57. Сущность жизни, уровни организации живого

По современным научным представлениям жизнь – это процесс существования сложных биологических систем, состоящих из огромных органических молекул и способных к самовоспроизводству и поддерживанию своего существования в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой.

Как клетка, так и организм в целом представлены совокупностью упорядоченно взаимодействующих структур (органелл, клеток, тканей, органов), т. е. являются системами.

Живые организмы обладают признаками, отличающими их от неживой материи. Но среди них практически нет ни одного, который был бы присущ исключительно живому. Для описания жизни рассмотрим универсальные свойства живых организмов:

– обмен веществ и энергии. Все живые организмы извлекают, преобразуют и используют энергию окружающей среды и возвращают энергию окружающей среды, возвращают в биосферу преобразованную энергию (тепло, продукты распада);

– размножение (самовоспроизведение). Это обязательное и важнейшее свойство живых организмов. Длительное существование вида, преемственность между родителями и потомками – все это обеспечивается размножением;

– развитие. Под этим подразумевают необратимый, закономерно направленный процесс тесно взаимосвязанных количественных (рост, увеличение, число клеток) и качественных (созревание, старение) изменений особи с момента рождения до ее смерти;

– раздражимость (возбудимость). Свойство организмов реагировать на воздействия окружающей среды (раздражители) активной реакцией, которая помогает им выжить, называется раздражительностью;

– акторегуляцию (саморегуляция). Это способность живого организма сохранить свой состав и свойства на относительно постоянном уровне независимо от меняющихся условий среды. Кроме этого, для живых систем характерна высокая степень организации. Различают несколько структурно-функциональных уровней организации живой материи.

На молекулярном уровне рассматривается роль химических соединений, важных для поддержания жизнедеятельности организма (белков, жиров, углеводов).

На клеточном уровне изучается структурная организация клетки и физиолого-биохимические и структурно-функциональные связи между клетками в различных тканях и органах.

На тканевом и органном уровне изучаются те явления и процессы, которые происходят в особи, а также механизмы функционирования органов как систем, приспособленные изменения и поведение организмов в различных экономических условиях.

Популяционно-видовой уровень отличается от других уровней тем, что популяция при оптимальных условиях среды обитания способна развиваться неограниченно долго. Это принципиально отличается от продолжительности жизни живого организма, так как он умирает, исчерпав возможности своего развития, которые заложены в генетической информации.

Экосистемный (биосферно-биогенетический) уровень рассматривает взаимоотношения организма и среды, а также закономерности протекания энергетических круговоротов и тех процессов, которые протекают в экосистемах.

58. Представления о целостности объектов в биологии

Слово система (от греч. systema – «целое, составленное из частей»)означает совокупность взаимосвязанных элементов, образующих единство (целостность). Для характеристики системного начала объектов обычно прибегают к принципам целостности, структурности, иерархичности, уровневости. Системность объекта предполагает расчлененность на составные части и в то же время наличие связей между компонентами системы, именно взаимосвязь компонентов отличает систему от множества, от совокупности одного общего состояния. Только объединенные в одно целое элементы составляют систему. Принцип системности гласит, что свойства системы как целого не определяются суммой свойств составляющих элементов, а есть нечто новое.

Объекты биологии – это развивающиеся объекты-системы, и все они характеризуются таким общим свойством, как целостность. Например, в отношении биологических объектов выдающийся биолог-эволюционист И. И. Шмальгаузен писал, что организм не есть мозаика частей, органов или признаков. «Целое не получается суммированием частей, хотя бы и при участии какого-либо дополнительного фактора. Оно развивается одновременно с обособлением частей по мере прогрессивного усложнения организации. Нельзя говорить, что целое больше, чем сумма частей. Мы вообще не имеем суммы, так как свойства частей сняты, а в целом мы имеем новые свойства. Организм – не сумма, а система, т. е. соподчиненная сложная взаимосвязь, дающая в своих противоречивых тенденциях, в своем непрерывном движении высшее единство – развивающуюся организацию». Сравнительный анализ процессов образования целостности в разных системах позволяет предположить, что наряду со специфическим существует и универсальный механизм формирования целостности. Частнонаучные исследования показывают, что формирование целостности происходит параллельно с «расслоением» системы на уровни. Механизм образования целостности на материале биологических систем выявляет И. B. Шмальгаузен. Он показал, что организм как целое совершенствуется в ходе и благодаря специализации частей, его составляющих. Причем чем больше специализация частей, тем больше они оказываются в зависимости друг от друга и от организма в целом. «Целое, несущее лишь общие функции, расчленяется на части с разными более специальными функциями, – писал И. И. Шмальгаузен. -Целое дифференцируется, а части специализируются. Однако эта автономизация выражается лишь в обособлении своей специфической функции. Жизнь любой части обеспечивается целым рядом общих функций...»

Обобщая сказанное, можно утверждать, что развивающиеся объект-системы характеризуются таким универсальным признаком, как целостность, а процесс образования целостности связан с формированием уровней организации. Целостность предполагает упорядоченность, наличие классов частей в противоположность хаотическому смешению элементов. В результате возникает иерархическая система, где все разнообразие элементов подразделяется на соподчиненные уровни организации. Это правило, действительно, оказывается универсальным для строения систем. Иерархичность организаций особенно заметна у биологических объект-систем: клетка – организм – популяция – биоценоз.