5. Особенности биологического уровня организации материи

Познание сущности жизни – одна из основных задач естествознания. Дать научное определение жизни, указать принципиальное отличие живого от неживого очень сложно. Эта задача требует выяснения вопроса, в чем же именно заключается более высокое качество биологической формы существования материи, что приводит к поискам свойств, присущим живым телам и отсутствующих у неживых, выяснению особенностей эволюции, воспроизводства и развития живых систем.

1. Свойства живых систем

По современным представлениям живой организм– это открытая, самообновляемая, саморегулируемая, самовоспроизводящаяся система, построенная из биополимеров и проходящая путь необратимого развития. Рассмотрим общие, характерные для всех живых организмов свойства и их отличия от похожих процессов, протекающих в неживой природе.

Самообновление– свойство живых организмов осуществлять непрерывный обмен с окружающей средой энергией и веществом, благодаря которому происходит восстановление разрушенных компонентов и замена их новыми, подобными им. Живой организм использует внешние источники энергии (свет, пищу). Через живые системы, таким образом, проходят потоки веществ и энергии, поэтому они называются открытыми. Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных процессов – ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция – это процесс синтеза органических веществ в организме, а диссимиляция – процесс распада сложных органических веществ с выделением энергии. Отметим, что в неживой природе также существует обмен веществами. Однако в небиологическом круговороте вещества просто переносятся с одного места на другое или изменяют агрегатное состояние.

Саморегуляция– способность живых организмов, обитающих в непрерывно изменяющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов. Саморегуляцией в организмах поддерживается постоянство структурной организации – гомеостаз (от гр.homoios– равный, неизменный,stasis– состояние). Для всех живых существ характерно наличие механизмов, поддерживающих постоянство внутренней среды. Продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное и строго специфическое тормозящее воздействие на те ферменты, которые составляют начальное звено в длинной цепи реакций. По принципу обратной связи регулируются процессы обмена веществ, репродукции, считывания наследственной информации.

Самовоспроизведение– свойство живых организмов воспроизводить себе подобных, основанное на способности молекул ДНК передавать из поколения в поколение наследственную информацию о признаках, свойствах и функциях организмов. Благодаря этой способности не прекращается существование вида. В основе самовоспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т.е. образования новых молекул и структур на основе информации, заложенной в структуре молекул ДНК.

Наследственность – свойство живого организма, тесно связанное с самовоспризведением и заключающееся в способности живого организма передавать свои признаки и свойства, а также особенности развития из поколения в поколения.

Изменчивость – способность организма приобретать новые признаки и свойства.

Развитие– необратимое направленное закономерное изменение живых организмов, в результате которого возникает новое качественное состояние, изменяется его состав и структура. Развитие живых организмов представлено индивидуальным развитием илионтогенезом, и историческим развитием илифилогенезом. Онтогенез – это вся совокупность преобразований организма от момента его зарождения до прекращения существования. На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. Развитие их сопровождается ростом. Филогенез, или эволюция, – это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. Результатом эволюции является все многообразие живых организмов на Земле.

Раздражимость – неотъемлемая черта, свойственная всему живому, являющаяся выражением одного из общих свойств всех тел природы – свойства отражения. Раздражимость связана с передачей информации из внешней среды любой биологической системе (организм, орган, клетка) и проявляется реакциями этих систем на внешнее воздействие Благодаря этому свойству организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды, способны извлекать из нее все необходимое для своего существования, а следовательно, с ними связан столь характерный для живых организмов обмен веществ, энергии и информации.

Все живые организмы построены из биополимеров– высокомолекулярных природных соединений (белков, нуклеиновых кислот и т.д.),участвующих во всех процессах жизнедеятельности организма. В живом организме белки играют, в основном, роль структурных компонентов и катализаторов (ферментов), а нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение и передачу наследственной информации.