Всеобщие свойства живых систем: Свойства живых систем — Биология в вопросах и ответах

Общие свойства живых организмов (Таблица)

Справочная таблица содержит основные общие свойства живых организмов, такие как движение, рост, наследственность, изменчивость, развитие, размножение, обмен веществ и другие, их описание и характеристика.

Живое тело — открытая саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся система, построенная из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот (М. В. Волькенштейн, 1965). Первые живые тела возникли при взаимодействии коацерватов и нуклеиновых кислот; их называют пробионтами.

Таблица общих свойств живых организмов

Свойства живых организмов

Характеристика

Единство химического элементарного состава

В состав живого входят те же элементы, что и в состав неживой природы, но в других количественных соотношениях. В живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента: углерод, кислород, азот и водород, которые образуют крупные органические молекулы — белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Единство биохимического состава

Все живые организмы состоят в основном из белков, липидов, углеводов и нуклеиновых кислот.

Единый принцип структурной организации

Клеточное строение всех живых организмов. Единицей строения, жизнедеятельности, размножения, индивидуального развития является клетка; вне клетки жизни нет.

Движение

Перемещение организма или частей организма в пространстве (у растений движение к свету — фототропизм)

Обмен веществ и энергии

Процесс который состоит из двух взаимосвязанных процессов: ассимиляции — синтеза органических веществ в организме (за счет внешних источников энергии — света, цищи) и диссимиляции — процесса распада сложных органических веществ с выделением энергии, которая затем расходуется организмом.

Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые организму и выделяя продукты жизнедеятельности. Питание — поглощение и усвоение питательных веществ. Дыхание — поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Выделение — удаление из организма побочных продуктов обмена веществ.

Именно обмен веществ и обеспечивает относительное постоянство химического состава организмов.

Открытость

Живые системы являются открытыми, поскольку в ходе метаболиза через них проходят потоки веществ и энергии.

Рост

Увеличение размеров и массы тела, сопровождающееся развитием

Развитие

Необратимое направленное изменение объектов живой природы, сопровождается количественным и качественным изменением объекта (особи). Индивидуальное развитие — онтогенез, историческое развитие — филогенез

Размножение (самовоспроизведение)

Воспроизведение себе подобных. Половое и бесполое размножение. В основе лежит информация, заложенная в ДНК.

Наследственность

Способность организмов передавать свои признаки, свойства и функции следующим поколениям. Обусловлена наличием единого генетического кода.

Изменчивость

Способность организмов приобретать новые признаки и свойства, основой которой являются изменения строения молекул ДНК.

Раздражимость

Способность отдельных клеток, тканей и организмов изменять свое состояние, реагируя на воздействие внешних и внутренних раздражителей, условия внешней среды.

Саморегуляция

Способность организмов поддерживать постоянство своего химического состава и функций (например: постоянство температуры тела), в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды — гомеостаз

Дискретность

Любая биологическая система состоит из отдельных взаимодействующих частей, которые вместе образуют структурно-функциональное единство.

_______________

Источник информации:  Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.



Основные свойства живого

Жизнь — это уникальное явление, которое отличается сложностью, структурной и функциональной упорядоченностью. И уже это можно считать ее главным свойством. Однако куда важнее дать определение жизни, т. е. однозначно определить, чем живое отличается от неживого. Однозначного определение жизни не существует, однако выделяют общие свойства (или признаки) жизни, характерные для всех живых организмов и других живых систем (клеток, биоценозов). Совокупность этих свойств позволяет однозначно отделять живое от неживого. Чтобы система называлась живой, она должна обладать если не всеми, то подавляющим большинством нижеперечисленных основных свойств.

Одно из основных свойств живого — это единство химического состава. Во всех живых системах, в любых организмах, несмотря на все их разнообразие, преобладают четыре химических элемента — это углерод, кислород, водород и азот. Кроме перечисленных, живое содержит и другие элементы, но в меньших количествах. В отличие от живой, в неживой природе преобладают несколько другие элементы. Например, на Земле много кислорода, кремния, алюминия, натрия. Звезды в основном состоят из водорода и гелия. Кроме того в живых организмах преобладают крупные органические молекулы, имеющие сложное строение и построенные на основе углеродного скелета. Причем у совершенно разных организмов зачастую такие молекулы одинаковы, а также протекают схожие химические реакции.

Для всего живого характерен обмен веществ. Живые организмы поглощают из окружающей среды одни вещества и выделяют в нее другие. При этом в организме происходят процессы синтеза (ассимиляции) и распада (диссимиляции), в основе которых лежат сложные химические реакции, большинство из которых не встречаются в неживой природе. Из полученных веществ строятся компоненты клетки, синтезируется ряд необходимых для жизнедеятельности веществ (например, глюкоза у растений образуется из воды и углекислого газа). При диссимиляции обычно происходит выделение энергии, которая запасается в молекулах АТФ и далее расходуется на протекание различных процессов в клетках организма. Благодаря способности к обмену веществ организм сохраняет относительное постоянство своего состава и строения.

Основным свойством живого является энергозависимость, или поток энергии. Живые системы могут существовать только при постоянно притоке в них энергии. Они также выделяют (рассеивают) энергию, но уже иной природы. Таким образом, жизнь — это открытая система. Растения получают энергию от солнечного света. Эта энергия тратится на синтез органических веществ. Гетеротрофы получают энергию из пищи в результате ее усвоения. Обмен веществ и поток энергии тесно взаимосвязаны между собой.

Живое способно к росту, т. е. к увеличению своего размера. Это достигается не за счет простого присоединения вещества, как в неживой природе, а за счет синтеза сложных органических веществ. Клетки растут за счет увеличения своих размеров, организмы — за счет увеличения количества клеток, биоценозы — за счет увеличения количества составляющих их организмов.

Основным свойством живого является развитие, которое во многих случаях сопровождает рост. Развитие — это направленное и необратимое изменение системы, чаще сопровождаемое ее усложнением (однако не редко и упрощением). Развитие меняет качество системы, за счет изменения ее состава и строения. Многоклеточные живые организмы развиваются из зародыша до взрослого организма, при этом появляются новые органы, физиологические процессы и др. Индивидуальное развитие называется онтогенезом. В то же время для всей живой природы характерно развитие на протяжении всего времени существования жизни на Земле. Такое историческое развитие (эволюция) называется филогенезом. В процессе филогенеза жизнь приобрела множество сложных форм, хотя на заре своего становления была представлена простейшими одноклеточными.

Важным свойством живых организмов является способность к

самовоспроизведению. Живые системы (клетки, их структуры, целые организмы) размножаются и при этом производят себе подобных. В основе самовоспроизведения лежат молекулы ДНК, способные к матричному синтезу (удвоению). Особенности ДНК лежат и в основе таких основных свойств живого как наследственность и изменчивость. Под наследственностью подразумевается передача признаков родительских организмов дочерним. Это обеспечивается постоянством строения молекул ДНК. Изменчивость обратна наследственности и выражается в приобретении дочерними организмами новых свойств, которых не было у родительских. Изменчивость обусловлена изменениями в ДНК, ее перекомбинацией. Эволюция живых организмов была бы невозможна, если бы не было изменчивости.

В качестве следующего свойства живого следует выделить способность живых систем к саморегуляции. Условия окружающей среды меняются. При этом клетки, организмы способных сохранять постоянство своего химического состава и поддерживать интенсивность протекания многих физиологических процессов на прежнем уровне. Живое способно запасать вещества, а при необходимости их использовать для поддержания внутреннего постоянства. В многоклеточных организмах саморегуляция осуществляется благодаря нервной и эндокринной системам, которые улавливают изменения концентраций тех или иных веществ.

Живые организмы обладают раздражимостью. Они реагируют на внешние стимулы (воздействия). Причем не на абсолютно любые, а на важные для их существования (изменение своих физиологических параметров при изменении внешней температуры, избегание опасности, поиск пищи и др.). У многоклеточных животных раздражимость реализуется через рефлекс, у одноклеточных, растений — с помощью таксисов, тропизмов.

Ритмичность встречается как в живой, так и в неживой природе. Она связана с циклическими космическими явлениями (вращение Земли вокруг оси и Солнца, фазы Луны и др.). Ритмичность живых организмов более сложная, возникла как приспособление к ритмичности в неживой природе. Например, у деревьев на зиму опадает листва, с увеличением длины светового дня многие животные приступают к размножению и т. п.

Различные авторы выделяют и другие свойства живого. Например, дискретность, целостность, упорядоченность. Однако это скорее всеобщие свойства материи, характерные в том числе и для живой природы. По отношению к биологическим системам дискретность выражается в том, что они состоят из отдельных изолированных компонентов. Например, клетка состоит из органелл, включений и др., организм состоит из клеток, биоценоз из отдельных обособленных организмов. Дискретность дает возможность обновлять поврежденные части системы без нарушения ее функционирования. Дискретность лежит в основе структурной упорядоченности.

Свойства живых организмов

Выделение общих свойств живых организмов позволят однозначно отличать живое от неживого. Точного определения, что такое жизнь или живой организм, нет, поэтому живое идентифицируют по комплексу его свойств, или признаков.

В отличие от тел неживой природы, живые организмы отличаются сложностью строения и функциональности. Но если рассматривать каждое свойство отдельно, то некоторые из них в той или иной форме можно наблюдать в неживой природе. Например, расти могут и кристаллы. Поэтому так важна совокупность свойств живых организмов.

На первый взгляд наблюдаемое многообразие организмов создает трудности для выявления их общих свойств и признаков. Однако по мере исторического развития биологических наук становились очевидными многие общие закономерности жизни, наблюдаемые у совершенно разных групп организмов.

Кроме ниже перечисленных свойств живого, также часто выделяют единство химического состава (схожесть у всех организмов и отличие соотношений элементов между живым и неживым), дискретность (организмы состоят из клеток, виды из отдельных особей и т. п.), участие в процессе эволюции, взаимодействие организмов между собой, подвижность, ритмичность и др.

Однозначного перечня признаков живого нет, отчасти это вопрос философский. Нередко, выделяя одно свойство, второе становится его следствием. Есть признаки живого, состоящие из ряда других. Кроме того, свойства живого тесно взаимосвязаны между собой, и эта взаимозависимость в совокупности дает такое уникальное явление природы как жизнь.

Обмен веществ – основное свойство живого

Все живые организмы осуществляют обмен веществ с окружающей средой: определенные вещества поступают в организм из среды, другие — выделяются в среду из организма. Это характеризует организм как открытую систему (также поток через систему энергии и информации). Наличие избирательного обмена веществ свидетельствует о том, что организм жив.

Обмен веществ в самом организме включает два противоположных, но взаимосвязанных и сбалансированных процесса — ассимиляцию (анаболизм) и диссимиляцию (катаболизм). Каждый из них состоит из многочисленных химических реакций, объединенных и упорядоченных в циклы и цепи превращения одних веществ в другие.

В результате ассимиляции образуются и обновляются структуры организма за счет синтеза необходимых сложных органических веществ из более простых органических, а также неорганических веществ. В результате диссимиляции происходит расщепление органических веществ, при этом образуются необходимые организму для ассимиляции более простые вещества, а также в молекулах АТФ запасается энергия.

Обмен веществ требует притока веществ извне, а ряд продуктов диссимиляции не находят применения в организме и должны из него удаляться.

