Hvordan skiller levende kropper seg fra ikke-levende? Hva er forskjellen mellom levende og ikke-levende ting?

I gamle tider betraktet folk nesten alt som omringet dem for å være representanter for den levende verden. De behandlet ganske enkelt noen gjenstander som en del av deres liv og hverdag, mens de guddommeliggjorde andre, siden de ikke kunne forstå naturen til deres eksistens.

Typer gjenstander i verden rundt

I dag kan de fleste av oss, som allerede har sett på en gjenstand, umiddelbart si hvilken type natur den tilhører: levende eller livløs. Men noen ganger kan tilstedeværelsen av visse tegn som er iboende i levende organismer forvirre en person - hvilken type objekter kan dette eller det objektet klassifiseres som?

Både stein og sopp ikke har evnen til å bevege seg i rommet, men hvis den første er tydelig klassifisert som en ikke-levende organisme, er soppen absolutt klassifisert som en art av levende natur. Fordi det er andre tegn som lar oss skille en art fra en annen.

Musen lever med en kontinuerlig respirasjonsprosess gjennom hele livet, absorberer fra omkringliggende atmosfære oksygen og frigjøring karbondioksid, men et stearinlys absorberer også oksygen med sin brennende flamme, men avgir ikke karbondioksid som et bearbeidet produkt. Dermed er den metabolske prosessen som det eneste tegnet, kan være iboende i ulike objekter og kan ikke være grunnleggende klassifiseringsfaktor i miljøet.

Derfor i moderne vitenskap Det er et sett med egenskaper som lar oss forstå hvordan et levende objekt skiller seg fra et ikke-levende. Og hvis studien viser at ikke alle tegn på klassen av levende organismer er til stede, kan et slikt objekt trygt klassifiseres som en representant for den livløse verden.

Funksjoner av levende arter av naturen og deres viktigste forskjeller

Ved første øyekast kan all naturen som omgir oss kalles levende.

Så hvordan er den forskjellig fra den livløse verden? For å finne det riktige svaret på dette spørsmålet, må du studere nøye generelle egenskaper begge typer.

Et av tegnene på forskjell er den kontinuerlige utvekslingsprosessen av energi og stoffer mellom dem - representanter for en viss klasse av levende natur og dens miljø. Også åpenbare tegn av en slik organisme bestemmes på molekylært nivå av tilstedeværelsen av protein og nukleinsyrer i sammensetningen av hvert molekyl.

I tillegg er det flere andre tegn som direkte indikerer hva Lev naturen skiller seg fra livløse og gi et svar på dette vanskelige spørsmålet.

Bare tilstedeværelsen eller fraværet av hele settet med listede egenskaper vil tillate oss å gi et entydig svar om at objektet som studeres tilhører en eller annen naturklasse.

Funksjoner av livløse arter av naturen

Med tanke på det ovennevnte settet med egenskaper som bare levende organismer kan ha, kan fraværet av minst en av dem indikere at objektet tilhører den livløse naturen.

Her er de viktigste tegnene på ikke-levende organismer:

Det er flere grunnleggende forskjeller i materielle, strukturelle og funksjonelle termer. I materielle termer inkluderer sammensetningen av levende ting nødvendigvis høyt ordnet makromolekylær organiske forbindelser, kalt biopolymerer, er proteiner og nukleinsyrer(DNA og RNA). Strukturelt er levende ting forskjellig fra ikke-levende ting. cellulær struktur. Funksjonelt er levende kropper preget av selvreproduksjon. Stabilitet og reproduksjon eksisterer også i ikke-levende systemer. Men i levende kropper er det en prosess med selvreproduksjon. Det er ikke noe som gjengir dem, men de selv. Dette er et fundamentalt nytt øyeblikk.

Også levende kropper skiller seg fra ikke-levende i nærvær av metabolisme, evnen til å vokse og utvikle seg, den aktive reguleringen av deres sammensetning og funksjoner, evnen til å bevege seg, irritabilitet, tilpasningsevne til miljøet, etc. En integrert egenskap ved levende ting er aktivitet, aktivitet. «Alle levende vesener må enten handle eller gå til grunne. Musen må være inne konstant bevegelse", en fugl må fly, en fisk må svømme, og til og med en plante må vokse."

Prebiologiske strukturer, som er gigantiske organiske makromolekyler, er grensen for den kjemiske utviklingen av materie. Det neste, og fundamentalt forskjellige nivået av kompleksitet i organiseringen av materie sammenlignet med det atom-molekylære nivået er levende materie, levende natur Livet i alle dens former er et objekt for biologi, derfor kan vi, med tanke på alle levende ting snakke om det biologiske nivået for organisering av materie .

Levende natur (kort sagt - liv) er en form for organisering av materie på makrokosmos nivå, som skiller seg kraftig fra andre former på mange måter. Hvert av disse tegnene kan tjene til å skille mellom levende og livløs natur, og følgelig - grunnlaget for å bestemme hva liv er. Alle disse tegnene er betydelige. Ingen av dem kan neglisjeres.

For det første er ethvert levende objekt et system - et sett av interagerende elementer som har egenskaper som er fraværende i elementene som danner dette objektet. For den påfølgende analysen av de levende, vil vi bruke definisjonen av liv gitt av Academician M.V. Wolkenstein: "Livet er en form for eksistens av makroskopiske heterogene åpne, svært ikke-likevektssystemer som er i stand til selvorganisering og selvreproduksjon." La oss vurdere individuelle bestemmelser i denne formuleringen.

