „Rūšių kilmės“ eilutėse rašo apie pagrindinius dėsnius, kurie, jo nuomone, yra visų gyvybės formų atsiradimo pagrindas: „Šie dėsniai plačiąja prasme yra augimas ir dauginimasis, paveldimumas, beveik. Būtinai kylantis iš dauginimosi, kintamumas, priklausantis nuo tiesioginio ar netiesioginio gyvenimo sąlygų poveikio ir nuo pratimų bei nesportavimo, reprodukcijos progresas toks didelis, kad veda į kovą už gyvybę ir jos pasekmes, natūralią atranką... . Atmetus mankštos vaidmenį, kuris, remiantis vėlesniais duomenimis, tarnauja kaip nepaveldimo kintamumo veiksnys, Darvino apibendrinimas išlieka galiojantis iki šiol, o pagrindiniai jo gyvenimo dėsniai redukuojami iki dviejų dar bendresnių. Tai, visų pirma, gyvo daikto gebėjimas pasisavinti iš išorės gaunamas medžiagas, t.y. juos atstatyti, lygindami su savo materialiomis struktūromis ir dėl to pakartotinai atgaminti (atgaminti). Tuo pačiu metu, jei pradinė struktūra netyčia pasikeitė, ji ir toliau atkuriama nauja forma. Gebėjimas pernelyg daugintis yra ląstelių augimo, ląstelių ir organizmų dauginimosi pagrindas, taigi ir dauginimosi progresas (pagrindinė natūralios atrankos sąlyga), taip pat paveldimumo ir paveldimo kintamumo pagrindas.
Sovietų biochemikas V.A. Engelhardtas savo rūšies dauginimąsi laiko pagrindine gyvųjų savybe, kuri dabar iš tikrųjų aiškinama cheminėmis sąvokomis. molekulinis lygis. Kitas gyvenimo bruožas – didžiulė savybių įvairovė, įgyta dėl gyvų daiktų materialinių struktūrų kintamumo. Kiekviena iš šių dviejų pagrindinių savybių daugiausia yra susijusi su vieno iš dviejų biopolimerų funkcija. Paveldimų savybių „įrašas“, t.y. reprodukcijai būtinų organizmo savybių kodavimas atliekamas DNR ir RNR pagalba, nors dauginimosi procese tikrai dalyvauja fermentiniai baltymai. Taigi gyvybė yra ne viena DNR, baltymo ar RNR molekulė, o jų sistema kaip visuma. Įvairios informacijos apie organizmo savybes įgyvendinimas vykdomas sintezės būdu pagal genetinis kodasįvairūs baltymai (fermentiniai, struktūriniai ir kt.), kurie dėl savo įvairovės ir struktūrinio plastiškumo lemia pačių įvairiausių gyvų organizmų fizikinių ir cheminių adaptacijų vystymąsi. Ant šio pagrindo evoliucijos procese atsirado savo tobulumu nepralenkiamos gyvos valdymo sistemos.
Taigi gyvybei būdingos labai tvarkingos medžiagų struktūros, susidedančios iš dviejų tipų biopolimerų (baltymų ir DNR arba RNR). gyvoji sistema, kuris paprastai gali savarankiškai daugintis pagal matricos sintezės principą. Funkcija cheminė sudėtis mums žinomos gyvybės formos – optinė asimetrija veikliosios medžiagos, gyvuose daiktuose vaizduojamas kairiarankių arba dešiniarankių formomis.
Gyvenimas įmanomas tik esant tam tikroms fizinėms ir cheminės sąlygos(temperatūra, vandens buvimas, keletas druskų ir kt.). Tačiau gyvybės procesų sustabdymas, pavyzdžiui, džiovinant sėklas ar giliai užšaldant mažus organizmus, nepraranda gyvybingumo. Jei struktūra išsaugoma nepažeista, ji grįš normaliomis sąlygomis užtikrina gyvybinių procesų atstatymą.