Все живые организмы так или иначе питаются. Пища служит источником необходимых веществ и энергии. Растения питаются за счет процесса фотосинтеза. Животные и грибы поглощают органические вещества других организмов, после чего расщепляют их на более простые компоненты, из которых синтезируют свои вещества.

Для живых организмов свойственно выделение ряда веществ (у животных это в основном продукты расщепления белков — азотистые соединения), представляющих собой конечные продукты обмена веществ.

Пример ассимиляционного процесса — это синтез белка из аминокислот. Пример диссимиляции — окисление органического вещества при участии кислорода, в результате чего образуются углекислый газ (CO2) и вода, которые выводятся из организма (вода может использоваться).

Энергозависимость живого

Для осуществления процессов жизнедеятельности организмам необходим приток энергии. В гетеротрофные организмы она поступает вместе с пищей, то есть обмен веществ и поток энергии у них связаны. При расщеплении питательных веществ энергия высвобождается, запасается в других веществах, часть рассеивается в виде тепла.

Растения являются автотрофами и получают первоначальную энергию от Солнца (они улавливают его излучение). Эта энергия идет на синтез первичных органических веществ (в коих она и запасается) из неорганических. Это не значит, что в растениях не протекают химические реакции распада (диссимиляции) органических веществ для получения энергии. Однако растения не получают извне органику посредством питания. Она у них полностью «своя».

Энергия идет на поддержку упорядоченности, структурированности живых организмов, что важно для протекания многочисленных химических реакций в них. Противостояние энтропии — важное свойство живого.

Дыхание — это характерный для живых организмов процесс, в результате которого происходит расщепление высокоэнергетических соединений. Высвобождаемая при этом энергия запасается в АТФ.

В неживой природе (когда процессы пущены на самотек) структурированность систем рано или поздно утрачивается. При этом устанавливается то или иное равновесие (например, горячее тело отдает тепло другим, температура тел выравнивается). Чем меньше упорядоченность, тем больше энтропия. Если система закрыта и в ней протекают процессы, которые не уравновешивают друг друга, то энтропия увеличивается (второй закон термодинамики). Живые организмы обладают свойством уменьшать энтропию путем поддержания внутренней структуры за счет притока энергии из вне.

Наследственность и изменчивость как свойство живого

В основе самообновления структур живых организмов, а также размножения (самовоспроизведения) организмов лежит наследственность, которая связана с особенностями молекул ДНК. При этом в ДНК могут появляться изменения, которые приводят к изменчивости организмов и обеспечивают возможность процесса эволюции. Таким образом, живые организмы обладают генетической (биологической) информацией, что также можно обозначить как основной и исключительный признак живого.

Несмотря на способность к самообновлению, она у организмов не вечна. Продолжительность жизни особи ограничена. Однако живое остается бессмертным благодаря процессу размножения, которое может быть как половым, так и бесполым. При этом происходит наследование признаков родителей путем передачи ими потомкам своей ДНК.

Биологическая информация записана с помощью особого генетического кода, который универсален для всех организмов на Земле, что может говорить о единстве происхождения живого.

Генетический код хранится и реализуется в биологических полимерах: ДНК, РНК, белках. Такие сложные молекулы также являются особенностью живого.

Информация, хранимая в ДНК, при переносе на белки выражается для живых организмов в таких их свойствах как генотип и фенотип. Все организмы обладают ими.

Рост и развитие — свойства живых организмов

Рост и развитие — это свойства живых организмов, реализуемые в процессе их онтогенеза (индивидуального развития). Рост — это увеличение размеров и массы тела с сохранением общего плана строения. В процессе развития организм меняется, он приобретает новые признаки и функциональность, другие — могут быть утеряны. То есть в результате развития возникает новое качественное состояние. У живых организмов обычно рост сопровождается развитием (или развитие ростом). Развитие направлено и необратимо.

Кроме индивидуального развития выделяют историческое развитие жизни на Земле, которое сопровождается образованием новых видов и усложнением жизненных форм.

Хотя рост можно наблюдать и в неживой природе (например, у кристаллов или пещерных сталагмитов), его механизм у живых организмов иной. В неживой природе рост осуществляется за счет простого присоединения вещества к наружной поверхности. Живые организмы растут за счет питательных веществ, поступающих внутрь. При этом у них увеличиваются не столько сами клетки, сколько возрастает их количество.

Раздражимость и саморегуляция

Живые организмы обладают свойством в определенных пределах изменять свое состояние в зависимости от условий как внешней, так и внутренней среды. В процессе эволюции у видов выработались различные способы регистрации параметров среды (среди прочего посредством органов чувств) и ответной реакции на разные раздражители.

Раздражимость живых организмов избирательна, то есть они реагируют только на то, что важно для сохранения их жизни.

Раздражимость лежит в основе саморегуляции организма, которая, в свою очередь, имеет приспособительное значение. Так при повышении температуры тела у млекопитающих расширяются кровеносные сосуды, отдавая в окружающую среду тепло в большем количестве. В результате температура животного нормализуется.

У высших животных многие реакции на внешние раздражители зависят от достаточно сложного поведения.

2. Признаки и свойства живого

1. Единство химического состава

Все живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и тела неживой природы, но соотношения содержания элементов в живых и неживых объектах отличаются. Более \(90\) % химического состава организмов приходится на органогенные элементы (С, O, N, H) образующие сложные органические вещества.

Этот факт свидетельствует о единстве и связи живой и неживой материи.

 

2. Клеточное строение (Единство структурной организации) 

Все существующие на Земле организмы (кроме вирусов) состоят из клеток.


3. Обмен веществ (Открытость живых систем)

Все живые организмы представляют собой «открытые системы».

Открытость системы — обязательное постоянное поступление энергии из окружающей среды и выделение продуктов жизнедеятельности.

Обмен веществ — совокупность биохимических процессов, происходящих в биологических системах.

В живых организмах одновременно происходят процессы двух типов: ассимиляция, т. е. образование сложных органических веществ, и диссимиляция, т. е. распад органических веществ, протекающий с выделением энергии. Благодаря обмену веществ в организме поддерживается постоянство состава внутренней среды независимо от условий в окружающем мире.


4. Самовоспроизведение (Репродукция)

Это способность живых систем воспроизводить себе подобных.  Размножение является одним из главных признаков живых организмов. Основой размножения является процесс самоудвоения молекул ДНК, определяющий возможность дальнейшего деления клеток.


5. Саморегуляция (Гомеостаз)

Это поддержание постоянства внутренней среды организма в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды. Стойкое нарушение гомеостаза ведёт к гибели организма.


6. Развитие и рост

Развитие живого представлено индивидуальным развитием организма (онтогенезом) и историческим развитием живой природы (филогенезом).

  • В процессе онтогенеза постепенно проявляются индивидуальные свойства организма и происходит увеличение его размеров.
  • Результатом филогенеза является общее усложнение живых организмов в ходе эволюции и всё их многообразие на нашей планете.

7. Раздражимость

Каждый живой организм способен изменять свою жизнедеятельность в ответ на действие разных раздражителей. Примерами могут служить рефлексы у животных, а также двигательные реакции у растений: тропизмы, таксисы и настии.


8. Наследственность и изменчивость

Эти свойства живых организмов представляют собой факторы эволюции, так как благодаря им возникает материал для отбора.

  • Изменчивость — это способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства.
  • Наследственность — это способность живых организмов передавать свои признаки от одного поколения к другому.

9. Способность к адаптациям

Проявляется в том, что в результате действия естественного отбора живые организмы приспосабливаются к условиям среды, у них появляются адаптации. Организмы, не обладающие необходимыми приспособлениями, вымирают.


10. Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность)

Эти особенности присущи как структуре, так и функциям. Любой организм — это целостная система, которая в то же время состоит из дискретных единиц — клеточных структур, клеток, тканей, органов, систем органов. Органический мир целостен, поскольку все организмы и происходящие в нём процессы взаимосвязаны. В то же время он дискретен, так как складывается из отдельных организмов.

 

Обрати внимание!

Любое из перечисленных выше свойств, можно обнаружить и в неживой природе.

Пример:

при горении любого вещества происходит обмен веществ и превращение энергии, но не осуществляется саморегуляция и не происходит размножение.

Следовательно, все перечисленные выше свойства характерны для живых организмов только в своей совокупности.


Рис. \(1\). Признаки жизни

Источники:

Рис. 1. Признаки жизни. © ЯКласс.

 

Размножение – одно из фундаментальных свойств живого. Способы и формы размножения организмов.

Размножение- это всеобщее универсальное свойство живых организмов, которое заключается в способности воспроизводить себе подобных по структурно- функциональной организации, типу обмена вещест и основым закономерностям онтогенеза. Различают два способа размножения: бесполое и половое.

Бесполое размножение

Половое размножение

Возникло раньше, в первую очередь

Возникло позже,во вторую очередь

1 родительская особь

2 родительских особи (могут 1 особь)

Участвуют соматические клетки

Участвуют гаметы (половые клетки)

Клеточный мех-м :митоз

Клеточный мех-м: мейоз

Дочерняя особь является точной копией материнской особи

Дочерниби отличаются от материнских

Ист. Изменчивости:мутации

Ист.изменчивости: мутации и ген. рекомбинации

Обеспечивает быстрое размножение хорошо приспособленных особей

Увеличивает генетическое разнообразие в пределах вида.Это повышает эволюционный потенциал, увеличивает вероятность выживания при изменении условий обитания.

Формы бесполого размножения:

Деление надвое приводит к возникновению из одного родительского организма двух дочерних. Оно является преобладающей формой у прокариот и простейших, но встречается и у многоклеточных: продольное у медуз, поперечное у кольчатых червей. Множественное деление (шизогония) встречается среди простейших, в том числе паразитов человека (малярийный плазмодий). При размножении почкованием потомок формируется первоначально как вырост на теле родителя с последующей его отшнуровкой (гидра). Фрагментация заключается в распаде тела многоклеточного организма на части, которые далее превращаются в самостоятельных особей (плоские черви, иглокожие). У видов, размножающихся спорами, дочерний организм развивается из специализированной клетки-споры. В зависимости от формы бесполого размножения потомок развивается либо из одной клетки (спорообразование, шизогония, деление), либо из группы клеток родителя. В последнем случае размножение называют вегетативным. Оно распространено среди растений.

У некоторых видов закономерно наблюдается полиэмбриония — бесполое размножение зародыша, возникающего путем полового размножения. Полиэмбриония, к примеру, типична для броненосцев и заключается в разделении на стадии бластулы клеточного материала первоначально одного зародыша между 4—8 зародышами, из которых развиваются полноценные особи. В результатеполиэмбрионии у человека рождаются однояйцевые близнецы.

Бесполое размножение наблюдается у животных с относительно низким уровнем структурно-физиологической организации, к которым принадлежат многие паразиты человека. У паразитов бесполое размножение не только служит увеличению численности особей, но способствует расселению, помогает пережить неблагоприятные условия.

Формы полового размножения :

  1. Размножение с оплодотворение(В основе полового размножения лежит половой процесс, суть которого сводится к объединению в наследственном материале для развития потомка генетической информации от двух разных источников — родителей.)

  2. Размножение без оплодотворения (новый организм формируется за счет генетического материала одной гаметы) Имеются следующие его разновидности:

а) Партеногенез ( организм развивается из яйцеклетки) Он подразделяетсяна гаплоидный и диплоидный (подробно в вопросе №8):

б)Гиногенез (Источником формирования нового организма является яйцеклетка, однако для развития яйцеклетки необходимо прониклновение в неё сперматозоида , при этом ядра клеток не сливаются, т.е. оплодотворения не происходит. Пример: серебристый карась, байкальская конопянка.