Den mikroskopiske naturen til en levende ting betyr at enhver levende organisme, som starter med en bakterie, eller dens uavhengig fungerende delsystem må inneholde stort antall atomer. Ellers ville den orden som er nødvendig for livet bli ødelagt av svingninger.

Heterogenitet betyr at en organisme er bygd opp av mange forskjellige stoffer.

Åpenheten til et levende system kommer til uttrykk i den kontinuerlige utvekslingen av energi og materie med miljø. Selvorganisering er bare mulig i åpne, svært ikke-likevektssystemer.

I tillegg til de bemerkede nøkkeltrekkene til levende systemer, bør andre viktige egenskaper ved levende organismer påpekes.

Likheter kjemisk oppbygning alle levende organismer. Den elementære sammensetningen av levende ting bestemmes hovedsakelig av seks elementer: oksygen, karbon, hydrogen, nitrogen, svovel, fosfor. I tillegg inneholder levende systemer et sett med komplekse biopolymerer som ikke er typiske for ikke-levende systemer (proteiner, nukleinsyrer, enzymer, etc.)

Levende systemer eksisterer i en begrenset tid. Egenskapen til selvreproduksjon er bevart biologiske arter. Begrensningen av levesystemer skaper betingelser for utskifting og forbedring.

Egenskapen til alle levende ting - irritabilitet - manifesterer seg i form av en reaksjon fra et levende system på informasjon og ytre påvirkning.

Et levende system er diskret - det består av individuelle (diskrete) elementer som samhandler med hverandre. Hver av dem er også et levende system. Sammen med diskrethet er et levende system preget av egenskapen integritet - alle dets elementer fungerer bare takket være funksjonen til hele systemet som helhet.

Siden de første dagene av eksistensen av Homo sapiens har dette spørsmålet - "hva er liv?" forårsaket heftige diskusjoner. Religiøse lærere, filosofer, humanister og i vår tid psykologer og fysiologer – alle har prøvd, eller prøver å definere hvordan levende ting skiller seg fra ikke-levende ting? Vi vil prøve å gjøre dette også.

Tegn på å være i live

Den sterkeste forskjellen som fanger oppmerksomheten er livet, dette er en aktiv form for eksistens av materie. Det er imidlertid ikke så enkelt. Materie kan vise fysisk aktivitet (for eksempel er det mange elektriske prosesser som foregår i datamaskinen din akkurat nå), så vel som kjemisk aktivitet (dette er hvordan sukker oppfører seg i en kopp varm te - det endres gradvis fra en form til en annen) . Men selvfølgelig vil ingen våge å kalle en datamaskin eller en kopp te for levende vesener!

Livet er følgelig ikke bare bevegelse eller transformasjon. Levende er HØYERE form eksistensen av materie, som overgår dens fysiske og kjemiske former. Særpreget trekk levende er dens evne til å reprodusere seg selv i henhold til et gitt program. Dette programmet, eller instruksjonen, er plassert i den genetiske koden - en viktig egenskap som BARE levende vesener har. Derav den første konklusjonen - livet må kunne overføres arvelig informasjon, må ha genetisk kode. Levende skapninger uten en slik kode har ennå ikke blitt oppdaget på jorden.

Det andre viktige tegnet på levende ting er homeostase, dvs. kroppens evne til å opprettholde sin indre tilstand. Hvis du for eksempel begraver en stolpe i bakken og lar den stå uten tilsyn en stund, vil den fort bli falleferdig og kan til og med falle. Denne materien er livløs, og adlyder den såkalte "andre loven for termodynamikk", ifølge hvilken all materie har en tendens til primært kaos. Men med levende materie er situasjonen en helt annen. Hvis du planter et tre ved siden av søylen vår, vil det etter en stund ikke bare bli nedslitt, men tvert imot. Uten noen innblanding fra vår side, vil den begynne å vokse og vil gjøre det i mange år! For eksempel lever noen treslag i mer enn 3000 år, og det er (levende!) eksempler på dem i dag som så byggingen av det greske Parthenon. Og hvis sistnevnte ble til ruiner, føles disse plantene bra den dag i dag. Dette demonstrerer godt forskjellen - hvordan levende ting skiller seg fra ikke-levende ting.

Det skal bemerkes at det er skapninger på planeten vår som er vanskelig å klassifisere som levende eller livløs natur. Dette er virus. I normale forhold(mens de er i jord eller vann) viser de ingen tegn til liv - de deler seg ikke, de prøver ikke å opprettholde homeostasen. De. oppføre seg som enhver høyt organisert, men død materie (for eksempel en krystall eller et snøfnugg). Men så snart de kommer inn i en levende celle, våkner de umiddelbart til liv og integrerer sin genetiske kode i cellens program (det er derfor skadelig dataprogrammer kalles også "virus" - virkningsmekanismen er veldig lik). Derfor vedvarer fortsatt debatter blant biologer om virus skal klassifiseres som levende eller ikke-levende?

Vi håper du fant vår lille forskning interessant!

Biologiprøve Hvordan levende ting skiller seg fra ikke-levende ting for elever i 6. klasse. Testen består av 2 alternativer, hver med 11 oppgaver.

