Сайт вчителів біології Мбоу ліцей № 2 міста Черкассиа 1

Критерії живих систем (Основні властивості життя)

Поняття біосистеми. За сучасними уявленнями, жива матерія існує в формі живих систем - біосистем. Згадаймо, що системою називають цілісне утворення, створене безліччю закономірно пов'язаних один з одним елементів, що виконують особливі функції.

Живими системами, або биосистемами, є клітини і організми, види і популяції, біогеоценози і біосфера (загальна, глобальна біосистеми). У цих різних за складністю биосистемах життя проявляється цілою низкою загальних властивостей живої матерії.

Властивості життя. У біології з давніх пір властивості живого традиційно розглядаються на прикладі таких біосистем, як організм.

Всі живі істоти (як одноклітинні, так і багатоклітинні) володіють наступними відмітними властивостями: обміном речовин, подразливістю, рухливістю, здатністю до росту і розвитку, розмноженням (самовідтворення), передачею властивостей від покоління до покоління, впорядкованістю в структурі та функціях, цілісністю і дискретністю (відособленістю), енергозалежністю від зовнішнього середовища. Живим істотам також властива специфічність взаємин між собою і з середовищем, що забезпечує їм динамічна рівновага (динамічну стійкість) існування в природі. Ці властивості вважаються універсальними, так як характерні для всіх організмів. Деякі з названих властивостей також можуть бути і в неживій природі, однак всі разом вони характерні тільки для живого. Охарактеризуємо коротко ці властивості.

Єдність хімічного складу. Живі організми складаються з тих же хімічних елементів, що і тіла неживої природи, проте співвідношення цих елементів характерно тільки для живого. У живих системах близько 98% хімічного складу припадає на чотири хімічні елементи (вуглець, кисень, азот і водень), що входять до складу органічних речовин, а в загальній масі речовин тіла основну частку становить вода (не менше 70-85%).

Єдність структурної організації. Одиницею будови, життєдіяльності, розмноження та індивідуального розвитку є клітина. Поза клітини життя не виявлено.

Обмін речовин і енергії - це сукупність хімічних реакцій, що забезпечують надходження в організм із зовнішнього середовища енергії та хімічних сполук, їх перетворення в організмі і видалення з організму в навколишнє середовище у вигляді перетвореної енергії і продуктів життєдіяльності. Обмін речовин і потік енергії реалізує зв'язок організму з зовнішнім середовищем, що є умовою його життя.

Розмноження (самовідтворення) - це найважливіша властивість життя, суть якого образно висловив ще Луї Пастер: «Все живе походить тільки від живого». Життя, один раз виникнувши шляхом самозародження, з тих пір дає початок тільки живому. В основі цієї властивості лежить унікальна здатність до самовідтворення основних керуючих систем організму: хромосом, ДНК, генів. У зв'язку з цим спадковість як механізм самовідтворення є унікальною властивістю тільки живих істот. Іноді відтворення живих організмів відбувається з внесенням змін, що виникли шляхом мутацій. Такі зміни, що зумовлюють появу мінливості. можуть дати деякі відхилення від початкового стану і різноманітність при розмноженні.

Здатність до зростання і розвитку. Зростання - це збільшення маси і розмірів особини за рахунок збільшення маси і числа клітин. Розвиток - це незворотний, закономірно спрямований процес якісних змін організму з моменту його народження до смерті. Розрізняють індивідуальний розвиток організмів, або онтогенез (грец. Ontos - «суще»; genesis - «походження»), і історичний розвиток - еволюцію. Еволюція - це необоротне перетворення живої природи, що супроводжується появою нових видів, пристосованих до нових умов зовнішнього середовища.

Спадковість - властивість живих організмів забезпечувати матеріальну і функціональну наступність між поколіннями, а також обумовлювати специфічний характер індивідуального розвитку в певних умовах зовнішнього середовища.

Це властивість здійснюється в процесі передачі матеріальних одиниць спадковості - генів, відповідальних за формування ознак і властивостей організму.

Мінливість - властивість живих організмів існувати в різних формах. Мінливість може реалізуватися у окремих організмів або клітин в ході індивідуального розвитку або в межах групи організмів в ряду поколінь при статевому або безстатевому розмноженні.

