Różnica między żywym wróblem a nieżywym. Jak odróżnić systemy żywe od nieożywionych. Życie: ogólne różnice między systemami żywymi i nieożywionymi

Systemy żywe odróżniają się od nieożywionych (obojętnych, według słów V.I. Vernadsky'ego) wieloma cechami wymienionymi w każdym szkolnym podręczniku biologii. Ale indywidualnie każdy z tych znaków można wykryć w systemach, których nie można nazwać żywymi. Istnieją jednak znaki, które są szczególnie charakterystyczne dla systemów żywych, a mimo to rzadko pojawiają się w ich najbardziej ogólnych opisach.

Jednak poza biologicznymi przejawami organizmów, niektóre poglądy filozoficzne dodaj, że wszystkie żywe organizmy mają wewnętrzny aspekt lub charakter, który nadaje jakość życiu. Ponadto wiele poglądów religijnych utrzymuje, że człowiek jest typem istoty jakościowo różniącej się od wszystkich innych organizmów, posiadającej wiecznego ducha lub duszę.

Koncepcja organizmów skupia się na cesze zwanej „życiem”. Termin trudny do zdefiniowania, życie to jakość lub właściwość odróżniająca organizmy żywe od organizmów martwych i obiektów nieożywionych. Chociaż z definicji brakuje powszechnego konsensusu, właściwości biologiczne, typowy dla znane organizmy znalezione na Ziemi są takie, że opierają się na węglu i wodzie, są komórkowe o złożonej organizacji, zużywają energię i podlegają metabolizmowi, a także mają zdolność wzrostu, utrzymywania homeostazy, reagowania na bodźce, rozmnażania się i dostosowywania do środowiska.

Organizmy żywe są systemy otwarte pobierając energię ze środowiska zewnętrznego. Wszystkie żywe organizmy zawierają cztery główne klasy związków organicznych: węglowodany, lipidy, białka i kwasy nukleinowe.

Rozwój, czyli spontaniczny wzrost stopnia heterogeniczności (różnorodności części) przy jednoczesnym wzmocnieniu relacji między nimi, jest jedną z najbardziej charakterystycznych cech istot żywych, czy to pojedynczego organizmu, populacji czy biosfery. Biologiczna teoria pola Gurvicha pozwala znaleźć podejście do rozwiązania podstawowego pytania, jak wyjaśnić to zjawisko w oparciu o jedną zasadę (postulat istnienia takiego pola). Jednak żadnego procesu i wszystkich przejawów życia – lub, według słów Gurvicha, procesów ustrukturyzowanych nie można rozpatrywać bez uwzględnienia koncepcji energii. Strukturalna i energetyczna specyfika życia oraz jego odmienność pod tym względem od procesów zachodzących w obiektach nieożywionych znajduje odzwierciedlenie w zasadach biologii teoretycznej sformułowanych przez E. Bauera.

Życie: ogólne różnice między systemami żywymi i nieożywionymi

Nie każda definicja życia uważa wszystkie te właściwości za istotne. Na przykład zdolność do zejścia z modyfikacją jest często postrzegana jako istotna cecha życia. Definicja ta obejmuje w szczególności wirusy, które nie mieszczą się w węższych definicjach, ponieważ są bezkomórkowe i nie metabolizują. Szersze definicje życia mogą również obejmować teoretyczne życie niezwiązane z węglem.

Oprócz biologicznych przejawów materii niektóre filozofie, zwłaszcza arystotelesowska teoria duszy i współczesny witalizm, dodają, że żywe organizmy mają wewnętrzny aspekt lub charakter, który nadaje życiu jakość. Nie są zgodne ze współczesnymi mechanizm biologiczny, który wyjaśnia zjawiska życia tylko z punktu widzenia zasady zewnętrzne chemia i fizyka.

Jej pierwsza zasada (postulat, stwierdzenie, które wynika tylko z obserwacji i które można odrzucić tylko wtedy, gdy pojawią się obserwacje temu zaprzeczające) głosi: „Wszystkie i tylko żywe układy nigdy nie są w równowadze i dzięki swojej darmowej energii stale wykonują pracę wbrew równowadze, wymaganej przez prawa fizyki i chemii w istniejących warunkach zewnętrznych.” Innymi słowy, Bauer widzi w następujący sposób zasadniczą różnicę między systemami ożywionymi i nieożywionymi. Każdy organizm żywy od chwili swego powstania jest już wyposażony w pewną rezerwę nadmiaru energii w stosunku do swego otoczenia. Energia ta zapewnia stale realizowaną wydajność żywego układu, a cała jego praca ma na celu zwiększenie lub przynajmniej utrzymanie poziomu aktywności wystarczającego do kontynuowania życia. Bauer nazwał to stanem „stabilnej nierównowagi” żywego układu względem jego otoczenia.