1 alternativ

1. Ikke klassifisert som gjenstander av levende natur

1) bakterier
2) planter
3) krystaller
4) sopp

2. Likheten mellom planter og dyr er at de

1) har en cellulær struktur
2) produsere melk
3) absorbere vann fra jorda
4) har samme kroppsstørrelser

3. minste partikkel dyr som utfører alle vitale viktige prosesser, - Dette

1) lem
2) celle
3) hår
4) tann

4. Dyrenes evne til å reagere på endringer i miljøet kalles

1) metabolisme
2) irritabilitet
3) reproduksjon
4) fremheving

5. Forvandlingen av en rumpetroll til en frosk er et eksempel på prosessen

1) reproduksjon
2) utvikling
3) irritabilitet
4) bevegelser

6. Den levende organismen vist på figuren er klassifisert som

1) planter
2) dyr
3) jordbakterier
4) jordsopp

7.

A. Planter er i stand til begrensede bevegelser.
B. Stengelen til en søt ert som snoer seg rundt en støtte er et eksempel på plantebevegelse.

1) Bare A er riktig
2) Bare B er riktig
3) Begge dommene er riktige
4) Begge dommene er feil

8. Er følgende påstander sanne?

A. Mellom hundens kropp og miljøet er det
kommer fra metabolisme og energi.
B. Metabolisme er bare karakteristisk for dyr.

1) Bare A er riktig
2) Bare B er riktig
3) Begge dommene er riktige
4) Begge dommene er feil

9. Er følgende påstander sanne?

A. Alle levende organismer er flercellede.
B. Planter dannes næringsstoffer ved hjelp av

1) Bare A er riktig
2) Bare B er riktig
3) Begge dommene er riktige
4) Begge dommene er feil

10.
En frosk, som et dyr, er kapabel

1) Beveg deg aktivt

3) fange byttedyr

5) multiplisere
6) bli til krystall

11. Les teksten. Fyll ut hullene med bokstavene som tilsvarer ordene fra ordboken.

For å opprettholde den vitale aktiviteten til en levende organisme, mellom den og miljøet skjer ... (1). Kroppen bruker de resulterende stoffene på... (2), mens størrelsen på kroppen til et objekt av levende natur øker. I løpet av livet skjer det endringer i strukturen til organismen eller dens deler - dette er ... (3) et levende vesen. Et av hovedtegnene på levende ting anses å være reproduksjon av lignende organismer, eller... (4).

Ordbok.
A. Reproduksjon.
B. Utvikling.
B. Metabolisme.
G. Vekst.

Alternativ 2

1. I følge moderne vitenskapelige ideer, bakterier vurderes

1) krystaller
2) dråper væske
3) støvpartikler
4) levende organismer

2. Cellestrukturen er karakteristisk for

1) planter
2) jordklumper
3) dråper vann
4) sandkorn

3. Den minste partikkelen i en plante som utfører alle vitale funksjoner
men viktige prosesser er det

1) blomst
2) frø
3) celle
4) nyre

4. Sopps evne til å reprodusere lignende organismer kalles vanligvis

1) metabolisme
2) irritabilitet
3) reproduksjon
4) høyde

5. Dannelsen av blomster på skuddene til et epletre er et eksempel på prosessen

1) irritabilitet
2) utslipp
3) mat
4) utvikling

6. Utdanningen vist i figuren er klassifisert som

1) livløse gjenstander
2) planter
3) bakterier
4) dyr

7. Er følgende påstander sanne?

A. Fugler vokser gjennom hele livet.
B. Veksten av poppelskudd og røtter er ikke begrenset, dvs. kroppen vokser gjennom hele livet

1) Bare A er riktig
2) Bare B er riktig
3) Begge dommene er riktige
4) Begge dommene er feil

8. Er følgende påstander sanne?

A. Veksten og utviklingen av en hjort skjer på grunn av den konsumerte
næringsstoffer.
B. Stoffskiftet som skjer i kroppen til en rev inkluderer pust, ernæring og utskillelse.

1) Bare A er riktig
2) Bare B er riktig
3) Begge dommene er riktige
4) Begge dommene er feil

9. Er følgende påstander sanne?

A. Planter og dyr er i stand til å bevege seg.
B. Dyr lever av ferdige næringsstoffer ved aktivt å fange opp mat.

1) Bare A er riktig
2) Bare B er riktig
3) Begge dommene er riktige
4) Begge dommene er feil

10. Velg tre sanne utsagn.
Bjørk, som en planteorganisme, er i stand til

1) Beveg deg aktivt
2) vokse ubegrenset gjennom livet ditt
3) fange byttedyr
4) danner næringsstoffer i lyset
5) reagere på endringer i miljøet
6) forvandle seg til andre levende organismer

11. Les teksten. Fyll ut hullene med bokstavene som tilsvarer ordene fra ordboken.

Levende organismer er følsomme for endringer som skjer i dem og i det ytre miljøet. Denne egenskapen til levende natur kalles... (1). Alle gjenstander av levende natur er preget av... (2). Arbeidet til celler og hele den levende organismen er sikret av ... (3) mellom organismen og miljøet. Nødvendig for kroppens funksjon organisk materiale komme under prosessen... (4).

Ordbok.
A. Metabolisme.
B. Irritabilitet.
B. Ernæring.
G. Vekst.

