ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕЖИЗНЬ, ЕЕ ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ

Тема 3

ЗАКОНОМЕРНОСТИ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ

ЖИЗНЬ, ЕЕ ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ

ПЛАН:

1. ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ЖИЗНИ

2. ИЕРАРХИЯ ЖИВОГО В БИОСФЕРЕ.

1. ФОРМЫ ПРОЯВЛЕНИЯ ЖИЗНИ

Принято выделять три основных закономерности, характеризующих жизнь: самообновление, самовоспроизводство, саморегуляция. В основе самообновления лежат потоки вещества и энергии; в основе самовоспроизводства - преемственность сменяющих друг друга генераций биосистем; саморегуляция базируется на потоках вещества, энергии и информации.

Приведенные закономерности определяют основные проявления жизни, их 8: обмен веществ и энергии, раздражимость, гомеостаз, репродукция, наследственность, изменчивость, онтогенез, филогенез.

Кратко определим суть каждого из жизненных проявлений:

обмен веществ и энергии - для биосистем является общеобязательным условием их существования. Обмен веществ обеспечивает аутообновление и аутовоспроизводство биосистем, открытых по веществу и энергии. Окружающая среда влияет на организм, но и живая система в результате своей жизнедеятельности изменяет окружающую среду;

раздражимость - связана с передачей информации из внешней среды любой биосистеме и проявляется реакцией этих систем на внешнее воздействие. Организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды, они способны извлекать из нее необходимое для своего существования, следовательно, с раздражимостью связан обмен веществ, энергии и информации. Информация обеспечивает в биосистемах саморегуляцию;

гомеостаз - поддержание постоянства состава внутренней среды организма за счет саморегуляции. Биосистемам на разных уровнях организации свойственна адаптация - это приспособление живого к непрерывно меняющимся условиям среды. Адаптация выработалась в эволюции как следствие выживания наиболее приспособленных;

репродукция - обусловлена тем, что существование каждой из биологических систем ограничено во времени; поддержание жизни на любом из уровней связано с репродукцией. Благодаря репродукции жизнь любого из биологических видов не прекращается, размножение всех видов планеты поддерживает существование биосферы. Репродукция на молекулярном уровне обеспечивает обмен веществ;

наследственность - обеспечивает поток генетической информации между поколениями организмов, этот процесс связан с репродукцией на молекулярном уровне при участии нуклеиновых кислот;

изменчивость - свойство, противоположное наследственности, связанное с появлением признаков, отличающихся от типичных. Без изменчивости эволюция органического мира была бы невозможна, новые признаки захватываются и закрепляются отбором, так появляются новые формы, новые виды;

онтогенез - процесс индивидуального развития организма от образования зиготы до смерти. Онтогенез предполагает реализацию наследственной информации в ходе индивидуального развития, основанного на репродукции молекул, клеток и др. биологических структур, а также на их дифференцировке;

филогенез базируется на прогрессивном размножении, наследственной изменчивости, борьбе за существование и отборе. Прогрессивная эволюция прошла ряд ступеней от доклеточных и одноклеточных форм до сложных, многоклеточных.

Все многообразие организмов разделяется на две группы - клеточные и неклеточные формы жизни.

К неклеточным формам жизни традиционно относят вирусы. Не существует единой точки зрения на их происхождение. Некоторые ученые считают, что они являются примитивными формами, стоявшими у истоков жизни, другие считают, что вирусы произошли от организмов более сложной организации, но сильно упростившихся из-за паразитического образа жизни, согласно третьей точке зрения, вирусы - сборная группа, включающая как первично примитивные, так и дегенерировавшие формы.

Клеточные формы - основная масса живых существ. В процессе эволюции органического мира клетка явилась единственной элементарной системой, которой свойственны все проявления жизни. Клеточные формы делятся на две категории: прокариоты и эукариоты. Прокариоты не имеют типичного ядра, в основном это бактерии, ДНК у них кольцевая, в клетках отсутствуют митохондрии, центриоли, пластиды.