Gyvybė savo įvairove ir sudėtingumu yra pranašesnė už kitas materijos egzistavimo formas. cheminiai komponentai ir gyvuose daiktuose vykstančių transformacijų dinamika. Gyvosios sistemos pasižymi daug daugiau aukštas lygis tvarkingumas struktūrinis ir funkcinis, erdvėje ir laike. Gyvų daiktų struktūrinis kompaktiškumas ir energetinis efektyvumas yra aukščiausios tvarkos molekuliniu lygmeniu rezultatas. „Būtent gyvųjų gebėjime sukurti tvarką iš chaotiškumo terminis judėjimas molekulės, – rašo Engelhardtas, – yra giliausias, esminis skirtumas tarp gyvo ir negyvojo. Polinkis į tvarką, iš chaoso kurti tvarką yra ne kas kita, kaip atsvara entropijos didėjimui. „Gyvosios sistemos keičiasi energija, medžiaga ir informacija su aplinka, t.y. jos yra atviros sistemos. Tuo pačiu, skirtingai nei negyvosios sistemos, juose nevyksta energetinių skirtumų išlyginimas ir struktūrų persitvarkymas į labiau tikėtinas formas, o pastebima priešingai: atkuriami energetinių potencialų skirtumai, cheminė sudėtis ir kt., t.y. nuolatinis darbas vyksta „prieš pusiausvyrą“ (E. Baueris). Tai yra pagrindas klaidingiems teiginiams, kad gyvos sistemos tariamai nepaklūsta antrajam termodinamikos dėsniui. Tačiau vietinis entropijos sumažėjimas gyvose sistemose įmanomas tik dėl entropijos padidėjimo aplinkoje, todėl apskritai entropijos didėjimo procesas tęsiasi, o tai visiškai atitinka antrojo termodinamikos dėsnio reikalavimus. Pagal vaizdingą austrų fiziko E. Schrödingerio išsireiškimą, gyvi organizmai tarsi maitinasi neigiama entropija (negentropija), išgaudami ją iš aplinkos ir taip didindami teigiamos entropijos padidėjimą joje.
2. Gyvųjų sistemų savybės (ypatumai).
Taigi, bendros visiems gyviems daiktams būdingos savybės ir jų skirtumai nuo panašių procesų, vykstančių negyvojoje gamtoje, yra:
1) cheminės sudėties vienovę,
2) medžiagų apykaita,
3) savaiminis dauginimasis (atgaminimas),
4) paveldimumas,
5) kintamumas,
6) augimas ir vystymasis,
7) dirglumas,
8) diskretiškumas,
9) ritmas,
10) santykinė energijos priklausomybė,
11) homeostazė.
1. Cheminės sudėties vienovė. Gyvų organizmų sudėtis apima tą patį cheminiai elementai, kaip ir objektuose negyvoji gamta. Tačiau įvairių elementų santykis gyvajame ir negyvajame nėra vienodas. Negyvosios gamtos elementinę sudėtį kartu su deguonimi daugiausia sudaro silicis, geležis, skilimas, aliuminis ir kt. Gyvuose organizmuose 98% cheminės sudėties patenka į keturis elementus - anglį, deguonį, azotą ir vandenilį.
2. Metabolizmas. Visi gyvi organizmai geba keistis medžiagomis su aplinka, pasisavinti iš jos mitybai reikalingus elementus ir išskirti atliekas. Nebiologinėje medžiagų cirkuliacijoje jos tiesiog pernešamos iš vienos vietos į kitą arba pasikeičia jų agregacijos būsena, o gyvuose organizmuose apykaita turi kokybiškai skirtingą lygį, įskaitant sintezės ir skilimo procesus. Per daugybę sudėtingų cheminių virsmų iš aplinkos absorbuotos medžiagos paverčiamos gyvo organizmo medžiagomis, iš kurių susidaro jų kūnas. Tokie procesai vadinami asimiliacija arba plastine mainais. Procesai, atvirkštinė asimiliacija, dėl kurios kompleksas organiniai junginiai suskaidyti į paprastus, jie vadinami disimiliacija. Taip skaidant medžiagas prarandamas jų panašumas į organizmo medžiagas ir išsiskiria biosintezės reakcijoms reikalinga energija, dėl ko disimiliacija dar vadinama energijos apykaita. Metabolizmas užtikrina visų kūno dalių cheminės sudėties ir struktūros pastovumą ir dėl to jų veikimo pastovumą nuolat kintančiomis aplinkos sąlygomis.
3. Savęs dauginimasis (reprodukcija). Savarankiškas dauginimasis, dauginimasis arba dauginimasis yra organizmų savybė daugintis savo rūšims; šis procesas vyksta praktiškai visuose gyvosios medžiagos organizavimo lygiuose. Dauginimosi dėka ne tik sveiki organizmai, bet ir ląstelės, ląstelių organelės (mitochondrijos, plastidės ir kt.) po dalijimosi yra panašūs į savo pirmtakus. Iš vienos DNR molekulės – dezoksiribonukleino rūgšties – ją padvigubėjus, susidaro dvi dukterinės molekulės, kurios visiškai atkartoja pirminę. Savęs dauginimasis grindžiamas matricos sintezės reakcijomis, tai yra struktūrų formavimu remiantis informacija, esančia DNR nukleotidų sekoje.