Svar på en biologitest Hvordan levende ting skiller seg fra ikke-levende ting
1 alternativ
1-3, 2-1, 3-2, 4-2, 5-2, 6-2, 7-3, 8-1, 9-2, 10-135, 11-VGBA.
Alternativ 2
1-4, 2-1, 3-3, 4-3, 5-4, 6-1, 7-2, 8-3, 9-3, 10-245, 11-BGAV.

Forskjellen mellom levende og ikke-levende.

Det er flere grunnleggende forskjeller i materielle, strukturelle og funksjonelle termer. I materielle termer inkluderer levende ting nødvendigvis høyt ordnede makromolekylære organiske forbindelser kalt biopolymerer - proteiner og nukleinsyrer (DNA og RNA). Strukturelt skiller levende ting seg fra ikke-levende ting i sin cellestruktur. Funksjonelt er levende kropper preget av selvreproduksjon. Stabilitet og reproduksjon eksisterer også i ikke-levende systemer. Men i levende kropper er det en prosess med selvreproduksjon. Det er ikke noe som gjengir dem, men de selv. Dette er et fundamentalt nytt øyeblikk.

Også levende kropper skiller seg fra ikke-levende i nærvær av metabolisme, evnen til å vokse og utvikle seg, den aktive reguleringen av deres sammensetning og funksjoner, evnen til å bevege seg, irritabilitet, tilpasningsevne til miljøet, etc. En integrert egenskap ved levende ting er aktivitet, aktivitet. «Alle levende vesener må enten handle eller gå til grunne. En mus må være i konstant bevegelse, en fugl må fly, en fisk må svømme, og til og med en plante må vokse."

Et av de viktigste problemene i moderne naturvitenskap er studiet av syklisiteten til prosesser som forekommer i en levende organisme. Dette problemet er av interesse for leger og flygere, gartnere og ornitologer, biokjemikere og genetikere, biofysikere og immunologer, fysiologer og astronauter.

Ideen om den rytmiske flyten av prosesser i naturen og menneskelivet hadde tilhengere selv i den tidligste perioden av utviklingen av naturvitenskap. På 400-tallet. f.Kr e. antikkens briljante tenker, Aristoteles, skrev: «Varigheten av alle disse fenomenene, graviditet, utvikling og liv, er ganske naturlig målt etter perioder jeg kaller perioder dag og natt, måned, år og tidene målt av dem, og i tillegg måneperioder... Akkurat som havet og alle slags vann står, som vi ser, ubevegelig eller opphisset i henhold til vindens bevegelse eller hvile, og luft og vind i henhold til solens og månens perioder, så også det som oppstår fra dem eller i dem er nødvendig, følger disse periodene, for det er i rekkefølgen av tingene at mindre viktige perioder følger viktigere."

Så en av betingelsene for eksistensen av levende systemer er rytmisiteten til biologiske funksjoner som er iboende i levende materie.

Utviklet gjennom utviklingsforløpet, bidrar tidssekvensen for interaksjon mellom ulike funksjonelle systemer i kroppen og miljøet til harmonisk koordinering av ulike rytmiske biologiske prosesser og sikrer normal funksjon av hele organismen. Dette avslører den viktige adaptive betydningen av biorytmer for kroppens liv.

Formålet med essayet er å studere innflytelsen av solrytmer på naturen.

1. Rytme i naturen

Det naturlige systemet er preget av dets iboende romlige og tidsmessige rytmer. Romlige rytmer refererer til de strukturelle egenskapene til et system: plasseringen av dets deler i rom, form og symmetri. I abstraktet om rytmisitet vil vi trenge noen flere definisjoner som tydeliggjør begrepene: rytme, syklus, periode.

En periode er et tall som karakteriserer en harmonisk i frekvensspekteret til en tidsserie med verdier for en hvilken som helst parameter av systemtilstander, som har tidsdimensjonen, oppnådd ved gjennomsnittsberegning eller som et resultat av en annen matematisk prosedyre ved identifisering av skjulte periodisiteter .

En syklus er prosessen med et system som endrer kvalitativt forskjellige tilstander fra den opprinnelige til den samme, og forskjellen i lignende kvalitative tilstander tas ikke i betraktning.

Rytme er en alltid gjentatt "endring av faser, dvs. en kontinuerlig endring av kvalitativt forskjellige tilstander." Denne definisjonen av rytme ble gitt av N.Ya Perna i sin bok "Rhythm, Life and Creativity". Rytme er ikke bare en sinusformet, bølgelignende endring i verdien av en parameter, det er alltid en endring i forholdet mellom kvaliteter: en (eller en) erstattes av en annen (eller andre) og så videre ustanselig.

Det komplekse rytmiske bildet av systemet utvikler seg under påvirkning av egne prosesser og fra ytre påvirkninger. Rytme er nødvendig for koordinert funksjon av deler av systemet. Ethvert naturlig system er fordelt i rommet, opptar et begrenset volum og kan aldri konsentreres på ett punkt. Alle kjente prosesser i naturen har begrensede strømningshastigheter, som betyr at enhver elementær handling i systemet varer en viss begrenset tid. Under sin eksistens går et naturlig system nødvendigvis gjennom en rekke lignende tilstander som danner livssyklusen til det naturlige systemet. Behovet for gjentatt koordinert handling av forskjellige deler av systemet i hver syklus fører til rytmisiteten til naturfenomener observert overalt. Den rytmiske organiseringen av den interne aktiviteten til systemet fører til rytmisk ytre påvirkninger det til andre systemer.

