1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПРИРОДЕ ЖИЗНЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Неотделимость человека от биосферы

Из теоретической экологии известно, что человечество и все остальное живое существует постольку и до тех пор, пока его генетические возможности соответствуют параметрам окружающей его среды. Единственным местом обитания человека и других живых организмов является биосфера. Сложная иерархия структуры жизни и систем с ее участием подчиняется длинному ряду четких закономерностей – законов, правил, принципов функционирования Природы и ее отдельных компонентов, теоретическое обобщение которых приведено в монографии Н.Ф. Реймерса [26]. В самом общем виде эти закономерности, обусловливающие неотделимость человека от биосферы, даны в [13].

Человек входит в биотический компонент биосферы, где он связан пищевыми и непищевыми взаимоотношениями с другими организмами, участвует в биогеохимическом круговороте веществ. Человек подчиняется закону физико-химического единства живого вещества В.И. Вернадского:

Все живое вещество Земли физико-химически едино.

Для человека выполняется закон соответствия условий среды генетической предопределенности организма:

Вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям.

Требования любого живого организма к качеству окружающей среды консервативны. Каждый вид возник в определенной среде, и дальнейшее его существование возможно лишь в ней. Согласно фундаментальным биологическим принципам – закону толерантности и закону Либиха – только определенное сочетание разнообразных факторов внешней среды является оптимальным для ныне существующих видов, в том числе и для человека, также представляющего собой хотя и особый, но биологический вид. Резкое изменение среды жизни может привести к тому, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям жизни. Единственная во Вселенной система, обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях, – это биосфера. В.И. Вернадским и рядом других ученых сформулирован закон незаменимости биосферы, согласно которому:

Человек, как и все живое, может мыслить и действовать в планетарном аспекте только в области жизни – в биосфере, в определенной Земной оболочке, с которой он неразрывно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция.

Именно неотделимость человека от биосферы обусловливает необходимость сохранения того качественного и количественного состава биосферы, в которой возник и может существовать человек как биологический вид, сохраняя свое здоровье и жизнь.

1.2. Формы и уровни жизни

Все объекты живой и неживой Природы по строению представляют собой системы, для которых характерно иерархическое соподчинение входящих в них структурных уровней организации [6], [26].

Иерархичность – важнейшее свойство систем со сложной структурой, характеризующееся наличием субординации или соподчинения ее подсистем или структурных уровней.

При переходе от одного уровня организации к другому возникают качественно новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне. Изучение объекта на более низком иерархическом уровне несет только часть информации обо всем объекте и не всегда соответствует полному представлению о нем. Биологические объекты по своей структуре и по своим функциональным проявлениям достаточно сложны для изучения и понимания. По иерархическому уровню организации их располагают в следующем порядке:

макромолекулы  органеллы  клетки  органы 

 организмы  популяции  сообщества  экосистемы.

Уровень живого организма как единое целое саморегулирующейся иерархической системы, определяющей согласованную реализацию наследственных признаков и функций, которые осуществляются в пределах автономной живой особи, называют онтогенетическим уровнем. Функционирование на онтогенетическом уровне обусловлено наличием в живых организмах хорошо слаженной функциональной системности. На уровне клетки это ядро, рибосомы, митохондрии и т.д. На уровне многоклеточных организмов – совокупность сосудистой, дыхательной, генеративной, нервной и пищеварительной систем. Функциональная системность обусловлена тем, что функционирование отдельно взятых органоидов или их систем невозможно без содействия других органоидов или их систем, неразрывно с ними связанных. Этим взаимодействием обеспечивается и целостность каждой системы, когда процессы на более низких иерархических уровнях организуются функциональными связями последующих структурных уровней организации.

При этом для всех биологических объектов характерна чрезвычайно сложная система взаимосвязанных химических реакций, протекающих со строго контролируемыми скоростями, обеспечивающих сохранение внутренней среды организма и его устойчивость к внешним воздействиям. Описание химического состава и структуры веществ, содержащихся в живых организмах, путей и способов их превращения и механизмов регуляции этих превращений, а также описание энергетического обеспечения процессов, происходящих в клетке и в организме, является предметом изучения биохимии. В данной главе приводятся только основные понятия о химических процессах, протекающих в живых организмах и обусловливающих их жизнедеятельность.