Organizmy mają wiele uniwersalnych cech, w tym to, że składają się z komórek; przekazują swoją dziedziczność za pomocą niemal uniwersalnego kodu genetycznego; wymagają energii ze środowiska, aby istnieć, rosnąć i rozmnażać się; i utrzymywać swoje środowisko wewnętrzne; między innymi. Jest to wspólny zestaw cech, zdefiniowany przez biologów, który odróżnia organizmy żywe od rzeczy nieożywionych. Rzeczy nieożywione mogą wykazywać niektóre z tych cech, ale nie wszystkie.

Komórka jest podstawową jednostką życia, jest najmniejszą jednostką zdolną do wykonywania wszystkich procesów życiowych, w tym konserwacji, wzrostu, a nawet samonaprawy. Każda komórka, niezależnie od tego, jak prosta czy złożona, wykorzystuje kwasy nukleinowe do przekazywania i przechowywania informacji potrzebnych do wytworzenia białek. Organizacja. Organizmy żywe są zorganizowane zarówno molekularnie, jak i poziomy komórkowe. Zorganizowana jest energia i materiały środowiska, takie jak wewnętrzna struktura komórki lub organizacja organizmów wielokomórkowych w tkankach, narządach i układach. Zasadniczo organizmy żywe odwracają entropię. Energia i metabolizm. Każdy Żyjąca istota potrzebuje energii ze środowiska, aby istnieć, rosnąć i rozmnażać się. Rozwój i wzrost. Istoty żywe rosną i rozwijają się wraz z wiekiem. Wiąże się to z utrzymaniem większej ilości wysoka prędkość synteza niż kataliza, przy wzroście organizmu wynikającym z powiększenia i podziału komórek. Rosnący organizm zwiększa rozmiar we wszystkich swoich częściach, zamiast po prostu gromadzić materię. Homeostaza: Wszystkie żywe organizmy, zarówno jednokomórkowe, jak i wielokomórkowe, wykazują homeostazę. Homeostaza jest właściwością układu otwartego, który reguluje swoje środowisko wewnętrzne w celu utrzymania stabilnego stanu. Reakcja na bodźce. Wszystkie żywe organizmy reagują na swoje środowisko. Urządzenie. Organizmy żywe wykazują zmienność w tych adaptacjach, co pozwala gatunkom na dalsze wahania i zmiany. Reprodukcja. Rozmnażanie to zdolność do wytwarzania nowych organizmów. Należy zauważyć, że reprodukcja jako cecha ma zastosowanie przede wszystkim na poziomie gatunku, więc nawet jeśli wiele osobników dowolnego gatunku nie rozmnaża się, być może dlatego, że należą do wyspecjalizowanych kast sterylnych lub są bezpłodne z innych powodów, w tym wieku lub choroby, nadal uważane za formy życia.

  • Z wyjątkiem wirusów wszystkie organizmy zbudowane są z komórek.
  • Biochemia węgla.
  • Organizmy żywe charakteryzują się ogólną biochemią opartą na węglu.
Oprócz powyższych ogólnie przyjętych cech biologicznych, jak zauważono powyżej, niektórzy filozofowie uznają inną jakość, która obejmuje organizmy żywe.

Biologia we współczesnym rozumieniu to zbiór nauk o przyrodzie żywej - o ogromnej różnorodności wymarłych i obecnie żyjących stworzeń zamieszkujących Ziemię, ich budowie i funkcjach, pochodzeniu i rozwoju, powiązaniach między sobą oraz z przyrodą nieożywioną. Biologia ustala ogólne i szczegółowe wzorce właściwe życiu we wszystkich jego przejawach.

Ta dodatkowa cecha jest nieistotnym, wewnętrznym aspektem, który odróżnia żywe organizmy, takie jak rośliny i zwierzęta, od obiektów nieożywionych, takich jak atomy, cząsteczki i minerały. Ta cecha lub cecha „życia” jest niewidzialną, niematerialną siłą leżącą u podstaw fizyczności, a Arystoteles nazywa ją „duszą”.

Słowo „organizm” można szeroko zdefiniować jako zbiór cząsteczek, które wpływają na siebie w taki sposób, że funkcjonują jako mniej lub bardziej stabilna całość i mają właściwości życia. Jednak wiele źródeł, leksykalnych i naukowych, dodaje terminy, które są problematyczne dla definicji słowa.

W początkowej fazie rozwoju biologia miała charakter opisowy, później nazwano ją biologią tradycyjną. Przedmiotem jego badań jest Żywa natura w swoim naturalnym stanie i integralności.

Carl Linneusz wniósł znaczący wkład w biologię tradycyjną, tworząc system flory i fauny oraz zbudował najskuteczniejszą klasyfikację roślin i zwierząt, szczegółowo opisując około 1500 roślin. Klasyfikacji dokonano według pewnych cech, które odzwierciedlają wzorce występujące w przyrodzie żywej.