в)Андрогенез (В природе встречаются очень редко-шелкопряд, кукуруза. Чащенаблюдается в эксперименте. Ядро в яйцеклетке погибает или спец. удаляется . Новый организм развивается за счет генетического материала сперматозоида. Это позволяет оценить влияние мужского и женского генома на развитие организма.

г) Педогенез – это размножение на личиночной стадии. В теле личинки (спороциста) имеются зародышевые клетки, которые образуются из неоплодотворенных яйцеклеток. Из этих клеток образуюттся новые личинки- редии. Это является приспособлением к паразитическому образу жизни. Пример сосальщики.

Материя, ее всеобщие свойства и способы существования

Картина (образ мира) формируется в философии на различных мировоззренческих посылках — религиозных, естественнонаучных, идеалистических, мифологических и иных. В силу этого, история фи­лософии являет собой процесс возникновения и сосуществования раз­личных картин мира и бытия человека в нем. К формированию кар­тины мира с позиций научного знания стремится философский мате­риализм («линия Демокрита»), который имеет длительную традицию и глубокие корни в культуре общества.

Основным в философском материализме является понятие мате­рии («вещь», «вещество»). Оно концентрирует в себе длительный опыт познания окружающего мира и человека с позиций естествознания и здравого смысла, объяснения мира естественными причинами. По убеждению сторонников этого философского направления, мир — это движущаяся материя в различных формах ее проявления.

Первые, наглядные по своей сути, представления о материи по­явились в древней философии в связи с попытками найти некую пер­вооснову мира в виде конкретного вещества. Так, для Фалеса такой основой выступала вода, для Гераклита — огонь, а Демокрит нахо­дил ее в подвижных атомах. Эмпедокл одновременно выделял четыре стихии («корни вещей») — воду, землю, воздух и огонь. В учении Пла­тона материальный мир рассматривался как низшая ступень бытия, косная и пассивная масса. Она является всего лишь «бледной тенью» мира идей, их предметным воплощением. По убеждению философа, высшим демиургом (творец, ремесленник) всего сущего является Бог.

Само понятие «материя» впервые появилось в работах Аристоте­ля. Он понимал под ней бесформенную и пассивную массу, которая по­тенциально содержит в себе любые вещи. Материя — это как бы воз­можное бытие, его исток, а все конкретные вещи возникают под воз­действием некоей творческой энергии («формы»), и этот переход мате­рии в иное состояние является, по Аристотелю, движением («кинесис»).

В философии средних веков считалось, что материальный мир был сотворен в течение весьма краткого времени актом воли всемогущего Творца. Создав мир, Бог установил и определенный порядок (иерар­хию) в нем. Природа (растительный и животный миры) рассматрива­лась философами как низшая ступень в иерархии мира. В ней, дес­кать, нет ни души, ни свободы. Такие качества имеются лишь у чело­века, поэтому он и призван властвовать на планете над всеми иными тварями Божьими.

В эпоху Возрождения и Нового времени материя стала рассматри­ваться как совокупность физических тел и процессов. Большую роль в познании материального мира сыграл, в частности, И.Ньютон, который сформулировал законы классической механики. Н. Коперник создал ге­лиоцентрическую картину мира, которая радикальным образом измени­ла существовавшие до сих пор представления о Вселенной. Во французс­ком материализме XVIII века (Ж.Ламетри, Д.Дидро и др.) подчеркива­лось, что материя не сотворена Богом и существует вечно. Она является колоссальной мастерской, которая снабжена всеми необходимыми ин­струментами и материалами для работы человека. Сам же человек — это деятель, активный и умелый работник в этой мастерской.

На рубеже XIX —XX вв. в естественных науках произошел ряд крупных открытий, на основе которых наступила ломка ранее сложив­шихся представлений о материальном мире. Ранее, в середине XIX в., сформировалась теория Ч.Дарвина, в которой была раскрыта орга­ническая взаимосвязь в растительном и животном мирах. В 1869 г. русский ученый Д. И. Менделеев создал периодическую систему хими­ческих элементов. Были открыты химический элемент радий (В.Рент-ген) и электрон, явление искусственной радиоактивности (А .Беккерель).

В 1905 — 1916 гг. А.Эйнштейн разработал специальную и общую тео­рию относительности, которая раскрывала единство движения, про­странства и времени. В те годы произошли и многие другие крупные открытия в естествознании.

В результате быстрого развития науки была подорвана господ­ствовавшая прежде механистическая картина мира. Было убедитель­но показано, что мир не только един, но бесконечен и разнообразен в своих формах, свойствах и проявлениях. Тем самым горизонт знаний о материи резко раздвинулся и был дополнен новыми сведениями и фактами, которые изменяли прежние, «вещественные» представления о материи. Обобщая эту важную тенденцию в науке своего времени, В.И.Ленин в 1908 году предложил развернутое определение понятия материи. В своей работе «Материализм и эмпириокритицизм» он пи­сал, что материя — это «философская категория для обозначения объек­тивной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них». Кратко говоря, материя есть объек­тивная реальность, существующая вне и независимо от человека и че­ловечества. Данное понятие имеет весьма важное, концептуальное значение для философского материализма.

В данном выше определении подчеркнуто, что материя является ос­новным объектом исследовательского интереса для «линии Демокрита». В.И-Лениным было выделено, прежде всего, основное свойство мате­рии — объективность существования, т.е. ее бытие вне и независимо от человека и его сознания. Указано также и на принципиальную позна­ваемость окружающего мира человеком. Ленин подчеркивал, что мате­рия, как реальность, включает в себя не только известные науке, но и еще неизвестные явления. В действительности материя не исчерпывает­ся своими конкретными проявлениями и видами. Понятие материи ха­рактеризует мир как единство многообразного и помогает исследовать его действительную природу. Материальный мир включает в себя так­же и человека как уникальное явление мироздания. Вот почему русский философ А. Ф.Лосев призывал «понять материю личностно, с точки зре­ния категории личности», т.е. включить человека в объект анализа фи­лософии, а материю воспринимать также с точки зрения ее ценностно­го (аксиологического) значения. С помощью понятия материи форми­руются научные представления о мире, обобщаются данные частных наук, ведется полемика с философским идеализмом и религиозным ми­ровоззрением, опровергается агностицизм. Данное понятие выполня­ет, таким образом, мировоззренческую функцию.

Методологическое («поисковое») значение этого понятия состоит в том, что оно ориентирует на строго определенный (материалисти­ческий, естественнонаучный) подход к познанию и объяснению этого мира, выявлению места человека в нем. Учение о материи позволяет также решать вопрос об основе (субстанции) и причинах всех форм бытия, разграничивать предмет философии и частных наук. В этом понятии заложены основные мировоззренческие посылки и исходные принципы «линии Демокрита».

Что касается строения материи, то современной науке известны два ее вида — вещество и поле, которые переходят друг в друга. Веще­ство дискретно (внутренне расчленено) и структурировано, обладает массой покоя и рассредоточено в пространстве. Формы вещества очень разнообразны — атомы и молекулы, газы, жидкие и твердые тела, полимеры, белок, вирусы, живые организмы, макротела. В отличие от вещества, поле представляет собой сложное электромагнитное об­разование, которое состоит из квантов («порций»). Они не имеют мас­сы покоя и распределены в пространстве равномерно. Поле тоже су­ществует в различных видах — гравитационное, электромагнитное, биологическое и т.д. Особым (энергетически наинизшим) состоянием поля является вакуум, в котором отсутствуют какие-либо частицы. Иногда учеными высказывается мнение о существовании «информа­ционно-энергетического» поля, которое якобы имеет громадную ско­рость распространения и обусловливает развитие Вселенной по изна­чальной программе.

Вещество и поле взаимопроникают и дополняют друг друга. Их синтезом является, например, плазма как особое состояние материи. Из нее состоят, в частности, небесные тела типа Солнца.о означает огромное многообразие его сторон, свойств, явлений и состояний. В связи с этим В.И.Ленин в начале ХХ столетия замечал, что хотя открытый наукой электрон оказался таким же неисчерпае­мым, как и атом, ум человеческий со временем сделает еще больше открытий и тем самым увеличит власть человека над окружающей природой. Рост знаний подпитывает неиссякаемую надежду челове­ка найти во Вселенной подобных себе существ. Н.А.Заболоцкий ска­зал об этом языком поэзии: «В который раз томит меня мечта, /Что где-то там, в другом углу Вселенной, /Такой же сад и та же темнота, /И те же звезды в красоте нетленной».

Такое свойство материи, как бесконечность, подразумевает веч­ную незавершенность, незаконченность процессов и состояний в ней. У материального мира нет ни начала, ни конца. В нем существует лишь непрестанное развитие, смена форм и состояний* (- М.М.Бахтин: «… Ничего окончательного в мире еще не произошло, после-Д днее слово мира и о мире еще не сказано, мир открыт и свободен, еще все впереди и всегда будет впереди».) В связи с этим мож­но сказать, что жизнь человека является всего лишь маленьким мигом в истории безбрежного Космоса, хрупким звеном в бесконечной цепи превращений материи. Человек — это существо, затерянное в «глу­хом углу Вселенной», — сокрушался Б.Паскаль. В необъятных про­сторах пространства и времени мы — ничто, подчеркивал ученый.

Материи присуща также целостность и структурность. Будучи относительно самостоятельными, все фрагменты и стороны мира не­посредственно или же опосредованно связаны друг с другом, — при­рода и общество, индивид и социальная группа. И т.д. и т.п.

В ряду всеобщих свойств материи находится и отражение, пред­ставляющее собой способность предметов воспроизводить (копиро­вать) в ходе взаимодействия внешние признаки и внутреннее содер­жание других предметов, сохранять в себе эти отпечатки («копии»). Формы проявления отражения (раздражимость, психика и другие) разнообразны, как и сам материальный мир.

Особым свойством материи является движение, которое выража­ет способность предметов изменяться и переходить в иное состояние. По определению Ф.Энгельса, движение, в применении к материаль­ному миру — это изменение вообще. Оно представляет собой не про­сто свойство: это коренной способ и условие существования всех без исключения вещей материального мира. Движению присущи такие характеристики, как объективность, абсолютность и относительность, неуничтожимость, вечность и другие.

Противоположностью движения является покой как состояние временного равновесия, устойчивости и неизменности вещей. Он всегда относителен, так как нет вещей, которым не присуще движение. Покой мимолетен и краток, он постоянно разрушается силой неумолимого и безжалостного («смертоносного», по выражениюН.А.Бердяева) движения. Движение вечно, а покой временен, — такова формула их связи.

Движение материи существует в разных формах (видах), которые представляют собой специфические типы взаимодействий и изменений. До XIX в. все многообразие форм движения сводилось, в основном, к механическим процессам. В этом представлении проявлялся механицизм как конкретно-исторический тип философского мировоззрения, исход­ный принцип объяснения мира и человека в нем. Но крупные откры­тия в науке XIX в. (теория клеточного строения, эволюционное уче­ние и др.) разрушили эту упрощенную картину мироздания. Учитывая это, ф. Энгельс в своей работе «Диалектика природы» предложил более со­вершенную классификацию форм движения материи. Они были выделе­ны им с учетом их конкретного материального (вещественного) носите­ля. Назовем эти формы и кратко охарактеризуем их.