Biologiske rytmer er beskrevet på alle nivåer, med utgangspunkt i de enkleste biologiske reaksjoner i buret og ender med komplekse atferdsreaksjoner. Dermed er en levende organisme en samling av mange rytmer med forskjellige egenskaper.

Konseptet "rytme" er assosiert med ideen om harmoni, organisering av fenomener og prosesser. Oversatt fra gresk betyr ordet "rytme", "rytme" proporsjonalitet, harmoni. Rytmisk er de naturfenomenene som gjentas med jevne mellomrom. Dette er bevegelsen av himmellegemer, endringen av årstider, dag og natt, periodisiteten til flo og fjære. Samt veksling av maksima og minima for solaktivitet.

Ulike fysiske fenomener har en periodisk, bølgelignende karakter. Disse inkluderer elektromagnetiske bølger, lyd, etc. I livet er endring et eksempel atomvekt elementer, som gjenspeiler den sekvensielle vekslingen av de kjemiske egenskapene til materie.

De grunnleggende rytmene i naturen, som satte sitt preg på alt liv på jorden, oppsto under påvirkning av jordens rotasjon i forhold til solen, månen og stjernene.

Et naturlig system er et åpent system, det vil si at det er underlagt påvirkning fra andre naturlige systemer. Dette betyr at rytmer innenfor ett system kan bestemmes av rytmene til andre systemer gjennom interaksjoner mellom systemer.

Problemet med livets opprinnelse har nå fått en uimotståelig fascinasjon for hele menneskeheten. Det tiltrekker seg ikke bare oppmerksomhet fra forskere fra forskjellige land og spesialiteter, men er av interesse for alle mennesker i verden.
Det er nå generelt akseptert at fremveksten av liv på jorden var en naturlig prosess, fullstendig mottagelig for vitenskapelig forskning. Denne prosessen var basert på utviklingen av karbonforbindelser, som skjedde i universet lenge før fremveksten av vårt solsystem og bare fortsatte under dannelsen av planeten Jorden - under dannelsen av dens skorpe, hydrosfære og atmosfære.
Siden livets opprinnelse har naturen vært i kontinuerlig utvikling. Evolusjonsprosessen har pågått i hundrevis av millioner av år, og resultatet er et mangfold av levende former som på mange måter ennå ikke er fullstendig beskrevet og klassifisert.
Spørsmålet om livets opprinnelse er vanskelig å studere fordi når vitenskapen nærmer seg utviklingsproblemene som skapelsen av en kvalitativ ny ting, befinner den seg på grensen av sine evner som en kulturgren basert på bevis og eksperimentell verifisering av utsagn. .
Forskere i dag er ikke i stand til å reprodusere prosessen med livets opprinnelse med samme nøyaktighet som det var for flere milliarder år siden. Selv det mest nøye iscenesatte eksperimentet vil bare være et modelleksperiment, blottet for en rekke faktorer som fulgte med livets utseende på jorden. Vanskeligheten ligger i umuligheten av å gjennomføre et direkte eksperiment på livets opprinnelse (det unike med denne prosessen forhindrer bruken av den grunnleggende vitenskapelige metoden).
Spørsmålet om livets opprinnelse er interessant ikke bare i seg selv, men også på grunn av dets nære forbindelse med problemet med å skille levende fra ikke-levende.

