3. Определение жизни, отличие живых систем от неживых

Живое от неживого можно отличить по трем аспектам:

• вещественному

• Структурному

• функциональному.

Вещественный аспект. Живое состоит в основном из элементов – органогенов и из сложных органических молекул (полипептиды, белки и др.) на основе углеродных цепей. Состав живого постоянно обновляется за счет самокопирования белковых молекул. Клеточным растворителем является вода.

Структурный аспект. В основе структуры живого лежит клетка. Живое имеет более высокоупорядоченное строение и более сложную системную организацию, чем неживое. В живом существуют надорганизменные объединения (биоценозы, биосфера).

Для живого характерна ассиметрия и хиральность. Хиральность — отсутствие симметрии относительно правой и левой стороны. Руки человека – яркий пример хиральности: левая рука не накладывается поверх правой руки. Молекулярная хиральность – необходимое свойство оптической активности молекул в живых организмах.

Также молекулы в живом имеют пространственную упорядоченность и компактность (закручивание в спираль молекулы белка, компактность упаковки ДНК в хромосомах). Такая конструктивность структур живого совмещается с их энергетической экономичностью. Также для живого характерна внутренняя согласованность биохимических и биофизических процессов.

Функциональный аспект

• Живые способны не только к росту (количественный аспект) но и к развитию, которое сопровождается качественными преобразованиями.

• Живое не может существовать без постоянного притока энергии из окружающей среды. При этом происходит уменьшение собственной энтропии (наведение порядка в живом), но увеличение беспорядка в ОС за счет отходов жизнедеятельности.

• Активная реакция на внешнюю среду, обмен веществом, энергией, информацией. Живое способно получать, сохранять и передавать информацию из поколения в поколение (генетический и социальный каналы трансляции памяти).

• Размножение. Воспроизводство себе подобных избыточное, что является основой эволюции.

• Целесообразное распространение в пространстве и времени, что обеспечивает оптимальные условия для выживания.

• Высшим формам живого присущ разум, который позволяет познавать самое себя.

Существуют переходные формы от неживого к живому – вирусы (вирионы), прионы, нанобактерии. Вирусы вне клетки не обладают признаками живого и ведут себя как кристаллы. У них есть наследственный аппарат (цепь ДНК или РНК), но отсутствуют необходимые для обмена веществ ферменты. Они могут расти, лишь проникая в клетки другого организма, используя его ферментные системы и подчиняя действия клетки своим нуждам.

Прионы — особый класс инфекционных агентов белковой природы, не содержащих нуклеиновых кислот. Они могут вызывать тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных (т. н. «медленные инфекции»).

Нанобактерии. Это карликовая форма бактерий (нанобактерии меньше, чем вирусы). Они выделяют некоторые аминокислоты и способны к самовоспроизведению. Механизм самовоспроизведения нанобактерий пока неизвестен, так как полинуклеотиды в их составе не обнаружены.

В науке до сих пор нет однозначного ответа на вопрос: «Что такое жизнь?» Приведем классическое определение жизни, сформулированное Ф. Энгельсом: "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка".

Исходя из перечисленных свойств живого, можно сформулировать современное определение жизни. «Жизнь – высшая из природных форм движения материи, она характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, вещественную основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфорорганические соединения».

Современные концепции происхождения и сущности жизни