Механическое движение представляет собой перемещение тел в пространстве по определенной траектории, или «смена места», по оп­ределению Г.Гегеля. Носителями движения в данном случае (падение камня, колебание маятника часов, полет спутника и т.п.) являются конкретные материальные предметы.

Что касается физического движения, то оно сопряжено с такими природными явлениями, как теплота, свет, электричество и магнетизм, гравитация. Здесь уже отсутствует четкая траектория движения, а иног­да оно носит даже хаотический характер (например, броуновское дви­жение молекул газа).

Химическое движение вбирает в себя взаимодействия атомов, что порождает в ходе реакций еще более сложные вещества. В качестве са­мой простой химической реакции Энгельс называл образование озона в атмосфере во время грозы. Наука полагает, что когда-то в рамках химических процессов на нашей планете зародилось явление жизни.

Особое место в мироздании занимает биологическое движение — су­ществование и развитие живых организмов — растительного и живот­ного миров. настоящее время на Земле имеется более 500 тысяч видов растений и около 1,5 миллиона видов животных). Носителем процессов жизни является белок, который имеет очень сложную молекулярную структуру. По лаконичному определению Энгельса, жизнь — это «спо­соб существования белковых тел». Благодаря жизни тенденция к само­сохранению все же преобладает над тенденцией распада, и поэтому на нашей планете не господствует стихия Хаоса.

Большой спецификой обладает социальное движение, которое вби­рает в себя всю совокупность явлений и процессов, протекающих в Рамках общественной жизни. «Автором» и носителем социального Движения выступает человек, как существо мыслящее и деятельное. Самым сложным проявлением социального движения является про­цесс человеческого мышления как поток мыслей и представлений, де­ятельность познающего ума.

Классификация форм движения материи, предложенная Энгельсе» фиксирует важнейшие области материального мира и протекающие) нем процессы. Однако она имеет ограниченные познавательные возможности для познания этого мира*, (* Классификация Ф.Энгельса была дана им в своей работе «Диалектика приро­ды» (написана в 1873 — 82 гг.).) ведь вXX в. был накоплен богатейший массив научных знаний. В настоящее время наука выделила и изучает геологическую, географическую, космологическую и иные формы движения. Разумеется, поиск наукой новых форм движения буде продолжаться и дальше. В связи с этим можно предложить новый вариант классификации форм движения материи, а именно:

«Мир ядра» (частицы и античастицы). Это — так называемые «ядерные» формы движения материального мира;

«Мир электромагнетизма» — внутриатомные и молекулярные процессы;

«Мир тяготения» (плазма, планетарное вещество), включающий гравитационные формы движения материи;

«Мир жизни», объединяющий биогенетические, популяционные, организменные и иные процессы на нашей планете;

«Мир человеческого общества» как тесное единство материаль­ного и духовного, система деятельности людей и отношений между ними.

Очевидно, что в данной классификации формы движения выделе­ны с учетом уровня организации материи, ее постепенного усложне­ния. Для удобства можно выделять формы движения в неживой и жи­вой природе, в общественной жизни. Что касается человека, то он представляет собой сложнейшую систему, которая синтезирует и не­сет в себе самые различные формы движения материи.

Кроме названных нами выше универсальных (всеобщих) свойств, материи присущи также и такие характеристики, как пространство и время. Это — формы существования материи, которая не может дви­гаться иначе, как в пространстве и во времени. В этих формах матери­ального мира пребывает и сам человек. Волею судьбы он погружен в них и существует в бесконечных просторах пространства и неумоли­мом потоке времени, которые являют собой «пределы человеческой жизни», по выражению П.Я. Чаадаева. Каждый человек живет здесь (в пространстве) и теперь (во времени).

Философия понимает под пространством взаимное расположение вещей и процессов друг возле друга, их протяженность и определен­ный порядок взаимосвязи. Это как бы сосуществование («рядом существование») вещей мира. Элементами пространства являются точ­ка, объем, длина, расстояние и т.д. Принято выделять, прежде всего, такие свойства пространства, как протяженность, трехмерность (длина, ширина и высота), изотропность (равенство всех трех измерений), обратимость (возможность перемещения предмета и человека в лю­бую точку пространства).

История существования человека убеждает, что он способен об­ретать практическую власть над пространством. Благодаря знаниям, технике и настойчивому труду эта власть постоянно нарастает. Это особенно очевидно на примере происходящего в наше время активно­го освоения земных недр, просторов и глубин Мирового океана, кос­мического пространства. Мир ведь всегда не удовлетворяет человека, и человек стремится преобразовать его своими действиями. Писатель П.Л.Проскурин заметил однажды, что природа предназначила чело­века для освоения широких пространств. Но в результате возникло острое и неустранимое противоречие между деятельным человеком и окружающим миром, между человеком и природой. К сожалению, в XX веке это противоречие проявило себя в весьма острых и опасных формах, что даже поставило под вопрос само дальнейшее существо­вание человечества.

Понятием времени философия раскрывает длительность существо­вания вещей и процессов, последовательность смены их состояний. В своей действительности оно представляет собой неиссякаемый поток событий, или, говоря словами Платона, «движущийся образ вечнос­ти». Разным материальным системам присуще свое время и его специ­фические характеристики. Можно вести речь о физическом и биоло­гическом, космическом, социальном времени. Иногда философы вы­деляют и «экзистенциальное» время, имея в виду сложный поток чувств и эмоций, переживаний человека, других его душевных состояний*. (* Марк Аврелий: «Время есть река… стремительный поток. Лишь появится что-нибудь, как уже проносится мимо…»)

Принято считать, что время имеет три измерения — настоящее (текущие события), прошлое (застывшие события) и будущее (гряду­щие события). Причем события в разных материальных системах про­исходят в неодинаковом темпе. Наиболее быстро и плотнее время про­текает в обществе, что связано с высокой активностью человека, мно­гообразием форм его духовно-практической деятельности и расшире­нием ее масштабов. Время течет только в одном направлении — от прошлого через настоящее к будущему, и этот вектор неизменен, нео­братим. Пока еще никому из людей не удавалось повернуть свою жизнь назад и прожить ее по-новому. Это можно сделать лишь мысленно, обратившись к помощи смелой фантазии.

«Стрела времени» — это всемогущий и безжалостный разруши­тель всего сущего, но время в такой же мере является и творцом всего нового, нарождающегося. Временное — означает тленное, умирающее и уходящее. Напротив, вечное — это сохраняющееся, непреходящее и бессмертное. Время движет миром в направлении и к жизни, и к смер­ти, непосредственно затрагивая тем самым судьбу человека, его про­шлое, настоящее и будущее. Жизнь человека всегда трагична под вла­стью «смертоносного» времени, и все мы — его пленники. Говорят, что каждый час времени ранит, а последний и вовсе убивает. Лишь непрерывное творчество помогает человеку преодолеть смерть, сохра­нить себя в памяти благодарных потомков, и тем самым приобщить­ся к вечности. Биологическая жизнь человека конечна, и поэтому мно­гие люди предпочитают все же не смотреть на бегущие секунды свы­сока, высокомерно. Они осознают свою временность и беспокоятся в связи с этим, задумываясь о содержании и целях своей жизни, о смыс­ле своего существования в этом мире.

Философские понятия пространства и времени применимы также и к исследованию общественной жизни. С точки зрения философии, социаль­ное пространство создано людьми и представляет собой множество об­щественных институтов, процессов и отношений, предметов культуры, которые сосредоточены в рамках конкретного отрезка социального вре­мени (конкретная эпоха, период истории). По большому счету, социаль­ное пространство и социальное время -это вся всемирная история Чело­века как арена его духовно-практической деятельности и ее предметные воплощения. Социальное пространство, будучи очеловеченной Вселенной, всегда несет на себе печать своего времени, эпохи. В этом несложно убе­диться, сравнивая для примера город античной эпохи и современный го­род, социальную дистанцию между рабом и господином в древнем обще­стве и взаимоотношения между гражданами в цивилизованных странах нашего времени. Социальное время устремлено в будущее, оно становится все более динамичным и насыщенным событиями. Неудивительно, что, под воздействием научно-технического прогресса современное общество стремительно мчится вперед, чем-то напоминая пылающую комету в необъятных просторах Вселенной.

В истории философии и культуры, в устном народном творчестве время всегда осознавалось как большая ценность. Считалось, что оно наполнено человеческим смыслом, и поэтому время является объектом эмоционального восприятия и рационального осмысления*.(* «…Мгновенье, прекрасноты, / Продлись, постой!» (И.Гете). В этих словах тоска по уходящему навсегда,ностальгия.)В филосо­фии подчеркивается, что время — это не только некие пределы человеческой жизни, но и сама его жизнь. Будучи насыщенным событиями Щ живым общением людей, оно есть одновременно, говоря словами К.Маркса, «пространство человеческого развития». Но, увы, время не­подвластно человеку. Неудивительно, что люди мечтали о так называ­емой «машине времени», с помощью которой можно обрести власть над ним. Мечта человека об этом сквозит и в словах В.Шекспира: «Не растай, время, властью надо мной!» Однако время неумолимо течет, уходит, и поэтому оно — нечто бесценное. Вот почему, говоря словами поэта С.Я.Маршака, «Пока в руках у нас частица времени, / Пускай она работает на нас!» Но для этого непременно требуется, чтобы душа человека неустанно трудилась и день, и ночь. Философия и народная мудрость напоминают человеку: спеши жить, поскольку «часы идут, дни бегут, годы летят», а ведь если иногда «день упустишь — годом не наверстаешь», «делу время — потехе час».

В философском материализме весьма существенным является так­же и вопрос о материальном единстве мира. Впервые он был обозна­чен и решался еще в античной философии (Гераклит, Демокрит и др.). По сути своей данная проблема означает следующее.

Окружающий человека мир материален (вещественен) по своей природе. Все его явления и процессы имеют, в конечном счете, единую материальную основу, или субстанцию. Мир един (целостен), един­ственен и динамичен.Все его сферы органически взаимосвязаны, пе­реплетены. Он многообразен, «разноцветен» в своих проявлениях, и это придает ему стройность и красоту. Материальный мир имеет одни и те же всеобщие (универсальные) свойства и характеристики, единые законы существования и развития. Наука показывает и доказывает, что все это и есть на самом деле, а не является игрой нашего вообра­жения. Мир — это Универсум, единое антропосоциоприродное целое.

Идея материального единства мира обосновывается, во-первых, науками о неорганической природе, — физикой, астрономией, хими­ей и другими. Особо важную роль в этом играют теории Д. И. Менде­леева, А.Эйнштейна, И. Ньютона и других ученых. Во-вторых — на­уками об органической природе, — биологией, генетикой, анатомией и другими. Большой вклад в это внесли учения Ч.Дарвина, А.И.Опа­рина, Г.Менделя. Эта идея доказывается также науками о человеке и обществе как уникальных явлениях Вселенной. Речь идет, прежде все­го, о таких областях научного знания, как история и этнография, со­циология, экология. Ф.Энгельс верно заметил, что единство матери­ального мира «…доказывается не парой фокуснических фраз, а длин­ным и трудным развитием философии и естествознания», всем духов­но-практическим опытом человечества.