Słownik oxford po angielsku definiuje organizm jako „pojedyncze zwierzę, roślinę lub forma jednokomórkoważycie." Definicja ta problematycznie wyklucza produkty niekomórkowe i pochodzenia roślinnego formy wielokomórkoweżycia, takie jak niektóre grzyby i protisty. Mniej kontrowersyjne, może wykluczyć wirusy i teoretycznie możliwe antropogeniczne nieorganiczne formy życia.

Jest to problematyczne, ponieważ sam gatunek jest trudny do zdefiniowania i istnieje wiele różnych definicji. Słowo „organizm” zwykle opisuje samodzielne zbiory samych systemów pobierania narządów; te z kolei są zbiorami tkanek, które same są zbudowane z komórek.

Materiał tradycyjnej biologii gromadzi się w wyniku bezpośredniej obserwacji przedmiotu badań - żywej przyrody, postrzeganej jako jedna całość w całej różnorodności jej form i przejawów.

Biologia ewolucyjna opiera się na koncepcji rozwoju występującej w biologii. Biologia ewolucyjna rozpoczęła się od teorii Karola Darwina. Ewolucja, zdaniem Darwina, dokonuje się w wyniku oddziaływania 3 głównych czynników: zmienności, dziedziczności i naturalna selekcja. Zmienność służy jako podstawa do tworzenia nowych cech i cech w strukturze i funkcjach organizmów. Dziedziczność wzmacnia te cechy. Pod wpływem doboru naturalnego eliminowane są organizmy nieprzystosowane do warunków bytowania. Dzięki dziedzicznej zmienności i ciągłemu działaniu doboru naturalnego organizmy w procesie ewolucji kumulują nowe funkcje adaptacyjne, co ostatecznie prowadzi do powstania nowych gatunków.

Koncepcję organizmu można zakwestionować na tej podstawie, że same organizmy nigdy nie są naprawdę niezależne od ekosystemu; grupy lub populacje organizmów funkcjonują w ekosystemie w sposób odmienny od funkcji tkanek wielokomórkowych w organizmie. Kiedy organizmy wchodzą w ścisłą symbiozę, nie są w żadnym sensie niezależne, czego nie można przenieść do narządu lub tkanki. Jednakże w podobny sposób narząd w „organizmie” może pozostawać w niezależnych i złożonych współzależnych relacjach z pojedynczymi całymi organizmami lub grupami organizmów, bez czego stabilna funkcja narządu zostanie przekształcona lub ustanie.

Wyróżnia się następujące poziomy wiedzy o materii żywej:

Komórkowy: badany jest poziom życia elementarnego, najmniejszy element ciała, cechy strukturalne, interakcje ze środowiskiem, wpływ środowiska na komórkę i jej reakcje itp.;

Międzykomórkowy: cechy interakcji komórek, wzajemne reakcje, wzajemne oddziaływanie;

Taki układ może pośrednio oddziaływać na inne narządy tego układu, tak jak gatunki wpływają na siebie pośrednio w ekosystemie. Zatem granice organizmu prawie zawsze są kwestionowane, a cała żywa materia istnieje w większych heteroarchalnych systemach życia, składających się z szerokiej gamy przejściowych żywych i martwych tkanek i funkcjonujących między sobą w złożonych i dynamicznych relacjach.

Istnieją dwie główne grupy organizmów: jednokomórkowe i wielokomórkowe. Niektóre proste kształtyżycie, takie jak pantofelek, składa się z jednej komórki przez cały czas koło życia i są tzw organizmy jednokomórkowe. Organizmy wielokomórkowe, taki jak wieloryb czy drzewo, może mieć biliony komórek i mieć zróżnicowane komórki, które pełnią wyspecjalizowane funkcje. Wyrażenie złożony organizm opisuje każdy organizm mający więcej niż jedną komórkę.

Organizm: budowa organizmu, jego funkcjonowanie (życie), interakcja organizmu z środowisko i wpływ środowiska zewnętrznego na organizm;

Międzyorganizm: cechy interakcji między organizmami, wzajemne oddziaływanie.

1 Szczególna teoria względności

2 Ogólna teoria względność

Wstęp. 2

Ekosystem można zdefiniować jako każdą sytuację, w której zachodzi interakcja między organizmami a ich środowiskiem. Ekosystem składa się z dwóch bytów: całego życia, biocenozy i środowiska, w którym życie istnieje w biotopie. W ekosystemie gatunki są połączone i zależne od siebie w łańcuchu pokarmowym oraz wymieniają energię i materię między sobą a środowiskiem.

Pojęcie ekosystemu może odnosić się do jednostek o różnej wielkości, takich jak staw, pole lub kawałek martwego drewna. Jednostka mniejszy rozmiar zwany mikroekosystemem. Na przykład ekosystemem może być skała i całe życie pod nią. Mezoekosystemem może być las, a makrogospodarką może być cały ekoregion wraz ze zlewnią.