Эукариоты имеют типичный ядерный аппарат. Среди них как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Эукариоты делятся на два царства - растений (автотрофы) и животных (гетеротрофы), в последнее время в дополнение к ним выделяют царство грибов.

Животные - первично гетеротрофные организмы. Клетки лишены плотной наружной оболочки, Обычно это активно-подвижные организмы, но могут быть и прикрепленные формы. Запасные углеводы у них откладываются в форме гликогена.

Растения - автотрофы, иногда вторичные гетеротрофы. Их клетки обладают плотной стенкой, состоящей из целлюлозы, реже - из хитина. Запасные вещества у растений откладываются в виде крахмала.

Грибы - первично гетеротрофные организмы. Клетки у них имеют хорошо выраженную оболочку, состоящую из хитина или целлюлозы. Обычно грибы являются прикрепленными формами. Запасные вещества откладываются у них в форме гликогена.

Вершина эволюции животного мира - тип хордовых, растительного мира - тип покрытосеменных.

2. ИЕРАРХИЯ ЖИВОГО В БИОСФЕРЕ

Органический мир целостен, т.к. составляет систему взаимосвязанных частей, в тоже время он дискретен, т. к. состоит из дискретных единиц организмов или особей. Каждый организм одновременно и целостная, и дискретная система. В биологии ХХ века сложились представления об уровнях организации как конкретном выражении упорядоченности, являющейся одной из основ живого. На всех уровнях организации жизни проявляются все основные свойства живой материи, хотя на каждом из уровней характер их проявления имеет качественные особенности.

Большинство биологов считают, что свойства живого в полной мере проявляются в отдельном организме, что единицей жизни является клетка, и что специфика живого связана с особой упорядоченностью биологических структур - молекул ДНК. Но проблемы биологической организации значительно шире и их решение - это выявление общих принципов в организации живого, законов возникновения развития жизни.

Людвиг фон Берталанфи в 1927 году разработал "Организменную концепцию", которая далее трансформировалась в "Общую теорию систем". Основа его концепции - иерархический порядок организации живой природы, в котором каждая система - комплекс взаимодействующих элементов - является компонентом системы более высокого уровня: атомы в молекуле, молекулы в клетке, клетки в организме, организмы в колониях и сообществах.

В развитии систем одни организаторы подчинены другим - рангом выше, те в свою очередь подчинены еще более высоким рангам. Следовательно, организацию данной системы нельзя объяснить суммированием свойств ее элементов, а надо исходить из ее соподчиненного положения в иерархии живой природы. В настоящее время к выявлению принципов организации жизни подходят с кибернетических позиций. Биолог - эволюционист И.И. Шмальгаузен отмечал, что в кибернетическом подходе нет никаких попыток сведения биологических явлений к физическим или химическим. Но и кибернетика не дает четкий ответ на главные вопросы - на каком уровне сложности начинается живое, в чем состоит первооснова биологической организации, каковы ее истоки?

В настоящее время выделяют следующие уровни организации живой материи: молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно-видовой, биоценотический, биосферный.

Выделяют следующие градации: микромир, макромир, мегамир.

Микромир мы можем постичь, только используя микроскопическую технику. Человек живет на среднем уровне, наиболее богатом в информационном отношении - это макромир. Все, что выходит за пределы нашей биосферы - мегамиры.

Исходное научное знание фиксирует и формирует объект и предмет научного исследования, в которых накапливаются научные факты и возникают научные проблемы. Решение проблемы начинается с выдвижения идей и формулирования гипотез. Подтвержденные гипотезы принимают статус законов и тем самым завершают формирование зрелой теории. Метатеории - синтез мирового научного знания в общих и частных научных картинах мира.

 Романова Е.М., 1999

УДК 57.

Лекционный курс разработан зав. кафедрой биологии, ветеринарной генетики, паразитологии и экологии доктором биологических наук, профессором Романовой Е.М.

г. Ульяновск, ГСХА, 1999, 138 с.