1. Liv: generelle forskjeller mellom levende systemer og ikke-levende

Liv, høyere enn materiens fysiske og kjemiske eksistensformer, oppstår naturlig under visse forhold i prosessen med dets utvikling. Levende gjenstander skiller seg fra ikke-levende i metabolisme - en uunnværlig betingelse for livet, evnen til å reprodusere, vokse, aktivt regulere deres sammensetning og funksjoner, til ulike former for bevegelse, irritabilitet, tilpasningsevne til miljøet, etc. Et strengt vitenskapelig skille mellom levende og ikke-levende gjenstander møter imidlertid visse vanskeligheter. Dermed er det fortsatt ingen konsensus om virus som utenfor cellene i vertskroppen ikke har noen av egenskapene til en levende ting kan betraktes som levende: den virale partikkelen på dette tidspunktet har ingen metabolske prosesser, den er ikke i stand til å reprodusere osv. Spesifisiteten til levende objekter og livsprosesser kan karakteriseres både i form av deres materielle struktur og essensielle funksjoner, som ligger til grunn for alle livets manifestasjoner. Den mest nøyaktige definisjonen av liv, som samtidig dekker begge disse tilnærmingene til problemet, ble gitt for rundt 100 år siden av F. Engels: «Livet er en eksistensmåte for proteinlegemer, og denne eksistensmåten består i hovedsak i den konstante selvfornyelse av de kjemiske komponentene i disse kroppene." Begrepet "protein" var ennå ikke definert helt nøyaktig og ble vanligvis referert til protoplasma som en helhet.
Alle for tiden kjente gjenstander som har utvilsomt livsattributter inneholder to hovedtyper av biopolymerer: proteiner og nukleinsyrer (DNA og RNA). Engelsk var klar over ufullstendigheten i definisjonen hans, og skrev: «Vår definisjon av liv er selvfølgelig svært utilstrekkelig, siden den langt fra dekker alle livets fenomener, men tvert imot er begrenset til de mest generelle og enkleste. blant dem ... For å få en virkelig omfattende idé om livet, må vi spore alle former for dets manifestasjon, fra den laveste til den høyeste."
Charles Darwin skriver i de siste linjene av «The Origin of Species» om de grunnleggende lovene som, etter hans mening, ligger til grunn for fremveksten av alle former for liv: «Disse lovene, i den bredeste forstand, er vekst og reproduksjon, arvelighet. , nesten nødvendigvis som følge av reproduksjon, Variabilitet , avhengig av den direkte eller indirekte virkningen av livsbetingelser og på trening og mangel på trening, er progresjonen av reproduksjon så høy at den fører til kampen for livet og dens konsekvens - Naturlig utvalg. ." Ser man bort fra treningens rolle, som ifølge senere data tjener som en faktor i ikke-arvelig variasjon, forblir Darwins generalisering gyldig til i dag, og hans grunnleggende livslover er redusert til to enda mer generelle. Dette er for det første levende tings evne til å assimilere stoffer mottatt utenfra, dvs. gjenoppbygge dem, sammenligne dem med deres egne materielle strukturer, og på grunn av dette gjentatte ganger reprodusere dem (reprodusere). Dessuten, hvis den opprinnelige strukturen endres ved et uhell, fortsetter den å bli reprodusert i en ny form. Evnen til overdreven selvreproduksjon ligger til grunn for cellevekst, reproduksjon av celler og organismer og følgelig progresjon av reproduksjon (hovedbetingelsen for naturlig seleksjon), samt grunnlaget for arv og arvelig variasjon.
Den sovjetiske biokjemikeren V.A. Engelhardt anser reproduksjon av ens egen art som en grunnleggende egenskap ved levende ting, som nå tolkes i form av kjemiske konsepter på et virkelig molekylært nivå. Et annet trekk ved levende ting er det store utvalget av egenskaper som er ervervet på grunn av variasjon i materielle strukturer til levende gjenstander. Hver av disse to grunnleggende egenskapene er hovedsakelig assosiert med funksjonen til en av de to biopolymerene. «Record» over arvelige egenskaper, dvs. Kodingen av egenskapene til en organisme som er nødvendig for reproduksjon utføres ved hjelp av DNA og RNA, selv om enzymproteiner absolutt deltar i selve reproduksjonsprosessen. Dermed er det ikke et enkelt molekyl av DNA, protein eller RNA som er i live, men deres system som helhet. Implementeringen av mangfoldig informasjon om egenskapene til en organisme utføres gjennom syntesen, i henhold til den genetiske koden, av forskjellige proteiner (enzymatiske, strukturelle, etc.), som på grunn av deres mangfold og strukturelle plastisitet bestemmer utviklingen av et bredt utvalg av fysiske og kjemiske tilpasninger av levende organismer. På dette grunnlaget, i utviklingsprosessen, oppsto levende kontrollsystemer, uovertruffen i sin perfeksjon.
Livet er således preget av høyt ordnede materialstrukturer som inneholder to typer biopolymerer (protein og DNA eller RNA), som utgjør et levende system som generelt er i stand til selvreproduksjon i henhold til prinsippet om matrisesyntese. Et karakteristisk trekk ved den kjemiske sammensetningen av livsformer kjent for oss er asymmetrien til optisk aktive stoffer, representert i levende gjenstander av venstrehendte eller høyrehendte former.
Livet er bare mulig under visse fysiske og kjemiske forhold (temperatur, tilstedeværelse av vann, en rekke salter, etc.). Opphør av livsprosesser, for eksempel ved tørking av frø eller dypfrysing av små organismer, fører imidlertid ikke til tap av levedyktighet. Hvis strukturen forblir intakt, sikrer det gjenoppretting av livsprosesser når man går tilbake til normale forhold.
Livet er kvalitativt overlegent andre former for eksistens av materie når det gjelder mangfoldet og kompleksiteten til kjemiske komponenter og dynamikken til transformasjoner som skjer i levende ting. Levende systemer er preget av et mye høyere nivå av orden, strukturelt og funksjonelt, i rom og tid. Den strukturelle kompaktheten og energieffektiviteten til levende ting er resultatet av høyeste orden på molekylært nivå. "Det er i de levendes evne til å skape orden fra den kaotiske termiske bevegelsen av molekyler," skriver Engelhardt, "at den mest dyptgripende, grunnleggende forskjellen mellom levende og ikke-levende består i. Tendensen til orden, til å skape orden fra kaos ikke annet enn å motvirke økningen i entropi.» Levende systemer utveksler energi, materie og informasjon med omgivelsene, d.v.s. er åpne systemer. Samtidig, i motsetning til livløse systemer, er det i dem ingen utjevning av energiforskjeller og omstrukturering av strukturer mot mer sannsynlige former, men det motsatte observeres: forskjeller i energipotensialer, kjemisk sammensetning osv. gjenopprettes, d.v.s. arbeid skjer kontinuerlig "mot likevekt" (E. Bauer). Dette er grunnlaget for feilaktige utsagn om at levende systemer angivelig ikke adlyder termodynamikkens andre lov. Imidlertid er en lokal nedgang i entropi i levende systemer bare mulig på grunn av en økning i entropi i miljøet, slik at prosessen med å øke entropi generelt fortsetter, noe som er ganske i samsvar med kravene i termodynamikkens andre lov. I følge det figurative uttrykket til den østerrikske fysikeren E. Schrödinger ser det ut til at levende organismer lever av negativ entropi (negentropi), trekker den ut av miljøet og øker dermed økningen i positiv entropi i den.