1. Życie: ogólne różnice systemy żywe od nieożywionych. 3

2. Właściwości (znaki) systemów żywych. 6

Wniosek. 12

Lista wykorzystanych źródeł: 13

Wstęp

Problem pochodzenia życia stał się obecnie nieodpartą fascynacją całej ludzkości. Ona nie tylko przyciąga bliska Uwaga naukowcy różne kraje i specjalności, ale interesuje ogólnie wszystkich ludzi na świecie.

Stosunki przestrzenne i podziały gruntów

Ekosystemy są często klasyfikowane na podstawie odpowiednich siedlisk. Można zidentyfikować następujące ekosystemy. Innej klasyfikacji można dokonać w odniesieniu do zbiorowisk, na przykład w przypadku ekosystemu ludzkiego. Ekosystemy nie są od siebie odizolowane, ale są ze sobą powiązane. Na przykład szerokość i wysokość są w przybliżeniu dobrym odzwierciedleniem rozmieszczenia różnorodności biologicznej w biosferze. Ogólnie rzecz biorąc, bogactwo różnorodności biologicznej zmniejsza się najszybciej w pobliżu równika, a wolniej w kierunku biegunów.

Obecnie powszechnie przyjmuje się, że pojawienie się życia na Ziemi było procesem naturalnym, całkiem podatnym badania naukowe. Proces ten opierał się na ewolucji związków węgla, która zachodziła we Wszechświecie na długo przed pojawieniem się naszego. Układ Słoneczny i trwało jedynie podczas formowania się planety Ziemia - podczas tworzenia jej skorupy, hydrosfery i atmosfery.

Biosferę można również podzielić na ekostrefy, które dziś są bardzo jasno określone i w dużej mierze przebiegają wzdłuż granic kontynentalnych. Same ekostrefy są podzielone na ekoregiony, chociaż nie ma porozumienia co do ich granic. W ekosystemie powiązania między gatunkami zwykle dotyczą pożywienia i ich roli w łańcuchu pokarmowym. Istnieją trzy kategorie organizmów.

Producentami są zwykle rośliny zdolne do fotosyntezy, ale mogą to być inne organizmy, takie jak bakterie wokół kominów oceanicznych, które są zdolne do chemosyntezy. Konsumenci to zwierzęta, które mogą być konsumentami pierwotnymi, wtórnymi lub trzeciorzędnymi. Rozkładniki - bakterie, grzyby, które ulegają rozkładowi materia organiczna wszystkich kategorii i przywrócić minerały do ​​środowiska. Relacje te tworzą sekwencje, w których każda osoba konsumuje poprzednią i jest konsumowana przez następną, w tak zwanych łańcuchach pokarmowych lub sieciach pokarmowych.

Od zarania życia przyroda podlega ciągłemu rozwojowi. Proces ewolucji trwa od setek milionów lat, a jego efektem jest różnorodność form żywych, która pod wieloma względami nie została jeszcze w pełni opisana i sklasyfikowana.

Zagadnienie pochodzenia życia jest trudne do zbadania, ponieważ nauka podchodząc do problemów rozwoju jako tworzenia rzeczy jakościowo nowej, znajduje się u kresu swoich możliwości jako gałąź kultury oparta na dowodach i eksperymentalnej weryfikacji twierdzeń .

Koncepcje te prowadzą do idei biomasy, produktywności pierwotnej i produktywności wtórnej. Te dwie ostatnie idee są kluczowe, ponieważ pozwalają oszacować nośność: liczbę organizmów, które może utrzymać dany ekosystem. W żadnej sieci troficznej energia zmagazynowana na poziomie producenta nie jest w pełni przekazywana konsumentom. Im wyżej znajduje się łańcuch, tym więcej energii i zasobów jest traconych i zużywanych. Zatem z energetycznego punktu widzenia bardziej efektywne jest bycie konsumentem pierwotnym niż konsumentem wtórnym, a nawet bardziej niż odbiorcą trzeciorzędnym.

Naukowcy nie są dziś w stanie odtworzyć procesu powstawania życia z taką samą dokładnością, jak kilka miliardów lat temu. Nawet najstaranniej zainscenizowany eksperyment będzie jedynie eksperymentem modelowym, pozbawionym szeregu czynników, które towarzyszyły pojawieniu się życia na Ziemi. Trudność polega na niemożności przeprowadzenia bezpośredniego eksperymentu dotyczącego pochodzenia życia (wyjątkowość tego procesu uniemożliwia zastosowanie podstawowej metody naukowej).

Zagadnienie pochodzenia życia jest interesujące nie tylko samo w sobie, ale także ze względu na jego ścisły związek z problemem odróżnienia ożywionego od nieożywionego.