4. Paveldimumas slypi organizmų gebėjime perduoti savo savybes, savybes ir vystymosi ypatumus iš kartos į kartą. Paveldimumas atsiranda dėl stabilumo, paremto DNR molekulių struktūros pastovumu.
5. Kintamumas – savybė, tarsi priešinga paveldimumui, bet kartu su juo glaudžiai susijusi, kadangi dėl to keičiasi paveldimi polinkiai – genai, lemiantys tam tikrų požymių išsivystymą. Kitaip tariant, kintamumas – tai organizmų gebėjimas įgyti naujų savybių ir savybių, pagrįstas biologinių matricų pokyčiais. Kintamumas sukuria įvairią medžiagą natūraliai atrankai, tai yra labiausiai prie konkrečių egzistavimo gamtoje sąlygų prisitaikiusių individų atrankos, o tai savo ruožtu lemia naujų gyvybės formų, naujų organizmų tipų atsiradimą.
6. Augimas ir vystymasis. Vystymasis suprantamas kaip negrįžtamas kryptingas reguliarus gyvosios ir negyvosios gamtos objektų sudėties ar struktūros pasikeitimas. Gyvosios materijos egzistavimo formos vystymąsi reprezentuoja individualus vystymasis, arba ontogenezė, ir istorinė raida arba filogenija. Vystymosi procese atsiranda specifinė individo struktūrinė organizacija, o jo biomasė didėja dėl makromolekulių, elementariųjų ląstelių struktūrų ir pačių ląstelių dauginimosi. Filogenija, arba evoliucija, yra negrįžtamas ir kryptingas laukinės gamtos vystymasis, lydimas naujų rūšių formavimosi ir progresuojančios (arba regresuojančios) gyvybės komplikacijos (arba supaprastėjimo). Evoliucijos rezultatas – gyvų organizmų įvairovė žemėje.
7. Irzlumas. Bet kuris organizmas yra neatsiejamai susijęs su aplinka: jis iš jos išgaunamas maistinių medžiagų, veikiami neigiami veiksniai aplinką, bendrauja su kitomis organizacijomis ir kt. Evoliucijos procese gyvi organizmai sukūrė ir įtvirtino gebėjimą selektyviai reaguoti į išorinių poveikių. Ši savybė vadinama dirglumu. Bet koks organizmą supančių aplinkos sąlygų pasikeitimas yra jo atžvilgiu dirginimas, o jo reakcija į išorinius dirgiklius yra jautrumo rodiklis ir dirglumo pasireiškimas. Daugialąsčių gyvūnų reakcija į dirginimą vyksta per nervų sistema ir vadinamas refleksu.
8. Diskretiškumas. Pats žodis „diskretiškumas“ reiškia nenuoseklumą, atskirtį ir apibūdina gyvybės savybę pasireikšti atskirų formų pavidalu. individualus organizmas Arba kitas biologinė sistema(rūšis, biocenozė ir kt.) susideda iš atskirų izoliuotų, tai yra izoliuotų arba atribotų erdvėje, tačiau vis dėlto glaudžiai susijusių ir sąveikaujančių viena su kita, sudarydamos struktūrinę ir funkcinę vienybę. Bet kokios rūšies organizmai apima atskirus individus. Labai organizuoto individo kūnas sudaro erdviškai atskirtus individus, kurie savo ruožtu susideda iš atskirų ląstelių. Ląstelės energetinį aparatą reprezentuoja atskiros mitochondrijos, baltymų sintezės aparatą – ribosomos ir kt. iki makromolekulių. Organizmo diskretiškumo savybė yra jo struktūrinės tvarkos pagrindas, galimybė nuolat atsinaujinti jį pakeičiant. konstrukciniai elementai(molekulių, fermentų, ląstelių organelių ir ištisų ląstelių) nenutrūkus atliekamos funkcijos. Rūšies diskretiškumas nulemia jos evoliucijos galimybę mirštant arba pašalinant neprisitaikiusius individus iš dauginimosi ir išsaugant individus, turinčius išlikimui naudingų savybių.
