Предмет биологии. Определение жизни. Признаки живой материи.

Биология (от греч. bios-жизнь, logos-понятие, уче­ние) - наука, изучающая живые организмы. Развитие этой науки шло по пути изучения элементарнейших форм существования материи. Это относится и к живой, и к неживой природе. При таком подходе законы живого пытаются познать, изучая вместо единого целого отдельные его части, т.е. изучают элементарные акты жизнедеятельности организмов с применением законов физики, химии и т.д. При другом подходе «жизнь» рассматривают как совершенно особенное и уникальное явление, которое нельзя объяснить только действием законов физики и химии. Т.о. основ­ная задача биологии как науки состоит в том, чтобы истолковать все явления живой природы, исходя из научных законов, не забывая при этом, что целому организму присущи свойства, в корне отличающие­ся от свойств частей, его составляющих. Нейро­физиолог может описать работу отдельного нейро­на языком физики и химии, но сам феномен со­знания так описать нельзя. Сознание возникает в результате коллективной работы и одновременного изменения электрохимического состояния мил­лионов нервных клеток, однако мы до сих пор не имеем реального представления о том, как возникает мысль и каковы ее химические основы. Итак, мы вынуждены признать, что не можем дать строгого определения, что же такое жизнь, и не можем сказать, как и когда она возникла. Все, что мы можем, - это перечислить и описать специфические признаки живой материи, которые присущи всем живым существам и отличают их от неживой материи:

1) Единство химического состава. В живых организмах 98% химического состава приходится на 4 элемента: углерод, кислород, азот и водород.

2) Раздражимость.Все живые существа способны реагировать на из­менение внешней и внутренней среды, что помогает им выжить. Например, кровеносные сосуды кожи млекопитающих при повышении температуры тела расширяются, рассеивая избыточное тепло и тем самым снова восстанавливая оптимальную темпе­ратуру тела. А зеленое растение, которое стоит на подоконнике и освещается только с одной стороны, тянется к свету, потому что для фотосинтеза нужна определенная освещенность.

3) Движение (подвижность).Животные отличаются от растений способностью перемещаться из одного места в другое, т. е. спо­собностью к движению. Животным необходимо двигаться, чтобы добывать пищу. Для растений подвижность необязательна: растения способны са­ми создавать питательные вещества из простейших соединений, доступных почти повсюду. Но и у растений можно наблюдать движения внутри кле­ток и даже движения целых органов, хотя и с меньшей, чем у животных, скоростью. Могут дви­гаться и некоторые бактерии, и одноклеточные водоросли.

4) Обмен веществ и энергии. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые организму и выделяя продукты жизнедеятельности. Питание, дыхание, выделение – разновидности обмена веществ.

Питание. Пища нужна всем живым существам. Они использу­ют ее как источник энергии и веществ, необходимых для роста и других процессов жизнедеятельности. Растения и животные различаются главным обра­зом по тому, как они добывают пищу. Почти все растения способны к фотосинтезу, т. е. они сами создают питательные вещества, используя энергию света. Фотосинтез - одна из форм автотрофного пи­тания. Животные и грибы питаются по-иному: они используют органическое вещество других организ­мов, расщепляя с помощью ферментов это органи­ческое вещество и усваивая продукты расщепления. Такое питание называют гетеротрофным. Гетеротрофами являются многие бактерии, хотя некото­рые из них автотрофны.

Дыхание. Для всех процессов жизнедеятельности нужна энер­гия. Поэтому основная масса питательных веществ, получаемых в результате автотрофного или гетеро­трофного питания, используется в качестве источни­ка энергии. Энергия высвобождается в процессе дыхания при расщеплении некоторых высокоэнерге­тических соединений. Высвобождаемая энергия за­пасается в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ), который обнаружен во всех живых клетках.

Выделение. Выделение, или экскреция, - это выведение из орга­низма конечных продуктов обмена веществ. Такие ядовитые «шлаки» возникают, например, в процессе дыхания, и их надо обязательно удалять. Животные потребляют очень много белков, и, поскольку белки не запасаются, их необходимо расщепить, а затем вывести из организма. Поэтому у животных вы­деление сводится в основном к экскреции азотистых веществ. Еще одной из форм экскреции можно считать выведение из организма свинца, радио­активной пыли, алкоголя и массы других вредных для здоровья веществ.

5) Рост.Объекты неживой природы (например, кристалл или сталагмит) растут, присоединяя новое вещество к наружной поверхности. Живые существа растут изнутри за счет питательных веществ, которые орга­низм получает в процессе автотрофного или гетеро­трофного питания. В результате ассимиляции этих веществ образуется новая живая протоплазма. Рост живых существ сопровождается развитием – необратимым количественным и качественным изменением.

6) Размножение.Продолжительность жизни у каждого организма ограничена, однако все живое «бессмертно», т.к. живые организмы оставляют после смерти себе подобных. Вы­живание вида обеспечивается сохранением главных признаков родителей у потомства, возникшего пу­тем бесполого или полового размножения. Закодированная наследственная информация, которая передается от одного поко­ления к другому, содержится в молекулах нуклеиновых кислот: ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и РНК (рибонуклеиновой кислоты).

7) Наследственность – способность организмов передавать свои признаки и функции следующим поколениям.

8) Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства.

9) Саморегуляция. Выражается в способности организмов поддерживать постоянство своего химического состава и функций в системе (например, постоянство температуры тела), физиологических процессов в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды. В отличие от живой материи мертвое органи­ческое вещество легко разрушается под действием механических и химических факторов окружающей среды. Живые существа обладают встроенной си­стемой саморегуляции, которая поддерживает про­цессы жизнедеятельности и препятствует неуправля­емому распаду структур и веществ и бесцельному выделению энергии.

Эти главные признаки живого более или менее выражены у любого организма и служат единственным показателем того, жив он или мертв. Не следует, однако, забывать, что все эти при­знаки - лишь наблюдаемые проявления главного свойства живой материи (протоплазмы) – ее спо­собности извлекать, превращать и использовать энергию извне. К тому же протоплазма способна не только поддерживать, но и увеличивать свои энер­гетические запасы.