2. Egenskaper (tegn) til levende systemer

Så de generelle egenskapene som er karakteristiske for alle levende ting og deres forskjeller fra lignende prosesser som forekommer i livløs natur er:
1) enhet av kjemisk sammensetning,
2) metabolisme,
3) selvreproduksjon (reproduksjon),
4) arv,
5) variasjon,
6) vekst og utvikling,
7) irritabilitet,
8) diskrethet,
9) rytmisitet,
10) relativ energiavhengighet,
11) homeostase.
1. Enhet av kjemisk sammensetning. Levende organismer inneholder de samme kjemiske elementene som livløse gjenstander. Imidlertid er forholdet mellom ulike elementer i levende og ikke-levende ting ikke det samme. Den elementære sammensetningen av livløs natur, sammen med oksygen, er hovedsakelig representert av silisium, jern, jern, aluminium, etc. I levende organismer består 98% av den kjemiske sammensetningen av fire elementer - karbon, oksygen, nitrogen og hydrogen.
2. Metabolisme. Alle levende organismer er i stand til å metabolisere med miljøet, absorbere fra det de elementene som er nødvendige for ernæring og skille ut avfallsprodukter. Med den ikke-biologiske sirkulasjonen av stoffer blir de ganske enkelt overført fra ett sted til et annet eller deres aggregeringstilstand endres, mens i levende organismer har utvekslingen et kvalitativt forskjellig nivå, inkludert prosessene med syntese og forfall. Gjennom en rekke komplekse kjemiske transformasjoner blir stoffer absorbert fra miljøet omdannet til stoffene til en levende organisme, som kroppen deres er bygget opp fra. Slike prosesser kalles assimilering, eller plastisk utveksling. Prosesser som reverserer assimilering, som et resultat av at komplekse organiske forbindelser brytes ned til enklere, kalles dissimilering. Med denne nedbrytningen av stoffer går deres likhet med kroppens stoffer tapt og energien som er nødvendig for biosyntesereaksjoner frigjøres, som et resultat av at dissimilering også kalles energimetabolisme. Metabolisme sikrer konstantheten av den kjemiske sammensetningen og strukturen til alle deler av kroppen, og som et resultat av deres funksjon under kontinuerlig skiftende miljøforhold.
3. Selvreproduksjon (reproduksjon). Selvreproduksjon, reproduksjon eller reproduksjon er organismenes egenskap til å reprodusere sin egen art; denne prosessen utføres på nesten alle nivåer av organisering av levende materie. Takket være reproduksjon er ikke bare hele organismer, men også celler, celleorganeller (mitokondrier, plastider, etc.) etter deling lik deres forgjengere. Fra ett DNA-molekyl - deoksyribonukleinsyre - når det dobles, dannes det to dattermolekyler som fullstendig gjentar det opprinnelige. Selvreproduksjon er basert på reaksjoner av matrisesyntese, det vil si dannelsen av strukturer basert på informasjonen i sekvensen av DNA-nukleotider.
4. Arvelighet er organismenes evne til å overføre sine egenskaper, egenskaper og utviklingsegenskaper fra generasjon til generasjon. Arvelighet skyldes stabilitet, basert på konstansen i strukturen til DNA-molekyler.
5. Variabilitet er en egenskap som ser ut til å være det motsatte av arv, men samtidig nært knyttet til den, siden dette endrer de arvelige tilbøyelighetene - gener som bestemmer utviklingen av visse egenskaper. Variabilitet er med andre ord organismers evne til å tilegne seg nye egenskaper og egenskaper, som er basert på endringer i biologiske matriser. Variabilitet skaper en rekke materialer for naturlig seleksjon, det vil si utvalget av de mest tilpassede individene til spesifikke eksistensforhold i naturen, som igjen fører til fremveksten av nye livsformer, nye arter av organismer.
6. Vekst og utvikling. Utvikling forstås som en irreversibel, rettet, naturlig endring i sammensetningen eller strukturen til gjenstander av levende og livløs natur. Utviklingen av en levende form for eksistens av materie er representert ved individuell utvikling, eller ontogenese, og historisk utvikling, eller fylogenese. I utviklingsprosessen oppstår en spesifikk strukturell organisering av individet, og økningen i biomassen skyldes reproduksjonen av makromolekyler, elementære strukturer av celler og selve cellene. Fylogenese, eller evolusjon, er den irreversible og styrte utviklingen av levende natur, ledsaget av dannelsen av nye arter og den progressive (eller regressive) komplikasjonen (eller forenklingen) av livet. Resultatet av evolusjon er alt mangfoldet av levende organismer på jorden.
7. Irritabilitet. Enhver organisme er uløselig knyttet til miljøet: den trekker ut næringsstoffer fra den, blir utsatt for negative miljøfaktorer, samhandler med andre organisasjoner, etc. I evolusjonsprosessen har levende organismer utviklet og konsolidert evnen til å selektivt reagere på ytre påvirkninger. Denne egenskapen kalles irritabilitet. Enhver endring i miljøforholdene rundt en organisme representerer en irritasjon i forhold til den, og dens reaksjon på ytre stimuli tjener som en indikator på dens følsomhet og en manifestasjon av irritabilitet. Reaksjonen til flercellede dyr på irritasjon utføres gjennom nervesystemet og kalles en refleks.
8. Diskrethet. Ordet "diskrethet" betyr i seg selv intermitterende, adskillelse og karakteriserer livets egenskap til å manifestere seg i form diskrete former. En individuell organisme eller annet biologisk system (arter, biocenose, etc.) består av separate isolerte, det vil si isolerte eller avgrenset i rommet, men likevel nært forbundet og samvirkende med hverandre, og danner en strukturell og funksjonell enhet. Enhver type organisme inkluderer individuelle individer. Kroppen til et høyt organisert individ danner romlig avgrensede individer, som igjen består av individuelle celler. Cellens energiapparat er representert av individuelle mitokondrier, proteinsynteseapparatet er representert av ribosomer, etc. ned til makromolekyler. Egenskapen til diskrethet til en organisme er grunnlaget for dens strukturelle orden, muligheten for konstant selvfornyelse med erstatning av strukturelle elementer (molekyler, enzymer, celleorganeller og hele celler) uten opphør av funksjonen som utføres. Diskretheten til en art forutbestemmer muligheten for dens utvikling gjennom død eller eliminering av utilpassede individer fra reproduksjon og bevaring av individer med egenskaper som er nyttige for å overleve.
9. Rytme. Rytme (fra gresk "rytme" - flyt) forstås som gjentakelse av samme hendelse eller tilstand gjennom strengt definerte tidsperioder. I fysikk uttrykkes periodiske prosesser i hertz (Hz). Hz er frekvensen til den periodiske prosessen der en syklus av den periodiske prosessen skjer på 1 s. Den korteste tidsperioden som et system som oscillerer går tilbake til den samme tilstanden som det var i det første øyeblikket, kalles oscillasjonsperioden. I biologi forstås rytmisitet som periodiske endringer i intensiteten av fysiologiske funksjoner med forskjellige perioder med svingninger (fra noen få sekunder til et år og et århundre). Døgnrytmene for søvn og våkenhet hos mennesker er velkjente; sesongmessige rytmer av aktivitet og dvalemodus hos noen pattedyr (jordekorn, pinnsvin, bjørner) og mange andre. Rytme er rettet mot å koordinere kroppens funksjoner med omgivelsene, det vil si å tilpasse seg stadig skiftende eksistensforhold.
10. Relativ energiavhengighet. Levende kropper er "åpne" systemer, stabile bare hvis de har kontinuerlig tilgang til energi og materie i form av mat fra miljøet. Levende organismer, i motsetning til gjenstander av livløs natur, er avgrenset fra miljøet av membraner (ytre cellemembran i encellede organismer, integumentært vev i flercellede organismer). Disse membranene kompliserer utvekslingen av stoffer mellom kroppen og det ytre miljøet, minimerer tap av stoffer og opprettholder den romlige enheten i systemet. Dermed skiller levende organismer seg sterkt fra objekter innen fysikk og kjemi - ikke-levende systemer - ved deres eksepsjonelle kompleksitet og høye strukturelle og funksjonelle rekkefølge. Disse forskjellene gir livet kvalitativt nye egenskaper. Levende ting representerer et spesielt stadium i utviklingen av materie.
11. Homeostase (selvregulering) er et sett med adaptive reaksjoner av kroppen som tar sikte på å opprettholde den dynamiske tilstanden til dets indre miljø (kroppstemperatur, blodtrykk, etc.). Det er basert på prinsippet om negativ tilbakemelding. Det er denne evnen til levende systemer til å opprettholde en stasjonær tilstand i et konstant skiftende miljø som bestemmer deres overlevelse.