1. Życie: ogólne różnice pomiędzy systemami ożywionymi i nieożywionymi

Życie, wyższe od fizycznych i chemicznych form istnienia materii, w sposób naturalny powstaje w pewnych warunkach w procesie swego rozwoju. Obiekty żywe różnią się od nieożywionych metabolizmem - niezbędnym warunkiem życia, zdolnością do rozmnażania się, wzrostu, aktywnego regulowania ich składu i funkcji, do różne formy ruchliwość, drażliwość, zdolność przystosowania się do środowiska itp. Jednak ściśle naukowe rozróżnienie między obiektami żywymi i nieożywionymi napotyka pewne trudności. Zatem nadal nie ma zgody co do tego, czy wirusy, które poza komórkami organizmu żywiciela nie posiadają żadnych cech życia, można uznać za żywe: są one w tym momencie nieobecne w cząsteczce wirusa procesy metaboliczne, nie jest w stanie się rozmnażać itp. Specyfika obiektów żywych i procesów życiowych można scharakteryzować zarówno pod kątem ich struktury materialnej, jak i najważniejszych funkcji leżących u podstaw wszelkich przejawów życia. Najdokładniejszą definicję życia, obejmującą jednocześnie oba te podejścia do problemu, podał około 100 lat temu F. Engels: „Życie jest sposobem istnienia ciał białkowych, a ten sposób istnienia polega w istocie na ciągłym ja -odnowa chemiczna składniki Określenie „białko” nie zostało jeszcze dokładnie zdefiniowane i zwykle odnosiło się do protoplazmy jako całości.

Wszystkie obecnie znane obiekty posiadające niewątpliwe cechy życia zawierają dwa główne typy biopolimerów: białka i kwasy nukleinowe (DNA i RNA). Świadomy niekompletności swojej definicji Engels pisał: „Nasza definicja życia jest oczywiście bardzo niewystarczająca, gdyż daleka jest od objęcia wszystkich zjawisk życia, lecz przeciwnie, ogranicza się do najbardziej ogólnych i najprostszych wśród nich... Aby uzyskać naprawdę wszechstronne pojęcie o życiu, musielibyśmy prześledzić wszystkie formy jego przejawów, od najniższych do najwyższych.

Karol Darwin w ostatnich wersach „O powstawaniu gatunków” pisze o podstawowych prawach, które jego zdaniem leżą u podstaw powstania wszystkich form życia: „Te prawa, w najszerszym znaczeniu, to wzrost i reprodukcja, dziedziczność , prawie koniecznie wynikające z reprodukcji, Zmienność, w zależności od bezpośredniego lub pośredniego działania warunków życia oraz ćwiczeń i braku ruchu, postęp reprodukcji jest tak wysoki, że prowadzi do Walki o życie i jej konsekwencji - Doboru Naturalnego. .” Pomijając rolę ćwiczeń, które według późniejszych danych pełnią rolę czynnika niedziedzicznej zmienności, uogólnienie Darwina pozostaje aktualne do dziś, a jego podstawowe prawa życiowe sprowadzają się do dwóch jeszcze bardziej ogólnych. Jest to przede wszystkim zdolność istot żywych do przyswajania substancji otrzymanych z zewnątrz, tj. odbudowywać je, upodabniając do własnych struktur materialnych i dzięki temu wielokrotnie odtwarzać (reprodukować). Co więcej, jeśli oryginalna struktura przypadkowo się zmieniła, jest ona nadal odtwarzana w nowej formie. Zdolność do nadmiernej samoreprodukcji leży u podstaw wzrostu komórek, reprodukcji komórek i organizmów, a w konsekwencji postępu reprodukcji (główny warunek doboru naturalnego), a także podstawy dziedziczności i zmienności dziedzicznej.

Radziecki biochemik V.A. Engelhardt uważa reprodukcję własnego gatunku za podstawową właściwość istot żywych, co jest obecnie interpretowane w kategoriach pojęć chemicznych w prawdziwie Poziom molekularny. Inną cechą żywych istot jest ogromna różnorodność właściwości uzyskanych w wyniku zmienności struktur materialnych żywych obiektów. Każda z tych dwóch podstawowych właściwości jest związana przede wszystkim z funkcją jednego z dwóch biopolimerów. „Zapis” właściwości dziedzicznych, tj. Kodowanie cech organizmu niezbędnych do rozmnażania odbywa się za pomocą DNA i RNA, chociaż białka enzymatyczne z pewnością biorą udział w samym procesie rozmnażania. Zatem nie pojedyncza cząsteczka DNA, białka czy RNA jest żywa, ale ich system jako całość. Wdrażanie różnorodnych informacji o właściwościach organizmu odbywa się poprzez syntezę wg kod genetyczny różne białka (enzymatyczne, strukturalne itp.), które ze względu na swoją różnorodność i plastyczność strukturalną determinują rozwój szerokiej gamy adaptacji fizycznych i chemicznych organizmów żywych. Na tym fundamencie w procesie ewolucji powstały żywe systemy kontroli, niezrównane w swojej doskonałości.