В философском идеализме и религии тоже имеет место идея един­ства мира, его целостности и гармоничности. Однако она осмыслива­ется с противоположных мировоззренческих позиций: единство мира рассматривается под углом зрения его духовной обусловленности. Решение данной проблемы дано, например, в творчестве Г.Гегеля, где мир воспринимается как нечто целостное и пронизанное духовным началом («мировым разумом»). В русской религиозной философии было разработано понятие всеединства, которое выражает органичес­кую целостность мирового бытия. Наиболее обстоятельно учение о всеединстве было разработано в творчестве В.С. Соловьева, который стремился вскрыть духовную основу единства многообразного в ми­роздании, и находил эту основу в некоей Мировой душе, или Софии.

Современная наука рассматривает Вселенную как самоорганизу­ющийся Универсум, где имеет место сосуществование и взаимодействие живого и неживого. В мире протекают как линейные, так и нелиней­ные процессы (хаос, пульсация, вихри, волны и т.п.). Новый ракурс мировидения задает синергетика — отрасль научного знания, ко­торая исследует самоорганизацию сложных материальных систем (И.Р.Пригожин). Синергетика полагает, что в сложных системах «кон­струирующую» роль играет хаос, в котором потенциально содержит­ся много вариантов последующего развития. Эта наука подчеркива­ет, что развитие мира предсказуемо в той же мере, что и непредсказу­емо, неожиданно для человека. Таков и образ мира — как единстве порядка и беспорядка, гармонии и дисгармонии. ;

ПРОБЛЕМА ПРОИСХОЖДЕНИЯ МИРА И ЧЕЛОВЕКА СПОСОБЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ ‘

Решение проблемы происхождения мира, жизни и человека является непростой задачей, поскольку эти процессы невозможно воспроизвести экспериментально. Да и речь ведь идет о событиях, которые происходили многие миллионы и даже миллиарды лет назад.

В XX веке американский астроном Э.Хаббл выдвинул концепцию «Большого взрыва» во Вселенной. Ученый предположил, что около 15 -20 миллиардов лет назад стало происходить расширение Вселен­ной из сверхплотного состояния вещества. Началось время, а потом появились первые атомы и молекулы, а позже и химические соедине­ния. Вселенная все более расширялась, а температура спадала, и по­степенно на Земле складывались предпосылки для появления простей­ших форм жизни (около 5 млрд. лет назад). Стала формироваться ат­мосфера, а в результате биохимической эволюции появились органи­ческие соединения. Сформировался белок — носитель жизни, зароди­лась клетка как простейшая структура жизни. Наступил естественный отбор всего живого, что в итоге привело и к появлению человека.

В 1924 году русский ученый А. И. Опарин в своей книге «Происхож­дение жизни» сформулировал естественнонаучную концепцию возник­новения жизни. Опарин полагал, что до появления жизни на Земле су­ществовал длительный период химической эволюции, в рамках кото­рого (3 — 5 млрд. лет) появились сложные органические вещества и протоклетки. Это привело к биохимической эволюции, в ходе которой в Мировом океане стали образовываться сложные органические соеди­нения, давшие начало жизни.

Жизнь появилась на Земле, а на других планетах она в настоящее время пока не обнаружена. В силу случая или же закономерно, на на­шей планете сложились все необходимые предпосылки для возникно­вения Человека и его дальнейшего существования (оптимальный со­став атмосферы, температуры воды, гравитации и другие). Это уди­вительное обстоятельство дало повод ученым сформулировать «ант-ропный принцип’, который гласит, что Вселенная якобы устроена «под» и «для» человека. В самом деле, разве смог бы возникнуть и существо­вать человек, не будь Вселенная столь «человечной»?

Философия рассматривает человека как уникальное (в пределах известного нам мира) живое существо. Тема человека является сквоз­ной, традиционной для всей истории философской мысли. Вопросы о сущности и природе человека, смысле и целях его существования яв­ляются наиболее острыми и сложными мировоззренческими пробле­мами. Важное значение имеет также и вопрос о происхождении чело­века. В его решении наиболее распространенными являются следую­щие мировоззренческие позиции.

Естественнонаучный подход основывается на предположении о том, что человек — это следствие, итог длительной эволюции живой материи на планете Земля. Он появился отнюдь не случайно, став «высшим цве­том» живой природы. Человек — это результат земных причин, а вовсе не какая-то «искра» во Вселенной. Наука доказывает, что основными факторами его становления как специфического живого существа яви­лись естественный отбор, прямохождение, развитие мозга, труд и речь. Привычка трудиться, т.е. изготавливать и применять специальные инст­рументы для обработки природы помогла человеку выжить и тем самым закрепить одну из ветвей в эволюции живых существ на нашей планете. Человекообразная обезьяна (австралопитек) со временем превратилась в человека умелого. Научная теория антропогенеза утверждает, что чело­век в современном его облике сформировался примерно 40 — 50 тысяч лет назад. В целом же история человека как вида насчитывает около 2 — 3 миллионов лет. Появившись вначале в Центральной Африке, он рас­пространился затем по всем континентам. (Для сравнения заметим, что возраст Земли равен примерно 4,5 — 5 миллиардов лет).

В рамках естественнонаучного подхода отечественный ученый, академик Н.Н.Моисеев разработал концепцию так называемого «уни­версального эволюционизма». Истоки этой теории восходят к работам русских мыслителей — космистов Н.Ф.Федорова и В.И.Вернадского. Яв­ление человека Моисеев рассматривает как результат пересечения со­вокупности земных и космических факторов. В лице человека мате­рия впервые обрела способность осознавать саму себя и ставить свое развитие под контроль знания. Возникновение жизни и человека ста­ли самыми крупными революциями в известной науке истории Все­ленной. Появился Разум, и развитие мира (в рамках Земли) стало но­сить сознательный характер. Развился и усовершенствовался Мозг как носитель мыслительных способностей человека. Сформировалась Воля, т.е. способность вмешиваться в ход событий и направлять их протекание. Эволюция породила и Память — механизм сохранения информации и опыта, их накопления и передачи. Благодаря всему это­му сформировался Духовный мир человека как самая тонкая ткань социального организма, источник созидания принципиально нового, человеческого мира, — мира культуры.

В последующей эволюции человека выявились две противополож­ные тенденции. Первая -к нарастанию степени его свободы на осно­ве знаний об окружающем мире и о самом себе, совершенствования орудий труда и культуры. Вторая же тенденция предполагает рост несвободы в связи с усложнением создаваемой человеком так называ­емой «второй природы» (искусственная среда в различных ее формах), а также вечной зависимостью от «первой» природы как естественно­го условия своего существования.

В отличие от науки, в мифологии и религии на вопрос о проис­хождении человека даны иные ответы. Так, в древнегреческих мифах полагалось, что вначале существовал лишь вечный, безграничный и темный Хаос. В нем в свернутом виде заключались все источники жизни мира. Из Хаоса якобы появилось все — весь мир и бессмертные боги. Из него произошла богиня Земли — Гея. Под Землей родился мрачный Тартар — бездна, полная тьмы. Родилась также и Любовь как могу­чая и всеоживляющая сила. Так начал создаваться Мир со всеми его составляющими — Ночь и День, Горы и Небо, Океан, Солнце и т.д. Появились многочисленные боги как всемогущие и бессмертные су­щества, и весь возникший мир стал ареной их деятельности и сопер­ничества. Боги — это сверх-люди, хотя и наделенные обычными человеческими качествами. Первые появившиеся люди были созданы богами, и вначале жили без забот, тяжкого труда и печалей. То был «золотой век», первый век человечества. Затем на смену ему пришли «серебряный», «медный» и «железный» века. Так и стала, с точки зрения древней мифологии, развиваться история человеческого рода. _

В основном письменном источнике христианской религии Библии утверждается, что Бог на пятый и шестой день творения («креации») мира создал весь животный мир планеты. А на шестой день появился и| человек, сотворенный по образу и подобию Божьему в виде первого мужчины Адама и первой женщины Евы. Это было грандиозное событие, ведь с появлением человека разумного («гомо сапиенс») перед жизнью открылся путь созидания и высочайшего восхождения. Однако, вкусив запретный плод в райском саду, первородители людей соверши­ли тем самым великий грех, и поэтому были изгнаны Богом из рая. Началась история человечества, а все люди в ней распались на две боль­шие группы — праведники и грешники.

В фольклоре народов мира можно встретить наивные версии про­исхождения человека. Например, эскимосы считают, что человек был вылеплен из земли и распространился по свету с помощью птиц. Не­которые племена верят, что человек был создан из камня или же из глины — красной, белой или же коричневой. Такие наивные идеи ос­нованы, как правило, на древних мифах и наукой не подтверждаются. Все мифы объединяет одно — идея некоей внешней силы, которая яко­бы сотворила человека.

В XX веке французский ученый и теолог Пьер Тейяр де Шарден со­здал концепцию так называемого «эволюционного финализма». Это была попытка соединить и как бы примирить науку и религию, разум и мис­тику в решении проблемы происхождения мира и человека. По мнению Тейяра, история мира — это история его постоянного усложнения и восхождения к Сознанию. В ходе этого сложилась некая единая линия развития мира, «космическая магистраль». В ее рамках сформирова­лись основы жизни и элементы сознания, появился некий Дух Земли. Появившийся на этой основе человек стремится в ходе эволюции к до­стижению конечного состояния мира, которое Тейяр назвал «точкой Омегой». Она и станет, по убеждению философа, завершением эволю­ции, началом всеобщего объединения и мировой гармонии под живот­ворным влиянием любви. Здесь все фрагменты мира найдут друг друга и соединятся в гармонию. Точка Омега — это будущее мира и человече­ства, высший полюс эволюции. В ней будет достигнуто примирение всех индивидов и народов, частей и целого. Все сущее сольется на основе любви. По оценке русского проповедника А. Меня, тейярдизм, как уче­ние о происхождении и месте человека во Вселенной, может быть на­звано «оптимистическим финализмом». Точка Омега — это «светлый конец», некое царство, где Бог будет пребывать во всем.

Идеи, близкие к тейярдизму, имеются и в творчестве русского ху­дожника и философа Н. К. Рериха. Что есть человек во Вселенной? Человек, в представлении мыслителя, является точкой, в которой про­исходит своеобразная стыковка Земли с Космосом, где земной мир соприкасается с высшим сознанием. Будучи вселенским существом, человек обладает практически неисчерпаемым потенциалом космичес­кой энергии, еще не раскрытой и не освоенной им в полной мере. Эта энергия и придает ему высокую духовность, сообщает силы для борь­бы со Злом и Тьмой мира.

Так кем же является человек в этом мире: соучастником миротворения или же пассивным созерцателем происходящего? Где его место в мироздании: в центре или же на обочине? К чему призван человек: разрушать или же созидать и совершенствовать мир? На эти и подоб­ные им вопросы мы будем отвечать по мере изложения курса филосо­фии. Здесь лишь заметим, что человек — это мельчайший «атом», блуж­дающий, по словам Б.Паскаля, в «бездне бесконечности». Конечно же, ему не дано постигнуть бесконечное, но обладание способность мыслить придает человеку силу, веру и надежду. ||

Итак. философия не только полагает существование мира, но и пытается постигнуть его коренные характеристики, создать картину мироздания. Усилиями человеческого Разума формируется целостная картина мира как единства многообразного, пронизанного самоорганизацией и глобальной эволюцией.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ЧТЕНИЯ

1. Алексеев В.П. Становление человечества.-М„ 1984.

2. Андреев Д.Л. Роза мира.-М., 1991.