Konklusjon

Livet, en høyere form for eksistens av materie sammenlignet med det fysiske og kjemiske, oppstår naturlig under visse forhold i prosessen med dets utvikling. Levende gjenstander skiller seg fra ikke-levende i metabolisme - en uunnværlig betingelse for livet, evnen til å reprodusere, vokse, aktivt regulere deres sammensetning og funksjoner, til ulike former for bevegelse, irritabilitet, tilpasningsevne til miljøet, etc.
Det særegne til levende ting ligger i det store utvalget av egenskaper som er ervervet på grunn av variasjonen i de materielle strukturene til levende gjenstander.
Levende systemer er preget av et mye høyere nivå av orden, strukturelt og funksjonelt, i rom og tid.
Levende systemer utveksler energi, materie og informasjon med omgivelsene, d.v.s. er åpne systemer. Samtidig, i motsetning til livløse systemer, er det i dem ingen utjevning av energiforskjeller og omstrukturering av strukturer mot mer sannsynlige former, men det motsatte observeres: forskjeller i energipotensialer, kjemisk sammensetning osv. gjenopprettes, d.v.s. arbeid skjer hele tiden «mot likevekt».
Dermed er livet kvalitativt overlegent andre former for eksistens av materie når det gjelder mangfoldet og kompleksiteten til kjemiske komponenter og dynamikken til transformasjoner som skjer i levende ting kjennetegnes ved i live fra ikke-levende. Det ble funnet at den arvelige... "livskraft" som skiller i live fra ikke-levende. Men denne definisjonen forble ... grunner, ingen mekanismer forskjeller i live fra ikke-levende.Hvis de første vitalistene...