Подразливість - це специфічні відповідні реакції організмів на зміни навколишнього середовища. Відповідаючи на вплив факторів середовища активної реакцією дратівливості, організми взаємодіють із середовищем і пристосовуються до неї, що допомагає їм вижити. Прояви дратівливості можуть бути різні: рухливість тварин при добуванні їжі, при захисті від несприятливих умов, при небезпеки; орієнтовані ростові рухи (тропізми) у рослин і грибів до світла, в пошуках мінерального живлення і т. д.

Енергозалежність. Всі організми потребують енергії для здійснення процесів життєдіяльності, для руху, підтримки своєї упорядкованості, для розмноження. У більшості випадків організми для цього використовують енергію Сонця: одні безпосередньо - це автотрофи (зелені рослини і ціанобактерії), інші - опосередковано, у вигляді органічних речовин споживаної їжі, це гетеротрофи (тварини, гриби, бактерії і віруси). На цій підставі всі живі системи вважаються відкритими системами. стійко існуючими в умовах безперервного припливу речовини і енергії із зовнішнього середовища і видалення частини їх після використання біосистемою в зовнішнє середовище.

Дискретність (лат. Discretus - «розділений», «відокремлений») і цілісність. Всі організми щодо відокремлені один від одного і являють добре розрізняє окремі особини, популяції, види і інші біосистеми. Дискретність - це уривчастість будови будь-якої живої системи, тобто можливість її підрозділи на окремі складові. Цілісність - це структурно-функціональну єдність живої системи, окремі елементи якої функціонують як єдине ціле.

Ритмічність - це періодично повторювані зміни інтенсивності і характеру біологічних процесів і явищ.

В основі ритмічності лежать біологічні ритми, які можуть мати період, відповідний сонячним діб (24 год), місячним діб (12,4 або 24,8 ч), місячному місяцю (29,53 сут) і астрономічному року.

Специфічність взаємин організмів з середовищем. Організми живуть в умовах певного середовища. Тому вони взаємодіють не тільки між собою, але і з середовищем, з якої отримують все необхідне їм для життя. Поширення живих істот зазвичай обмежується низкою абіотичних і біотичних факторів (світло, температура, їжа, вода, хижаки, паразити). Всі організми відшукують сприятливе середовище і пристосовують її до своїх життєвих потреб (риють нори, будують гнізда, роблять загати, створюють затінення, утримують вологу в ґрунті і т. Д.). Завдяки сукупності морфофизиологических, поведінкових, популяційних та інших особливостей кожного виду і специфічності способу життя організмів, що виробилися в процесі еволюції, забезпечується пристосованість (адаптація) організмів до існування в певних умовах зовнішнього середовища.

Організми в процесі свого існування виробляють величезну за значимістю средообразующее дію. Наприклад, дощові черв'яки беруть участь в утворенні грунту та підвищують її родючість; рослини збагачують атмосферу киснем, забезпечують снегозадержание, регулюють рівень грунтових вод, створюють необхідні умови для свого існування і для поселення організмів інших видів. Таким чином, живі істоти залежать від середовища, пристосовуються до існування в ній. У той же час саме середовище змінюється завдяки життєдіяльності організмів.

Живе характеризується також певними ритмами протікання процесів життєдіяльності в залежності від добової і сезонної динаміки змін погодно-кліматичних умов на Землі.

Всі ці критерії в їх сукупності, характерні тільки для живої природи, дозволяють чітко відокремити живе від неживого світу.

Унікальність життя полягає в тому, що вона виникла на самій Землі в результаті тривалих геохімічних перетворень (етап хімічної еволюції в історії нашої планети). Одного разу виникнувши, життя з примітивних одноклітинних живих істот в ході тривалого історичного розвитку (етап біологічної еволюції) досягла високого ступеня складності і знайшла дивно велика різноманітність своїх форм.

Таким чином, життя - це особлива форма руху матерії, що виражається в сукупному взаємодії універсальних властивостей організмів.

Як бачимо, в сучасне розуміння життя поряд з традиційними її характеристиками (обмін речовин, ріст, розвиток, розмноження, спадковість, подразливість і ін.) Включаються і такі властивості, як упорядкованість, дискретність, динамічна стійкість. При цьому, характеризуючи явище життя, слід враховувати її різноманітність і многокачественность, оскільки вона представлена ​​на нашій планеті биосистемами різної складності - від молекулярного і клітинного рівнів організації до надорганізменних (биогеоценотического і біосферного).

<Предыдущая страница "Уровни организации живой материи"

Наступна сторінка "Методи біологічних досліджень">