Основные свойства живой природы

Чем отличается живое от неживого?

Определение понятия «жизнь». Из всего, что нас окружает, самое труднообъяснимое явление – жизнь. В повседневности мы привыкли к тому, что жизнь существует вокруг нас и в нас самих, и поэтому утратили способность удивляться этому феномену. Нужно признать, что в науке пока нет общепринятого определения понятия «жизнь». Известно множество его определений, но ни одно из них не охватывает всех особенностей этого уникального явления.

Наиболее удачное современное определение жизни принадлежит отечественному ученому М. В. Волькенштейну: «Живые существа, встречающиеся на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».

Субстрат жизни. Уровень развития биологических знаний в конце XIX в. позволил установить, что основным субстратом жизни (от лат. субстратум – подстилка, подкладка) являются два класса биополимеров – белки и нуклеиновые кислоты. В настоящее время на Земле не известно ни одной живой системы, которая не представляла бы собой совокупность белков и нуклеиновых кислот, обладающих высокой упорядоченностью на молекулярном уровне. В связи с этим известный отечественный биохимик В. А. Энгельгардт подчеркивал, что «в способности живого создавать порядок из хаотического теплового движения молекул состоит наиболее глубокое, коренное отличие живого от неживого».

В состав живых систем входят одни и те же химические элементы, что и в неживых телах. Однако соотношение химических элементов в живом и неживом разное. В живых организмах 98% химических элементов приходится на такие элементы, как углерод, кислород, азот, водород. Живые организмы обладают единством химического состава.

Основные свойства живых систем. Живые организмы могут быть рассмотрены как особые системы. (Система – совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определенную целостность, единство.)

Открытость живой системы означает ее способность существовать только при условии постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Подавляющее большинство живых организмов используют энергию солнечных лучей. Зеленые растения потребляют эту энергию для синтеза органических веществ, необходимых как самим растениям, так и другим организмам, живущим на Земле. Все организмы используют энергию, содержащуюся в пище, для поддержания своей жизнедеятельности, роста и размножения.

Свойство саморегуляции связано со способностью любой живой системы поддерживать постоянство состава своей внутренней среды, т. е. с гомеостазом. Организмам свойственно относительное постоянство химического состава, их физико-химических особенностей. Это важнейшее условие для сохранения функций живой системы при изменении условий окружающей среды.

Живые организмы, в отличие от тел неживой природы, не вечны. По прошествии определенного времени они умирают, а жизнь продолжается в их потомках. Преемственность жизни обеспечивается способностью организмов к самовоспроизведению. Все живое способно к размножению. Новые организмы возникают в результате размножения таких же организмов.

Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности, т. е. способности организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.

Свойство, противоположное наследственности и тесно взаимосвязанное с ней, – изменчивость. Изменчивость проявляется в способности организмов приобретать новые признаки. Благодаря изменчивости организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды, т. е. адаптироваться.

Другие важные свойства живого – рост и развитие. В разделе «Растения» вы изучали особенности роста и развития растительных организмов, в разделе «Животные» – рост и типы развития животных. Об особенностях процессов роста и развития человеческого организма вы узнали из раздела «Человек и его здоровье». Вспомним, что рост характеризуется изменением количественных параметров: увеличением размера и количества клеток, увеличением массы тела. Рост происходит благодаря усвоению питательных веществ и сопровождается развитием.

Неотъемлемая черта всего живого – раздражимость, которая проявляется в способности живых систем (клетка, орган, организм) отвечать специфическими реакциями на определенные внешние воздействия. Любые внешние воздействия можно рассматривать как информацию о чем-то.

Важнейшими свойствами живого следует считать целостность и дискретность. С одной стороны, живая природа целостна, так как представляет собой систему взаимосвязанных частей, организована определенным образом и подчиняется общим законам. С другой стороны, органический мир дискретен (лат. discretus – прерывистый, состоящий из отдельных частей), так как состоит из изолированных единиц – организмов, или особей. Каждый организм также дискретен, поскольку образован изолированными, хотя и взаимодействующими органами, тканями, клетками. Вот почему любой организм представляет собой целостную систему.

Уровни организации живого. Современная биология рассматривает живую природу как совокупность живых систем разного уровня организации. Обычно биологи выделяют следующие организационные уровни.

Молекулярный уровень. Любая живая система, как бы просто или сложно она ни была организована, состоит из макромолекул нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов и других важных органических соединений. На молекулярном уровне проявляются обмен веществ и превращение энергии, происходит передача наследственной информации.

Клеточный уровень. Клетка – структурно-функциональная единица, а также единица размножения всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне происходят разнообразные процессы жизнедеятельности: рост, развитие, передача информации, превращение веществ и энергии.

Организменный уровень. Элементарная единица организменного уровня – особь. Любая особь (организм) – это живая система. В другой форме жизнь на нашей планете не существует.

Организмы бывают одноклеточными и многоклеточными. Многоклеточные организмы состоят из множества клеток. Клетки, сходные по происхождению, строению и выполняемым функциям, образуют ткани. Из тканей формируются органы. Иногда вычленяют тканевый и органный уровни как промежуточные между клеточным и организменным уровнями.

Популяционный уровень. Совокупность особей одного и того же вида, обитающих на общей территории, образует популяцию. Популяция – надорганизменная система, в которой происходят элементарные эволюционные процессы.

Биогеоценотический уровень. Популяции различных видов растений, животных, грибов, бактерий, взаимосвязанных между собой и с условиями неживой природы, составляют биогеоценоз. Основная функция этого комплекса живых организмов и окружающей среды – накопление и перераспределение энергии между ее членами.

Биосферный уровень. Биосферу можно рассматривать как совокупность всех биогеоценозов, как систему, охватывающую все процессы, связанные с жизнью на нашей планете.

Все уровни живой природы взаимосвязаны и подчиняются общим закономерностям существования. Каждый предыдущий уровень – структурная единица последующего, что свидетельствует о целостности и дискретности живой природы.

Вопросы и задания

  1. Докажите, что организм человека – открытая саморегулирующаяся, самовоспроизводящаяся система.
  2. Приведите примеры, демонстрирующие такое свойство живых систем, как развитие.
  3. Какие вещества называют «субстратом жизни»? Почему они так названы?
  4. Можно ли при характеристике живой системы ограничиться лишь одним или двумя ее свойствами? Ответ обоснуйте.
  5. Докажите, что клетки, ткани и органы в совокупности еще не представляют собой целостный организм.
  6. О чем свидетельствует иерархический (соподчиненный) способ организации живой материи?