3.Бердяев Н.А. Царство Духа и царство Кесаря. — М„ 1995.

4. Библия. Книги священного писания Ветхого и Нового завета. Канонические в русском переводе с параллельными местами.- М., 1992.

5.Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. М., 1986.

6.Дышлевый П. С. О картине мира современной техногенной цивилизации // Вопросы философии. 1996. № 3.

7. Живая этика, -М., 1992.

8. Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм// Полн. собр. соч. 18.

9. Моисеев Н.Н. Человек во Вселенной и на Земле // Вопросы философии. 1990. № 6.

10. Мелюхин С. Т. Материя в ее единстве, бесконечности и развитии. М.. 1966.

11. Орлов В.В. Человек, мир, мировоззрение.-М., 1985.

12. Пригожин И. Философия нестабильности// Вопросы филосо фии.1991. №6. ~

13. РузавинГ.И. Концепции современного естествознания.-М., 1997.

14. Сведенборг Э. О небесах, о мире духов и об аде. — Киев, 1993.

15. Тейяр де Шарден П7, Феномен человека.- М., 1987.

16. Филатов В.П. Живой космос: человек между силами земли и неба/ /Вопросы философии. 1994. № 2.

17. Циолковский К.Э. Грезы о земле и небе.- Тула, 1986.


Свойства жизни — Биология Общественного колледжа Маунт-Худ 101

Все группы живых организмов имеют несколько общих ключевых характеристик или функций:

  • Ячейки / Заказ
  • Чувствительность или реакция на раздражители
  • Репродукция
  • Адаптация
  • Рост и развитие
  • Постановление
  • Гомеостаз
  • Метаболизм

Вместе эти восемь характеристик определяют жизнь. Давайте рассмотрим, что каждая из этих характеристик означает в научном смысле.

Организмы в самой простой форме состоят из высокоорганизованных структур, состоящих из одной или нескольких клеток. Даже очень простые одноклеточные организмы удивительно сложны. Внутри каждой клетки атомы составляют молекулы. Они, в свою очередь, составляют клеточные компоненты или органеллы. Многоклеточные организмы, которые могут состоять из миллионов отдельных клеток, имеют преимущество перед одноклеточными организмами в том, что их клетки могут быть специализированы для выполнения определенных функций.

Рисунок 2 Жаба представляет собой высокоорганизованную структуру, состоящую из клеток, тканей, органов и систем органов.(кредит: «Ивенго(РУС)»/Wikimedia Commons)

Организмы реагируют на разнообразные сигналы из окружающей среды (стимулы). Например, растения могут наклоняться к источнику света или реагировать на прикосновение (рис. 1.3). Даже крошечные бактерии могут двигаться к химическим веществам или от них (процесс, называемый хемотаксис) или свету (фототаксис). Движение к раздражителю считается положительной реакцией, а движение в сторону от раздражителя считается отрицательной реакцией.

Рисунок 3: Листья этого чувствительного растения ( Mimosa pudica ) мгновенно свисают и складываются при прикосновении.Через несколько минут растение возвращается в нормальное состояние. (кредит: Алекс Ломас)

Одноклеточные организмы размножаются путем дублирования своей ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота, генетический материал; см. рис. 7), а затем делят ее поровну, поскольку клетка готовится к делению с образованием двух новых клеток.

Многие многоклеточные организмы производят специализированные репродуктивные клетки, из которых формируются новые особи. Когда происходит размножение, ДНК передается потомству организма. Гены, состоящие из ДНК, являются основными единицами, с помощью которых признаки передаются от родителей к потомству.ДНК и информация, которую она кодирует в генах, являются причиной того, что потомство будет принадлежать к тому же виду, что и родители, и иметь схожие характеристики.

Все живые организмы демонстрируют «приспособленность» к окружающей среде. Биологи называют это соответствие адаптацией, и оно является следствием эволюции путем естественного отбора, который действует в каждой линии воспроизводящихся организмов. Примеры приспособлений разнообразны и уникальны: от термостойких архей, обитающих в кипящих горячих источниках, до длины языка мотылька, питающегося нектаром, который соответствует размеру цветка, которым он питается.Все приспособления повышают репродуктивный потенциал особи, проявляющей их, включая их способность выживать и размножаться. Адаптации не постоянны. По мере изменения окружающей среды естественный отбор заставляет характеристики особей в популяции отслеживать эти изменения.

Организмы растут (становятся больше) и развиваются (изменяются в течение жизни) в соответствии с конкретными инструкциями, закодированными их генами. Эти гены предоставляют инструкции, которые будут направлять клеточный рост и развитие, гарантируя, что детеныши вида (рис. 4) вырастут и проявят многие из тех же характеристик, что и их родители.

Рисунок 4 Хотя нет двух одинаковых котят, эти котята унаследовали гены от обоих родителей и имеют много общих характеристик. (кредит: Питер и Рене Лансер)

Даже самые маленькие организмы имеют сложную структуру и требуют множественных регуляторных механизмов для координации внутренних функций, таких как транспортировка питательных веществ, реакция на раздражители и преодоление стрессов окружающей среды. Например, системы органов, такие как пищеварительная или кровеносная системы, выполняют определенные функции, такие как перенос кислорода по всему телу, удаление отходов, доставка питательных веществ к каждой клетке и охлаждение тела.

Для правильного функционирования клеткам требуются соответствующие условия, такие как правильная температура, pH и концентрация различных химических веществ. Однако эти условия могут меняться от одного момента к другому. Организмы способны почти постоянно поддерживать внутренние условия в узком диапазоне, несмотря на изменения окружающей среды, благодаря процессу, называемому гомеостазом или «устойчивым состоянием» — способностью организма поддерживать постоянные внутренние условия. Например, многие организмы регулируют температуру своего тела в процессе, известном как терморегуляция.Организмы, живущие в холодном климате, такие как белый медведь (рис. 5), имеют структуру тела, которая помогает им выдерживать низкие температуры и сохранять тепло тела. В жарком климате у организмов есть методы (например, потоотделение у людей или тяжелое дыхание у собак), которые помогают им сбрасывать избыточное тепло тела.

Рисунок 5. Белые медведи и другие млекопитающие, живущие в покрытых льдом регионах, поддерживают температуру своего тела за счет выделения тепла и сокращения потерь тепла через густую шерсть и плотный слой жира под кожей.(кредит: «longhorndave»/Flickr)

Метаболизм означает получение и использование энергии. Все организмы (например, калифорнийский кондор, показанный на рисунке 6) используют источник энергии для своей метаболической активности. Некоторые организмы улавливают энергию Солнца и превращают ее в химическую энергию в пище; другие используют химическую энергию молекул, которые они поглощают.

Рисунок 6 Калифорнийскому кондору требуется много энергии, чтобы летать. Химическая энергия, получаемая из пищи, используется для обеспечения полета. Калифорнийские кондоры находятся под угрозой исчезновения; ученые стремились разместить бирку на каждой птице, чтобы помочь им идентифицировать и определить местонахождение каждой отдельной птицы.(кредит: Тихоокеанский юго-западный регион США, Рыба и дикая природа)

Если не указано иное, изображения на этой странице лицензированы OpenStax в соответствии с CC-BY 4.0.

Текст адаптирован из: OpenStax, Concepts of Biology. OpenStax CNX. 18 мая 2016 г. http://cnx.org/contents/[email protected]

1.1 Темы и концепции биологии — Концепции биологии — 1-е канадское издание

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определите и опишите свойства жизни
  • Опишите уровни организации живых существ
  • Перечислите примеры различных разделов биологии

Посмотрите видео об эволюции путем естественного отбора.

Биология – это наука, изучающая жизнь. Что такое жизнь? Это может показаться глупым вопросом с очевидным ответом, но дать определение жизни непросто. Например, раздел биологии, называемый вирусологией, изучает вирусы, которые обладают некоторыми характеристиками живых существ, но лишены других. Оказывается, хотя вирусы могут атаковать живые организмы, вызывать болезни и даже размножаться, они не соответствуют критериям, которые биологи используют для определения жизни.

С самого начала биология боролась с четырьмя вопросами: какие общие свойства делают что-то «живым»? Как функционируют эти разнообразные живые существа? Столкнувшись с удивительным разнообразием жизни, как мы организуем различные виды организмов, чтобы лучше понять их? И, наконец, — что в конечном счете стремятся понять биологи — как возникло это разнообразие и как оно сохраняется? Поскольку каждый день открываются новые организмы, биологи продолжают искать ответы на эти и другие вопросы.

Все группы живых организмов имеют несколько общих ключевых характеристик или функций: порядок, чувствительность или реакция на раздражители, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и переработка энергии. Если рассматривать эти восемь характеристик вместе, они определяют жизнь.

Заказ

Организмы — это высокоорганизованные структуры, состоящие из одной или нескольких клеток. Даже очень простые одноклеточные организмы удивительно сложны. Внутри каждой клетки атомы составляют молекулы.Они, в свою очередь, составляют клеточные компоненты или органеллы. Многоклеточные организмы, которые могут состоять из миллионов отдельных клеток, имеют преимущество перед одноклеточными организмами в том, что их клетки могут быть специализированы для выполнения определенных функций и даже приноситься в определенных ситуациях в жертву на благо организма в целом. Как эти специализированные клетки собираются вместе, чтобы сформировать такие органы, как сердце, легкие или кожа, у таких организмов, как жаба, показанная на рис. 1.2, мы обсудим позже.

Рисунок 1.2 Жаба представляет собой высокоорганизованную структуру, состоящую из клеток, тканей, органов и систем органов.

Чувствительность или реакция на раздражители

Организмы реагируют на разнообразные раздражители. Например, растения могут наклоняться к источнику света или реагировать на прикосновение. Даже крошечные бактерии могут двигаться к химическим веществам или от них (процесс, называемый хемотаксис) или свету (фототаксис). Движение к раздражителю считается положительной реакцией, а движение в сторону от раздражителя считается отрицательной реакцией.

Рисунок 1.3. Листья этого чувствительного растения (Mimosa pudica) мгновенно свисают и складываются при прикосновении. Через несколько минут растение возвращается в нормальное состояние.

Концепция в действии


Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как чувствительное растение реагирует на прикосновение.

Репродукция

Одноклеточные организмы размножаются, сначала дублируя свою ДНК, которая является генетическим материалом, а затем делят ее поровну, поскольку клетка готовится к делению, чтобы сформировать две новые клетки.Многие многоклеточные организмы (состоящие из более чем одной клетки) производят специализированные репродуктивные клетки, из которых формируются новые особи. Когда происходит размножение, ДНК, содержащая гены, передается потомству организма. Эти гены являются причиной того, что потомство будет принадлежать к тому же виду и будет иметь характеристики, сходные с родителем, такие как цвет меха и группа крови.

Адаптация

Все живые организмы демонстрируют «приспособленность» к окружающей среде. Биологи называют это соответствие адаптацией, и оно является следствием эволюции путем естественного отбора, который действует в каждой линии воспроизводящихся организмов.Примеры приспособлений разнообразны и уникальны: от термостойких архей, обитающих в кипящих горячих источниках, до длины языка мотылька, питающегося нектаром, который соответствует размеру цветка, которым он питается. Все приспособления повышают репродуктивный потенциал особи, проявляющей их, включая их способность выживать и размножаться. Адаптации не постоянны. По мере изменения окружающей среды естественный отбор заставляет характеристики особей в популяции отслеживать эти изменения.