Zatem życie charakteryzuje się wysoce uporządkowanymi strukturami materialnymi, zawierającymi dwa rodzaje biopolimerów (białko i DNA lub RNA), które tworzą żywy system, na ogół zdolne do samoreprodukcji zgodnie z zasadą syntezy matrycy. Funkcja skład chemiczny znane nam formy życia - asymetria optyczna substancje czynne, reprezentowane w żywych obiektach przez formy leworęczne lub praworęczne.

Życie jest możliwe tylko pod pewnymi warunkami fizycznymi i warunki chemiczne(temperatura, obecność wody, ilość soli itp.). Jednak zatrzymanie procesów życiowych, na przykład podczas suszenia nasion lub głębokiego zamrażania małych organizmów, nie prowadzi do utraty żywotności. Jeśli struktura pozostanie nienaruszona, po powrocie do normalne warunki zapewnia przywrócenie procesów życiowych.

Życie jakościowo przewyższa inne formy istnienia materii pod względem różnorodności i złożoności składniki chemiczne oraz dynamika przemian zachodzących w organizmach żywych. Systemy żywe charakteryzują się znacznie więcej wysoki poziom porządek, strukturalny i funkcjonalny, w przestrzeni i czasie. Zwartość strukturalna i efektywność energetyczna istot żywych są wynikiem najwyższego rzędu na poziomie molekularnym. „To zdolność żywych do stworzenia porządku z chaosu ruch termiczny cząsteczki” – pisze Engelhardt – „jest najgłębszą, podstawową różnicą między rzeczami żywymi i nieożywionymi. Tendencja do porządkowania, do tworzenia porządku z chaosu, to nic innego jak przeciwdziałanie wzrostowi entropii. Układy żywe wymieniają energię, materię i informację z otoczeniem, czyli są układami otwartymi. Co więcej, w odróżnieniu od systemy nieożywione, w nich nie ma wyrównywania różnic energii i restrukturyzacji struktur w kierunku bardziej prawdopodobnych form, ale obserwuje się coś odwrotnego: przywracane są różnice w potencjałach energetycznych, składzie chemicznym itp., tj. praca zachodzi w sposób ciągły „wbrew równowadze” (E. Bauer). Stanowi to podstawę do błędnych twierdzeń, jakoby organizmy żywe rzekomo nie przestrzegały drugiej zasady termodynamiki. Jednak lokalny spadek entropii w układach żywych jest możliwy tylko ze względu na wzrost entropii w środowisku, tak że w ogóle proces zwiększania entropii trwa, co jest całkiem zgodne z wymogami drugiej zasady termodynamiki. Według przenośnego wyrażenia austriackiego fizyka E. Schrödingera, organizmy żywe zdają się żywić ujemną entropią (negentropią), pobierając ją ze środowiska i zwiększając w ten sposób wzrost w nim dodatniej entropii.

2. Właściwości (znaki) systemów żywych

Zatem ogólne właściwości charakterystyczne dla wszystkich żywych istot i ich różnice w stosunku do podobnych procesów zachodzących w przyrodzie nieożywionej to:

1) jedność składu chemicznego,

2) metabolizm,

3) samoreprodukcja (reprodukcja),

4) dziedziczność,

5) zmienność,

6) wzrost i rozwój,

7) drażliwość,

8) dyskrecja,

9) rytm,

10) względna zależność energetyczna,

11) homeostaza.

1. Jedność składu chemicznego. Organizmy żywe obejmują to samo pierwiastki chemiczne, jak w przedmiotach przyroda nieożywiona. Jednak stosunek różnych pierwiastków w istotach żywych i nieożywionych nie jest taki sam. Skład pierwiastkowy przyrody nieożywionej, wraz z tlenem, reprezentowany jest głównie przez krzem, żelazo, żelazo, aluminium itp. W organizmach żywych 98% składu chemicznego składa się z czterech pierwiastków - węgla, tlenu, azotu i wodoru.

2. Metabolizm. Wszystkie organizmy żywe są zdolne do metabolizmu ze środowiskiem, wchłaniając z niego pierwiastki niezbędne do odżywiania i wydalając produkty przemiany materii. Przy niebiologicznym obiegu substancji są one po prostu przenoszone z miejsca na miejsce lub zmienia się ich stan skupienia, podczas gdy w organizmach żywych wymiana ma jakościowo inny poziom, obejmujący procesy syntezy i rozkładu. Substancje wchłonięte ze środowiska poprzez szereg skomplikowanych przemian chemicznych przekształcają się w substancje żywego organizmu, z którego zbudowane jest jego ciało. Takie procesy nazywane są asymilacją, czyli wymianą plastyczną. Procesy odwracające asymilację, skutkujące kompleksem związki organiczne rozbić na proste, zwane dysymilacją. Wraz z tym rozkładem substancji zatraca się ich podobieństwo do substancji organizmu i uwalnia się energia niezbędna do reakcji biosyntezy, w wyniku czego dysymilacja nazywana jest również metabolizmem energetycznym. Metabolizm zapewnia stałość składu chemicznego i budowy wszystkich części organizmu, a co za tym idzie, stałość ich funkcjonowania w ciągle zmieniających się warunkach środowiskowych.

