Раздел 1. Общая характеристика жизни.

1. Определение «Жизнь» с позиции системного подхода. Критика идеалистических и метафизических представлений о сущности жизни. Фундаментальные свойства живого.

Жизнь - макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии. Жизнь, согласно этому определению представляет собой ядро упорядоченности, распространяющееся в менее упорядоченной Вселенной. Ф. Энгельс рассматривал жизнь не только как форму движения материи, но и показал, что эта материя белковой природы. Вслед за Энгельсом Э.Шредингер и Л.Бауэр и др. устанавливают характерные фундаментальные особенности живого:

• Упорядоченность

• Компактность

• Системность

• Обмен веществ

• Гомеостаз

• Рост и развитие

• Наследственность и изменчивость

• Дискретность и целостность

• Возбудимость и раздражимость

• Адаптивность

• Эволюционное развитие

• Онтогенез и филогенез

Критика идеалистических и метафизических представлений о сущности живого:

Познание сущности жизни является одной из основных задач современной биологии. Не следует забывать, что любые философские обобщения и выводы всегда являются отражением мировоззрения конкретного ученного. Например, К. Линней внес много нового в биологию (например, предложил сохранившеюся поныне номенклатуру), но будучи глубоко религиозным человеком, стоял на позиции метафизики и признавал сотворение видов богом. По своему мировоззрению учёные с древнейших времен разделились на метафизиков и идеалистов. Материалисты признают, что весь мир материален, природа существует объективно – независимо от сознания человека, а сознание – продукт материи (мозга) и общественного развития. В противоположность к этому идеалисту утверждают, что первичным является нематериальное начало и что весь материальный мир — порождение сознания, духа. Связь идеализма с религией очевидна. Для биолога-идеалиста возникновение жизни на Земле – это вопрос о возникновении и источнике интеллекта – «мирового разума» и т.д.

Для материалистов, жизнь всецело материальна по своей природе; не она порождается интеллектом, а наоборот, интеллект возникает и является результатом прогрессивного развития материи.

2. Иерархические уровни организации жизни. Элементарные единицы, элементарные явления и проявления главных свойств жизни на различных уровнях ее организации.

1.Молекулярный уровень. Он представлен разнообразными молекулами, находящимися в живой клетке. Компоненты:

Молекулы неорганических и органических соединений

Молекулярные комплексы

Основные процессы:

Объединение молекул в особые комплексы, осуществляющие кодирование и передачу генетической информации.

2.Клеточный уровень. Основная единица – клетка, является самостоятельно функционирующий биологической единицей. Отдельные органоиды в составе клетки имеют характерное строение и выполняют определенную функцию. У одноклеточных организмов все жизненные процессы проходят в одной клетке. У многоклеточных организмов одна клетка не может существовать как отдельный организм, но она является элементарной структурной единицей организма. Только на этом уровне возможны реализация генетической информации и процессы биосинтеза. Для одно­клеточных организмов этот уровень совпадает с организменным;

3.Тканевой уровень. Тканевый уровень представлен тканями, объединяющими клетки определённого строения, размеров, расположения и сходных функций. Ткани возникли в ходе исторического развития вместе с многоклеточностью. У многоклеточных организмов они образуются в процессе онтогенеза как следствие дифференцировки клеток. У животных различают несколько типов тканей (эпителиальная, соединительная, мышечная, нервная). На этом уровне происходит специализация клеток. Компоненты: Клетка — основной структурный компонент организма. Из клеток образованы ткани и органы многоклеточного организма. Основные процессы: специализация клеток, их дифференцировка.

4.Органный уровень представлен органами организмов. У простейших пищеварение, дыхание, циркуляция веществ, выделение, передвижение и размножение осуществляются за счёт различных органелл. У более совершенных организмов имеются системы органов. У растений и животных органы формируются за счёт разного количества тканей. Для позвоночных характерна цефализация, заключающаяся в сосредоточении важнейших центров и органов чувств в голове.