Рост и развитие

Организмы растут и развиваются в соответствии со специфическими инструкциями, закодированными их генами. Эти гены предоставляют инструкции, которые будут направлять клеточный рост и развитие, гарантируя, что детеныши вида вырастут и проявят многие из тех же характеристик, что и их родители.

Рис. 1.4 Хотя нет двух одинаковых котят, эти котята унаследовали гены от обоих родителей и имеют много общих характеристик.

Постановление

Даже самые маленькие организмы имеют сложную структуру и требуют множественных регуляторных механизмов для координации внутренних функций, таких как транспортировка питательных веществ, реакция на раздражители и преодоление стрессов окружающей среды.Например, системы органов, такие как пищеварительная или кровеносная системы, выполняют определенные функции, такие как перенос кислорода по всему телу, удаление отходов, доставка питательных веществ к каждой клетке и охлаждение тела.

Гомеостаз

Для правильного функционирования клеткам требуются соответствующие условия, такие как правильная температура, pH и концентрация различных химических веществ. Однако эти условия могут меняться от одного момента к другому. Организмы способны почти постоянно поддерживать внутренние условия в узком диапазоне, несмотря на изменения окружающей среды, благодаря процессу, называемому гомеостазом или «устойчивым состоянием» — способностью организма поддерживать постоянные внутренние условия.Например, многие организмы регулируют температуру своего тела в процессе, известном как терморегуляция. Организмы, живущие в холодном климате, такие как белый медведь, имеют структуру тела, которая помогает им выдерживать низкие температуры и сохранять тепло тела. В жарком климате у организмов есть методы (например, потоотделение у людей или тяжелое дыхание у собак), которые помогают им сбрасывать избыточное тепло тела.

Рис. 1.5 Белые медведи и другие млекопитающие, живущие в покрытых льдом регионах, поддерживают температуру своего тела за счет выделения тепла и сокращения потерь тепла через густую шерсть и плотный слой жира под кожей.

Энергетическая обработка

Все организмы (например, калифорнийский кондор, показанный на рис. 1.6) используют источник энергии для своей метаболической деятельности. Некоторые организмы улавливают энергию солнца и превращают ее в химическую энергию в пище; другие используют химическую энергию молекул, которые они поглощают.

Рис. 1.6 Калифорнийскому кондору требуется много энергии для полета. Химическая энергия, получаемая из пищи, используется для обеспечения полета. Калифорнийские кондоры находятся под угрозой исчезновения; ученые стремились разместить бирку на каждой птице, чтобы помочь им идентифицировать и определить местонахождение каждой отдельной птицы.

Живые существа высокоорганизованы и структурированы, следуя иерархии в масштабе от малого до большого. Атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы образуют молекулы. Молекула представляет собой химическую структуру, состоящую как минимум из двух атомов, соединенных вместе химической связью. Многие биологически важные молекулы представляют собой макромолекул , большие молекулы, которые обычно образуются путем объединения более мелких единиц, называемых мономерами.Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая содержит инструкции для функционирования содержащего ее организма.

Рис. 1.7 Молекула, как и эта большая молекула ДНК, состоит из атомов.

Концепция в действии


Чтобы увидеть анимацию этой молекулы ДНК, нажмите здесь.

Некоторые клетки содержат агрегаты макромолекул, окруженные мембранами; они называются органеллами. Органеллы — это небольшие структуры, которые существуют внутри клеток и выполняют специализированные функции.Все живые существа состоят из клеток; сама клетка является наименьшей фундаментальной структурной и функциональной единицей живых организмов. (Вот почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться и захватить живую клетку; только тогда они могут получить материалы, необходимые им для размножения.) Некоторые организмы состоят из одноклеточные, а другие многоклеточные. Клетки классифицируются как прокариотические или эукариотические. Прокариоты — одноклеточные организмы, у которых отсутствуют органеллы, окруженные мембраной, и ядра, окруженные ядерными мембранами; напротив, клетки эукариот имеют связанные с мембраной органеллы и ядра.

В большинстве многоклеточных организмов клетки объединяются в ткани, представляющие собой группы сходных клеток, выполняющих одну и ту же функцию. Органы представляют собой совокупность тканей, сгруппированных вместе на основе общей функции. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов – это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. Например, позвоночные животные имеют много систем органов, таких как система кровообращения, которая переносит кровь по всему телу, а также в легкие и обратно; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды.Организмы – это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу — это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.

Рис. 1.8. От атома до всей Земли биология исследует все аспекты жизни.

Какое из следующих утверждений неверно?

  1. Ткани существуют внутри органов, которые существуют внутри систем органов.
  2. Сообщества существуют внутри популяций, существующих внутри экосистем.
  3. Органеллы существуют внутри клеток, которые существуют в тканях.
  4. Сообщества существуют в экосистемах, существующих в биосфере.

Все особи вида, обитающие на определенной территории, вместе называются популяцией. Например, в лесу может быть много белых сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию белых сосен в этом лесу. На одной и той же конкретной территории могут проживать разные популяции. Например, лес с соснами включает в себя популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов.Сообщество – это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Лес сам по себе является экосистемой. Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими или неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На высшем уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле.Он включает землю, воду и части атмосферы.

Область применения биологии очень широка, потому что на Земле существует огромное разнообразие жизни. Источником этого разнообразия является эволюция, процесс постепенных изменений, в ходе которого из старых видов возникают новые. Биологи-эволюционисты изучают эволюцию живых существ во всем, от микроскопического мира до экосистем.

В 18 веке ученый по имени Карл Линней впервые предложил организовать известные виды организмов в иерархическую таксономию.В этой системе виды, наиболее похожие друг на друга, объединяются в группу, известную как род. Более того, сходные роды (множественное число от рода) объединяются в семейство. Эта группировка продолжается до тех пор, пока все организмы не будут собраны вместе в группы на самом высоком уровне. Текущая таксономическая система теперь имеет восемь уровней в своей иерархии, от низшего к высшему, а именно: вид, род, семейство, порядок, класс, тип, царство и область. Таким образом, виды группируются внутри родов, роды группируются в семействах, семейства группируются в отрядах и т. д.

Рис. 1.9 На этой диаграмме показаны уровни таксономической иерархии собак, от самой широкой категории — домена — до самого конкретного — вида.

Верхний уровень, домен, является относительно новым дополнением к системе с 1990-х годов. В настоящее время ученые выделяют три домена жизни: эукариоты, археи и бактерии. Домен Eukarya содержит организмы, имеющие клетки с ядрами. В него входят царства грибов, растений, животных и несколько царств простейших. Археи представляют собой одноклеточные организмы без ядра и включают в себя множество экстремофилов, которые живут в суровых условиях, например, в горячих источниках.Бактерии — еще одна совершенно другая группа одноклеточных организмов без ядра. И археи, и бактерии — прокариоты, неофициальное название клеток без ядра. Признание в 1990-х годах того, что определенные «бактерии», известные сейчас как археи, генетически и биохимически отличаются от других бактериальных клеток так же, как и от эукариот, побудило к рекомендации разделить жизнь на три домена. Это резкое изменение в наших знаниях о древе жизни демонстрирует, что классификации не являются постоянными и будут меняться по мере поступления новой информации.

В дополнение к иерархической таксономической системе Линней был первым, кто назвал организмы, используя два уникальных имени, теперь называемых биномиальной системой именования. До Линнея использование общих названий для обозначения организмов вызывало путаницу, поскольку в этих общих названиях существовали региональные различия. Биномиальные имена состоят из названия рода (с большой буквы) и названия вида (все строчные). Оба имени выделяются курсивом при печати. Каждому виду дается уникальный бином, признанный во всем мире, так что ученый в любом месте может знать, о каком организме идет речь.Например, североамериканская голубая сойка известна под уникальным номером Cyanocitta cristata . Наш вид — Homo sapiens .

Рис. 1.10. Эти изображения представляют разные домены. Сканирующая электронная микрофотография показывает, что (а) бактериальные клетки принадлежат к домену Bacteria, а (b) экстремофилы, которые все вместе видны как цветные маты в этом горячем источнике, принадлежат к домену Archaea. И подсолнух (c), и лев (d) являются частью домена Eukarya.

Эволюция в действии

Карл Вёзе и филогенетическое дерево

Эволюционные взаимоотношения различных форм жизни на Земле можно обобщить в виде филогенетического древа.Филогенетическое древо — это диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходствах и различиях в генетических или физических признаках или в том и другом. Филогенетическое дерево состоит из точек ветвления или узлов и ветвей. Внутренние узлы представляют предков и являются точками эволюции, когда, основываясь на научных данных, считается, что предок разошелся, образовав два новых вида. Длину каждой ветви можно рассматривать как оценку относительного времени.

В прошлом биологи делили живые организмы на пять царств: животные, растения, грибы, простейшие и бактерии.Однако новаторская работа американского микробиолога Карла Вёзе в начале 1970-х годов показала, что жизнь на Земле развивалась по трем линиям, которые теперь называются доменами — бактерии, археи и эукариоты. Везе предложил этот домен как новый таксономический уровень, а Archaea как новый домен, чтобы отразить новое филогенетическое дерево. Многие организмы, принадлежащие к домену Archaea, живут в экстремальных условиях и называются экстремофилами. Чтобы построить свое дерево, Везе использовал генетические отношения, а не сходство, основанное на морфологии (форме).В филогенетических исследованиях использовались различные гены. Дерево Вёза было построено на основе сравнительного секвенирования генов, которые широко распространены, обнаруживаются в слегка измененной форме в каждом организме, законсервированы (это означает, что эти гены лишь незначительно изменились на протяжении всей эволюции) и имеют соответствующую длину.

Рис. 1.11. Это филогенетическое дерево было построено микробиологом Карлом Вёзе с использованием генетических взаимосвязей. Дерево показывает разделение живых организмов на три домена: бактерии, археи и эукариоты.Бактерии и археи представляют собой организмы без ядра или других органелл, окруженных мембраной, и, следовательно, являются прокариотами.

Посмотреть видео о науке и медицине

Сфера применения биологии широка и поэтому содержит множество разделов и поддисциплин. Биологи могут заниматься одной из этих поддисциплин и работать в более узкой области. Например, молекулярная биология изучает биологические процессы на молекулярном уровне, включая взаимодействия между молекулами, такими как ДНК, РНК и белки, а также то, как они регулируются.Микробиология изучает строение и функции микроорганизмов. Это довольно широкая отрасль, и, в зависимости от предмета изучения, среди прочих есть микробные физиологи, экологи и генетики.

Другая область биологических исследований, нейробиология, изучает биологию нервной системы, и, хотя она считается отраслью биологии, она также признана междисциплинарной областью исследований, известной как неврология. Из-за своего междисциплинарного характера эта субдисциплина изучает различные функции нервной системы с использованием молекулярных, клеточных, эволюционных, медицинских и вычислительных подходов.

Рисунок 1.12. Исследователи работают над раскопками окаменелостей динозавров на участке в Кастельоне, Испания.