9. Ritmas. Ritmas (iš graikų kalbos „ritmos“ – srautas) suprantamas kaip to paties įvykio ar būsenos pasikartojimas per griežtai apibrėžtus laiko periodus. Fizikoje periodiniai procesai išreiškiami hercais (Hz). Hz – periodinio proceso dažnis, kai vienas periodinio proceso ciklas įvyksta per 1 s. Mažiausias laiko tarpas, po kurio svyruojanti sistema vėl grįžta į tą pačią būseną, kurioje buvo pradiniu momentu, vadinamas svyravimo periodu. Biologijoje ritmas suprantamas kaip periodiniai intensyvumo pokyčiai. fiziologines funkcijas su skirtingais svyravimų periodais (nuo kelių sekundžių iki metų ir šimtmečio). Kasdieniai žmonių miego ir būdravimo ritmai yra gerai žinomi; kai kurių žinduolių (gruntų, ežių, lokių) ir daugelio kitų sezoniniai veiklos ir žiemos miego ritmai. Ritmu siekiama derinti kūno funkcijas su aplinka, tai yra prisitaikyti prie nuolat kintančių egzistavimo sąlygų.
10. Santykinė energetinė priklausomybė. Gyvi kūnai yra „atviros“ sistemos, kurios yra stabilios tik tuo atveju, jei energija ir medžiaga maisto pavidalu iš aplinkos jiems yra nuolat prieinami. Gyvi organizmai, skirtingai nei negyvos gamtos objektai, nuo aplinkos yra atskirti kriauklėmis (išorinėmis ląstelės membrana vienaląsčiuose, daugialąsteliuose audiniuose). Šios membranos trukdo medžiagų apykaitai tarp kūno ir išorinė aplinka, sumažinti medžiagų praradimą ir išlaikyti sistemos erdvinę vienovę. Taigi gyvi organizmai savo išskirtiniu sudėtingumu ir aukšta struktūrine bei funkcine tvarka smarkiai skiriasi nuo fizikos ir chemijos objektų – negyvų sistemų. Šie skirtumai suteikia gyvenimui kokybiškai naujų savybių. Gyvieji yra ypatingas materijos vystymosi etapas.
11. Homeostazė (savireguliacija) - rinkinys adaptyvios reakcijos organizmas, kurio tikslas yra išlaikyti dinamišką jo būklę vidinė aplinka(kūno temperatūra, kraujo spaudimas ir pan.). Jis pagrįstas neigiamo grįžtamojo ryšio principu. Būtent šį gyvųjų sistemų gebėjimą išlaikyti pastovi būsena nuolat kintančioje aplinkoje ir lemia jų išlikimą.
Išvada
Gyvybė, aukštesnė už fizinę ir cheminę materijos egzistavimo formą, natūraliai atsirandanti tam tikromis sąlygomis jos vystymosi procese. Gyvi objektai nuo negyvųjų skiriasi medžiagų apykaita – nepakeičiama gyvybės sąlyga, gebėjimu daugintis, augti, aktyviai reguliuoti savo sudėtį ir funkcijas, įvairioms judėjimo formoms, dirglumu, prisitaikymu prie aplinkos ir kt.
Gyvybės ypatumas slypi didžiulėje savybių įvairovėje, įgytoje dėl gyvų daiktų materialinių struktūrų kintamumo.
Gyvoms sistemoms būdinga daug aukštesnė struktūrinė ir funkcinė tvarka erdvėje ir laike.
Gyvos sistemos keičiasi energija, medžiaga ir informacija su aplinka, t.y. yra atviros sistemos. Tuo pačiu, skirtingai nei negyvose sistemose, jose nevyksta energetinių skirtumų išlyginimas ir struktūrų persitvarkymas link labiau tikėtinų formų, o pastebima priešingai: atkuriami energetinių potencialų skirtumai, cheminė sudėtis ir kt., t.y. vyksta nuolatinis darbas „prieš pusiausvyrą“.
Taigi gyvybė yra kokybiškai pranašesnė už kitas materijos egzistavimo formas cheminių komponentų įvairove ir sudėtingumu bei gyvuose daiktuose vykstančių transformacijų dinamika.
1. Gorbačiovas V.V. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. - M.: Oniksas XXI amžius, 2003 m.
2. Makarovas V.N. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. - M.: MODEK, 2008 m.
3. Michailovskis V.N. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. – Sankt Peterburgas: žinios, 2004 m.
4. Engelhardtas V. Gyvenimo problema šiuolaikinis gamtos mokslas. // "Komunistas", 1969, Nr.3, p.85.