5. Организменный уровень. Он представлен одноклеточными и многоклеточными организмами растений, животных, грибов и бактерий. Компоненты:

Клетка — основной структурный компонент организма. Из клеток образованы ткани и органы многоклеточного организма. Основные процессы:

• Обмен веществ (метаболизм)

• Раздражимость

• Размножение

• Онтогенез

• Нервно-гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности

• Гомеостаз

6.Популяционно-видовой уровень Представлен в природе огромным разнообразием видов и их популяций. Компоненты: Группы родственных особей, объединённых определённым генофондом и специфическим взаимодействием с окружающей средой. Основные процессы:

• Генетическое своеобразие

• Взаимодействие между особями и популяциями

• Накопление элементарных эволюционных преобразований

• Осуществление микроэволюции и адаптация к изменяющейся среде

• Видообразование

• Увеличение биоразнообразия

7.Биогеоценотический уровень. Он представлен разнообразием естественных и культурных биогеоценозов во всех средах жизни. Компоненты:

• Популяции различных видов

• Факторы среды

• Пищевые цепи, потоки веществ и энергии

Основные процессы:

• Биохимический круговорот веществ и поток энергии, поддерживающие жизнь

• Подвижное равновесие между живыми организмами и абиотической средой (гомеостаз)

• Обеспечение живых организмов условиями обитания и ресурсами (пищей и убежищем)

8.Биосферный уровень. Он представлен высшей, глобальной формой организации биосистем — биосферой. Компоненты:

• Биогеоценозы

• Антропогенное воздействие

Основные процессы:

• Активное взаимодействие живых и неживых веществ планеты

• Биологический глобальный круговорот веществ и энергии

• Активное биогеохимическое участие человека во всех процессах биосферы, его хозяйственная и этнокультурная деятельность

3. Биологические (живые) системы – особый этап развития и формы движения материи. Общая теория систем, теория биологических систем. Организация открытых биологических систем в пространстве и во времени (хронобиология).

Живые системы - особый этап развития и форма движения материи. Их основные свойства: специфический химический состав, пространственно-временная организация, обмен веществ, энергии и информации, саморегуляция и гомеостаз, самовоспроизведение, наследственность, изменчивость, развитие, раздражимость, движение. Живая система - открытая, саморегулирующаяся, самовоспроизводящаяся система. Элементами клетки как целостной системы являются молекулы, ее части и органоиды, связанные между собой; элементами организма - клетки, ткани, органы и системы органов; элементами вида - особи и популяции; элементами биосферы - все живые организмы, связанные со средой обитания и образующие биогеоценозы.

Основы концепции общей теории систем были заложены в середине прошлого столетия Людвигом фон Берталанфи. Именно он разработал общую теорию систем. Она охватывает все объекты природы и общества. Теория выделяет биологические, социальные, космические, физические, экономические и прочие системы, объединяющиеся в три крупные категории: микромир, макромир и мегамир. К микромиру относятся элементарные частицы и атомы, к макромиру — все, от молекул до океанов и материков, к мегамиру — космические объекты. Макромир включает и живые системы.

Открытые биологические системы - это совокупность постоянно взаимодействующих живых элементов, выстроенная в определенном иерархическом порядке и открытая в той или иной степени для обмена с окружающей средой. Признаки: Единый химический состав. Все природные объекты построены из одних и тех же молекул. Наследственность — свойство передавать особенности строения и функционирования из поколения в поколение. Изменчивость — свойство приобретать в течение жизни новые характеристики и навыки. Рост и развитие. Представляют собой направленное необратимое изменение. Выделяют индивидуальное и историческое развитие живых систем, называемые онтогенезом и филогенезом соответственно. Раздражимость (рефлексы, таксисы) — свойство реагировать на стимулы и изменения окружающей среды. Дискретность. Любая живая система состоит из отдельных, но взаимодействующих элементов, образующих иерархическую структуру. Саморегуляция. Существуют внутренние механизмы поддержания гомеостаза, способствующие выживаемости системы. Саморегуляция основана на принципе отрицательной обратной связи. Ритмичность. Усиление и ослабление различных процессов через равные промежутки времени.