3. Samoreprodukcja (reprodukcja). Samoreprodukcja, reprodukcja lub reprodukcja jest właściwością organizmów polegającą na reprodukcji własnego rodzaju; proces ten zachodzi na prawie wszystkich poziomach organizacji żywej materii. Dzięki rozmnażaniu nie tylko całe organizmy, ale także komórki, organelle komórkowe (mitochondria, plastydy itp.) po podziale są podobne do swoich poprzedników. Z jednej cząsteczki DNA – kwasu dezoksyrybonukleinowego – po jej podwojeniu powstają dwie cząsteczki potomne, które całkowicie powtarzają pierwotną. Samoreprodukcja opiera się na reakcjach syntezy matrix, czyli tworzeniu struktur w oparciu o informację zawartą w sekwencji nukleotydów DNA.

4. Dziedziczność to zdolność organizmów do przekazywania swoich cech, właściwości i cech rozwojowych z pokolenia na pokolenie. Dziedziczność wynika ze stabilności, opartej na stałości struktury cząsteczek DNA.

5. Zmienność to właściwość, która wydaje się być przeciwieństwem dziedziczności, ale jednocześnie ściśle z nią powiązana, ponieważ zmienia dziedziczne skłonności - geny determinujące rozwój pewnych cech. Inaczej mówiąc, zmienność to zdolność organizmów do nabywania nowych cech i właściwości, która opiera się na zmianach w matrycach biologicznych. Zmienność stwarza różnorodny materiał do doboru naturalnego, czyli selekcji osobników najlepiej przystosowanych do określonych warunków bytowania w przyrodzie, co z kolei prowadzi do pojawienia się nowych form życia, nowych gatunków organizmów.

6. Wzrost i rozwój. Rozwój rozumiany jest jako nieodwracalna, ukierunkowana, naturalna zmiana składu lub struktury obiektów przyrody ożywionej i nieożywionej. Rozwój żywej formy istnienia materii reprezentowany jest przez rozwój indywidualny, czyli ontogenezę i rozwój historyczny lub filogeneza. W procesie rozwoju powstaje specyficzna organizacja strukturalna jednostki, a wzrost jej biomasy wynika z reprodukcji makrocząsteczek, elementarnych struktur komórek i samych komórek. Filogeneza, czyli ewolucja, to nieodwracalny i ukierunkowany rozwój żywej natury, któremu towarzyszy powstawanie nowych gatunków i postępujące (lub regresywne) komplikowanie (lub upraszczanie) życia. Wynikiem ewolucji jest cała różnorodność organizmów żywych na Ziemi.

7. Drażliwość. Każdy organizm jest nierozerwalnie związany ze środowiskiem: czerpie z niego składniki odżywcze, wystawiony na niekorzystne czynnikiśrodowisko, współdziała z innymi organizacjami itp. W procesie ewolucji organizmy żywe rozwinęły i utrwaliły zdolność do selektywnego reagowania wpływy zewnętrzne. Ta właściwość nazywa się drażliwością. Każda zmiana warunków środowiskowych otaczających organizm stanowi w stosunku do niego irytację, a jego reakcja na bodźce zewnętrzne służy jako wskaźnik jego wrażliwości i przejaw drażliwości. Reakcja zwierząt wielokomórkowych na podrażnienie odbywa się poprzez system nerwowy i nazywa się to odruchem.

8. Dyskrecja. Samo słowo „dyskretność” oznacza nieciągłość, separację i charakteryzuje właściwość życia objawiającą się w postaci odrębnych form. Indywidualny organizm lub inny układ biologiczny(gatunek, biocenoza itp.) składa się z oddzielnych izolowanych, to znaczy izolowanych lub ograniczonych w przestrzeni, ale mimo to ściśle powiązanych i oddziałujących ze sobą, tworząc strukturalną i funkcjonalną jedność. Każdy typ organizmu obejmuje pojedyncze osobniki. Ciało wysoce zorganizowanej jednostki tworzy przestrzennie ograniczone jednostki, które z kolei składają się z pojedynczych komórek. Aparat energetyczny komórki jest reprezentowany przez poszczególne mitochondria, aparat do syntezy białek jest reprezentowany przez rybosomy itp. aż do makrocząsteczek. Właściwość dyskretności organizmu jest podstawą jego strukturalnego porządku, możliwością ciągłej samoodnawiania z zastępowaniem elementy konstrukcyjne(cząsteczki, enzymy, organelle komórkowe i całe komórki) bez zaprzestania wykonywanej funkcji. Odrębność gatunku przesądza o możliwości jego ewolucji poprzez śmierć lub eliminację nieprzystosowanych osobników z rozrodu i zachowanie osobników o cechach przydatnych do przetrwania.

