Основные свойства живых систем

Биологическая система - это биологические объекты разной степени сложности, имеющие несколько уровней организации, представляющие собой совокупность взаимосвязанных элементов, обладающую свойствами целого.

Для всех биологических систем характерны свойства, отличающие их от неживой материи.

1. Единство химического состава.

Все живые организмы характеризуются относительно сходным химическим составом. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы, но в особом, характерном лишь для живого соотношении. Основными биогенными элементами для любых организмов являются O, H, C., N, Р, S. Очень важны также Ca, Mg, K, Na, Cl, Fe и другие.

Все живые организмы характеризуются также сходным составом органических веществ, среди которых наиболее важную роль играют четыре класса соединений: нуклеиновые кислоты, белки, липиды и углеводы.

2. Обмен веществ и энергии.

Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее продукты для питания и выделяя продукты жизнедеятельности. В неживой природе тоже происходит обмен веществ и энергии, но более простого типа: вещества переносятся из одного места в другое или меняется их агрегатное состояние.

У живых организмов обменные процессы имеют качественно иной уровень. Совокупность обменных процессов живых организмов носит название метаболизм. Принято выделять две основные группы реакций метаболизма. Совокупность процессов синтеза, связанных с затратой энергии, называется ассимиляцией, или анаболизмом, или пластическим обменом. Совокупность реакций распада органических соединений, сопровождающихся выделением энергии, называют диссимиляцией, или катаболизмом, или энергетическим обменом. Процессы ассимиляции и диссимиляции в живом организме тесно взаимосвязаны: для синтеза необходимых организму органических соединений требуется энергия, которую поставляют реакции распада. Обмен веществ и энергии обеспечивает

постоянство химического состава и строения организма и его составных частей.

3. Самовоспроизведение (репродукция).

Поддержание жизни, как на уровне отдельного организма, так и на видовом

уровне, всегда связано с самовоспроизведением. В основе самовоспроизведения лежат реакции матричного синтеза, то есть образование новых молекул и структур по информации, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК.

Самовоспроизведение может быть представлено простой репродукцией и размножением. При простой репродукции на смену родительской особи приходит новая дочерняя. Родительская особь при этом погибает. Размножение происходит с сохранением жизнеспособности родительских организмов, а поэтому сопровождается увеличением числа особей.

4. Наследственность.

Это свойство тесно связано с репродукцией. Заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития в неизменном виде из поколения в поколение с помощью носителей информации - молекул ДНК (у некоторых вирусов - РНК). Обусловлена постоянством структуры молекул ДНК.

5. Изменчивость.

Это способность организмов приобретать новые признаки или свойства, отличающие их от родителей и других особей вида. Это свойство противоположное наследственности, и в то же время неразрывно связанное с ней, так как обусловлено или изменением наследственного материала, или же изменением его проявления в разных условиях окружающей среды.

6. Рост и развитие.

Развитие - это необратимое направленное закономерное изменение объекта, в результате которого возникает его новое качественное состояние. Развитие живой материи представлено онтогенезом и филогенезом. Онтогенез - это индивидуальное развитие организма. Филогенез - историческое развитие.

Развитие сопровождается ростом. Рост - это увеличение особи в размерах и массе (то есть количественные изменения) с сохранением общих черт строения.

7. Раздражимость.

Это способность организма избирательно реагировать на внешнее воздействие.

Реакция многоклеточных животных на раздражение осуществляется посредством нервной системы и называется рефлексом. У организмов, лишенных нервной системы, раздражимость выражается в виде таксисов, тропизмов и настий.

Таксис - это активная реакция в виде движения в ответ на действие раздражителя. Встречается у одноклеточных организмов, некоторых клеток многоклеточных организмов, отдельных органоидов (бактерии, водоросли, грибы, простейшие, лейкоциты, пластиды). В зависимости от характера источника раздражения выделяют различные виды таксисов: фото-, -хемо, термо-, гидротаксисы и др. В зависимости от направления движения организма различают таксис положительный (если движение происходит в сторону раздражителя) и отрицательный (при движении от раздражителя). Примером отрицательного фототаксиса может служить движение инфузорий в сторону от яркого света, положительного хемотаксиса - захват лейкоцитом бактерии.

Тропизм - это изменение направления роста органов или их частей у неподвижных организмов, вызванное постоянным однонаправленным действием какого-либо раздражителя. Тоже может быть положительным и отрицательным, а также различаться в зависимости от источника раздражения (фото-, хемо-, гео-, гелио-, термотропизм и т.д.). Рост побегов растения по направлению к свету - пример положительного фототропизма, рост корня по направлению к центру земли - пример положительного геотропизма и отрицательного гелиотропизма.

Настии - движения органов (частей) растений в ответ на ненаправленное изменение факторов среды. Например, свертывание листьев мимозы при прикосновении к ним, раскрытие или закрытие цветка в зависимости от времени суток и т.п.

8.Целостность и дискретность.

Целостность - это непрерывность, дискретность - прерывистость. Любая биологическая система состоит из отдельных взаимодействующих систем, составляющих структурно-функциональное единство. Например, ткань - это структурно-функциональное единство клеток, орган - тканей и т. п.

9. Саморегуляция (авторегуляция).

Это способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать относительное постоянство своего химического состава и интенсивности течения физиологических процессов

(гомеостаз). В этом случае недостаток какого-либо вещества мобилизует внутренние ресурсы организма на выработку этого вещества, а избыток вызывает его запасание.

10. Ритмичность.

Ритм - это повторение одного и того же состояния через определенные промежутки времени. В биологии под ритмом понимают периодические изменения интенсивности физиологических функций с различными периодами колебаний. Например, суточные ритмы сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы активности и спячки у некоторых животных и т. п.

11. Энергозависимость.

Живые тела являются открытыми системами. Они существуют только до тех пор, пока в них извне поступает энергия и материя в виде пищи. Понятие «открытая система» взято из физики. Под открытыми системами понимают динамические, то есть не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые только при условии поступления к ним из окружающей среды энергии и материи.