9. Rytm. Rytm (od greckiego „rhythmos” – przepływ) rozumiany jest jako powtarzanie tego samego zdarzenia lub stanu przez ściśle określone okresy czasu. W fizyce procesy okresowe wyrażane są w hercach (Hz). Hz to częstotliwość procesu okresowego, przy której jeden cykl procesu okresowego zachodzi w ciągu 1 sekundy. Okresem drgań nazywamy najkrótszy okres czasu, w którym układ drgający powraca ponownie do stanu, w jakim znajdował się w chwili początkowej. W biologii rytmiczność rozumiana jest jako okresowe zmiany intensywności. funkcje fizjologiczne z różnymi okresami oscylacji (od kilku sekund do roku i wieku). Dobowe rytmy snu i czuwania u ludzi są dobrze znane; sezonowe rytmy aktywności i hibernacji u niektórych ssaków (wiewiórki ziemne, jeże, niedźwiedzie) i wielu innych. Rytm ma na celu koordynację funkcji organizmu z otoczeniem, czyli przystosowanie się do stale zmieniających się warunków życia.

10. Względna zależność energetyczna. Organizmy żywe są systemami „otwartymi”, stabilnymi tylko wtedy, gdy mają ciągły dostęp do energii i materii w postaci pożywienia pochodzącego ze środowiska. Organizmy żywe, w odróżnieniu od obiektów przyrody nieożywionej, oddzielone są od środowiska muszlami (zewnętrznymi Błona komórkowa w organizmach jednokomórkowych, tkanka powłokowa w organizmach wielokomórkowych). Błony te utrudniają wymianę substancji pomiędzy organizmem a otoczenie zewnętrzne, minimalizują straty substancji i utrzymują jedność przestrzenną układu. Tym samym organizmy żywe różnią się znacznie od obiektów fizyki i chemii – układów nieożywionych – wyjątkową złożonością oraz wysokim porządkiem strukturalnym i funkcjonalnym. Różnice te nadają życiu jakościowo nowe właściwości. Istoty żywe stanowią szczególny etap rozwoju materii.

11. Homeostaza (samoregulacja) - całość reakcje adaptacyjne organizmu, mające na celu utrzymanie jego dynamicznego stanu środowisko wewnętrzne(temperatura ciała, ciśnienie krwi itd.). Opiera się na zasadzie negatywnego sprzężenia zwrotnego. Jest to zdolność żywych systemów do zachowania stan stabilny w stale zmieniającym się otoczeniu i decyduje o ich przetrwaniu.

Wniosek

Życie, wyższa forma istnienia materii w porównaniu z fizyczną i chemiczną, powstaje w sposób naturalny w pewnych warunkach w procesie swojego rozwoju. Obiekty żywe różnią się od nieożywionych metabolizmem - niezbędnym warunkiem życia, zdolnością do rozmnażania się, wzrostu, aktywnego regulowania ich składu i funkcji, różnymi formami ruchu, drażliwością, zdolnością przystosowania się do środowiska itp.

Specyfika żywych istot polega na ogromnej różnorodności właściwości nabytych w wyniku zmienności struktur materialnych żywych obiektów.

Systemy żywe charakteryzują się znacznie wyższym poziomem porządku, strukturalnego i funkcjonalnego, w przestrzeni i czasie.

Układy żywe wymieniają energię, materię i informację z otoczeniem, tj. są systemami otwartymi. Jednocześnie, w przeciwieństwie do układów nieożywionych, nie ma w nich wyrównywania różnic energetycznych i restrukturyzacji struktur w kierunku bardziej prawdopodobnych form, ale obserwuje się coś odwrotnego: przywracane są różnice w potencjałach energetycznych, składzie chemicznym itp., tj. praca nieustannie toczy się „wbrew równowadze”.

Życie zatem przewyższa jakościowo inne formy istnienia materii pod względem różnorodności i złożoności składników chemicznych oraz dynamiki przemian zachodzących w organizmach żywych.

1. Gorbaczow V.V. Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. - M.: Onyks XXI wiek, 2003.

2. Makarow V.N. Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. - M.: MODEK, 2008.

3. Michajłowski V.N. Koncepcje współczesnych nauk przyrodniczych. - Petersburg: Wiedza, 2004.

4. Engelhardt V. Problem życia w nowoczesne nauki przyrodnicze. // „Komunista”, 1969, nr 3, s. 85.