Палеонтология, еще одна отрасль биологии, использует окаменелости для изучения истории жизни. Зоология и ботаника изучают животных и растения соответственно. Биологи также могут специализироваться в качестве биотехнологов, экологов или физиологов, и это лишь некоторые из областей. Биотехнологи применяют знания биологии для создания полезных продуктов. Экологи изучают взаимодействие организмов в окружающей их среде.Физиологи изучают работу клеток, тканей и органов. Это всего лишь небольшая выборка из многих областей, которыми могут заниматься биологи. От наших собственных тел до мира, в котором мы живем, открытия в биологии могут влиять на нас самым непосредственным и важным образом. Мы зависим от этих открытий для нашего здоровья, наших источников пищи и преимуществ, предоставляемых нашей экосистемой. Из-за этого знание биологии может помочь нам в принятии решений в нашей повседневной жизни.

Развитие технологий в двадцатом веке, которое продолжается и по сей день, особенно технологии описания и манипулирования генетическим материалом, ДНК, изменило биологию.Эта трансформация позволит биологам продолжать более подробно понимать историю жизни, то, как работает человеческое тело, наше человеческое происхождение и то, как люди могут выживать как вид на этой планете, несмотря на стрессы, вызванные нашим растущим числом. Биологи продолжают разгадывать огромные тайны жизни, предполагая, что мы только начали понимать жизнь на планете, ее историю и наше отношение к ней. По этой и другим причинам знания по биологии, полученные с помощью этого учебника и других печатных и электронных средств, должны быть преимуществом в любой области, в которой вы работаете.

Судмедэксперт

Судебная экспертиза — это применение науки для ответа на вопросы, связанные с законом. Биологи, а также химики и биохимики могут быть судебными экспертами. Судебно-медицинские эксперты предоставляют научные доказательства для использования в судах, и их работа включает в себя изучение следов, связанных с преступлениями. За последние несколько лет интерес к криминалистике возрос, возможно, из-за популярных телевизионных шоу, в которых участвуют судебно-медицинские эксперты.Кроме того, развитие молекулярных методов и создание баз данных ДНК обновили виды работы, которую могут выполнять судебно-медицинские эксперты. Их служебная деятельность в основном связана с преступлениями против людей, такими как убийства, изнасилования и нападения. Их работа включает в себя анализ образцов, таких как волосы, кровь и другие биологические жидкости, а также обработку ДНК, обнаруженной во многих различных средах и материалах. Судмедэксперты также анализируют другие биологические доказательства, оставленные на месте преступления, такие как части насекомых или пыльцевые зерна.Студенты, которые хотят продолжить карьеру в области криминалистики, скорее всего, должны будут пройти курсы химии и биологии, а также некоторые интенсивные курсы математики.

Рис. 1.13. Судебно-медицинский эксперт работает в комнате для выделения ДНК в Лаборатории уголовных расследований армии США.

Биология – это наука о жизни. Все живые организмы имеют несколько общих ключевых свойств, таких как порядок, чувствительность или реакция на раздражители, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и переработка энергии.Живые существа высоко организованы в соответствии с иерархией, которая включает атомы, молекулы, органеллы, клетки, ткани, органы и системы органов. Организмы, в свою очередь, группируются как популяции, сообщества, экосистемы и биосфера. Эволюция является источником огромного биологического разнообразия на Земле сегодня. Диаграмма, называемая филогенетическим деревом, может использоваться для отображения эволюционных отношений между организмами. Биология очень широка и включает в себя множество разделов и поддисциплин. Примеры включают, среди прочего, молекулярную биологию, микробиологию, нейробиологию, зоологию и ботанику.

атом: основная единица вещества, которая не может быть расщеплена обычными химическими реакциями

биология: изучение живых организмов и их взаимодействия друг с другом и окружающей их средой

биосфера: совокупность всех экосистем на Земле

клетка: наименьшая фундаментальная единица строения и функции живых существ

сообщество: совокупность популяций, населяющих определенную территорию

экосистема: все живые существа в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды

эукариот: организм с клетками, имеющими ядра и мембраносвязанные органеллы

эволюция: процесс постепенного изменения популяции, который также может привести к возникновению новых видов из более старых видов

гомеостаз: способность организма поддерживать постоянные внутренние условия

макромолекула: большая молекула, обычно образованная соединением более мелких молекул

молекула: химическая структура, состоящая по крайней мере из двух атомов, соединенных вместе химической связью

орган: структура, состоящая из тканей, функционирующих вместе для выполнения общей функции

система органов: более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов

органелла: мембраносвязанный компартмент или мешок внутри клетки

организм: индивидуальное живое существо

филогенетическое дерево: диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходствах и различиях в генетических или физических признаках или в обоих

популяция: все особи одного вида, обитающие на определенной территории

прокариот: одноклеточный организм, у которого отсутствует ядро ​​или любая другая связанная с мембраной органелла

ткань: группа сходных клеток, выполняющих одну и ту же функцию

Атрибуция СМИ

Свойства жизни | маноа.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth

Что такое жизнь?

Биология изучает жизнь. Хотя это может показаться простым, слово жизнь наполнено личным значением, и некоторые страстные дебаты вращаются вокруг определения человеческой жизни. Например, люди спорят, когда жизнь начинается и когда жизнь заканчивается. Эти дебаты влияют на социальные и политические решения, например, могут ли родители извлекать стволовые клетки из пуповины своего ребенка и имеет ли право человек, приближающийся к концу жизни, отказаться от экстремальных медицинских процедур.Из этих дебатов становится ясно, что живых означают разные вещи для разных людей.

 

Трудно дать определение жизни, потому что жизнь представляет собой сложный процесс. На первый взгляд некоторые организмы даже не кажутся живыми (рис. 1.2). Однако биологи в целом сходятся во мнении об общих характеристиках и общих процессах, объединяющих все живые организмы. Организм — это любая индивидуальная форма жизни.



Деятельность

Сформируйте рабочее определение слова «живой».

 

Определение жизни

Ниже приведены характеристики, которые, по мнению большинства ученых, присущи всем живым существам.

Живые организмы
  1. используют ферменты для ускорения и посредничества реакций.
  2. хранят наследственную информацию.
  3. адаптируются к окружающей среде и имеют эволюционную историю.
  4. поддерживают гомеостаз.
  5. имеют сотовую организацию.

Если для определения жизни используются свойства 1–3, вирус считается живым.
Если в определение жизни также включены свойства 4–5, вирус не будет считаться живым.

 

Наследственность — это передача информации о признаках от одного поколения к другому. Информация о признаках может включать физические и биохимические характеристики, такие как цвет глаз у людей или рисунок меха у кошек. Все живые организмы хранят наследственную информацию в виде молекул нуклеиновых кислот, таких как ДНК или РНК. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — это молекула, хранящаяся в клетке и содержащая генетический план создания совершенно нового организма. В большинстве организмов РНК (рибонуклеиновая кислота) происходит из ДНК и является частью генетического плана, который кодирует отдельные гены и белки.

 

Ген представляет собой часть ДНК, которая содержит информацию об определенном признаке или молекуле. Гены могут производить белки, некоторые из которых являются специализированными белками, называемыми ферментами. Ферменты — это белки, которые позволяют организмам ускорять жизненные процессы. Ферменты необходимы для жизни, потому что они помогают химическим реакциям протекать быстро и при относительно низких температурах. Например, ферменты преобразуют сырьевые химические материалы и превращают их в энергию и отходы. Ферменты также помогают организмам размножаться и реагировать на окружающую среду.

 

Белки

также важны, потому что они помогают производить различные физические или биохимические признаки, такие как форма тела, скорость роста и цвет волос.Многие из этих признаков наследуются, а это означает, что информация передавалась от родителя к потомству. В случае с людьми мы наследуем один набор признаков от каждого родителя, создавая генетически уникальное потомство.

 

Все живые организмы развиваются и приспосабливаются к окружающей среде посредством процесса, называемого естественным отбором. Адаптация — это термин, обозначающий популяцию, которая меняется с течением времени. Конкретные признаки, закодированные генами, влияют на шансы организма на выживание и размножение.Организмы с благоприятными признаками выживают в большем количестве и передают эти гены своему потомству. За миллионы лет и миллиарды поколений жизнь на Земле адаптировалась в процессе эволюции путем естественного отбора. Термин эволюционная история описывает этот кумулятивный и непрерывный процесс адаптации и изменения черт живых организмов (рис. 1.3). Живые организмы выполняют свойства жизни.



 

За исключением вирусов, все живое на Земле способно поддерживать гомеостаз. Гомеостаз — это способность организма регулировать свою внутреннюю среду. В гомеостазе организм поддерживает постоянное состояние относительно внешней среды. Одним из примеров гомеостаза является то, как люди поддерживают стабильную температуру тела даже при изменении внешней температуры.

 

Клетка является наименьшей базовой единицей жизни, поддерживающей гомеостаз (рис. 1.4). Большинство живых организмов состоят как минимум из одной клетки. Организмы могут состоять из одной клетки, как бактерии или планктон, или из многих клеток, как растения и люди.Большинство растительных и животных клеток размером от 1 до 100 микрометров видны только под микроскопом. Эукариотические организмы также имеют связанные с мембраной структуры внутри своих клеток, называемые органеллами.



 

Вирус представляет собой небольшой инфекционный паразит, который размножается внутри живых клеток другого организма (рис. 1.4 D). Вирусы обладают генетическим материалом (ДНК или РНК) и развиваются путем естественного отбора. Однако вирусы не имеют клеточной структуры, не поддерживают гомеостаз и не могут воспроизводиться самостоятельно.Поскольку им не хватает способности поддерживать гомеостаз и отсутствует клеточная организация, вирусы не считаются клетками. Вместо этого вирусы называют частицами.

 

Вирусные частицы заключены в белковую оболочку, называемую капсидом. Генетическая информация содержится в капсиде и необходима для репликации вируса. Вирусы не могут воспроизводить себя. Они должны использовать механизмы клетки-хозяина, чтобы производить белки, необходимые для новых вирусных частиц. Некоторые вирусы, называемые ретровирусами, содержат одну цепь РНК (вместо ДНК) и должны включать свой генетический материал в геном клетки-хозяина, чтобы размножаться.Иногда фрагменты вирусного генома остаются в геноме хозяина после заражения. Эти вирусы известны как эндогенные ретровирусы. Подсчитано, что геном среднего человека содержит около восьми процентов вирусного генетического материала.

 

Большинство вирусов маленькие, но некоторые вирусы относительно большие и содержат даже больше генетического материала, чем бактерии (которые имеют клеточную организацию). До сих пор существуют разные мнения относительно того, действительно ли вирусы живы, и ученые продолжают спорить о том, следует ли признавать вирусы живыми существами.Однако у ученых мало сомнений в том, что вирусы являются важной частью микробной биоты и что вирусы обладают способностью поражать живые организмы на этой планете. Действительно, вирусы являются самыми распространенными организмами в океане и составляют большую часть генетического разнообразия. Морские вирусы играют важную роль в биогеохимическом цикле в океане и могут влиять на состав сообществ морских организмов.

 

 

Ячейка: автономный блок

Большинство живых существ состоят из клеток, способных выполнять множество различных функций (рис.1.4 А, Б, В). Клетка определяется как основная единица организма, способная поддерживать гомеостаз. Один из способов понять клетки — сравнить их с комнатами в доме. Каждая клетка имеет внешнюю клеточную мембрану, которая отделяет ее от других соседних клеток, точно так же, как комната имеет стены, отделяющие ее от других комнат внутри дома. Большинство клеток содержат генетическую информацию для создания совершенно нового организма, а также содержат клеточный механизм для размножения.

 

Так же, как в некоторых домах есть только одна комната, некоторые организмы состоят только из одной клетки.Такие одноклеточные организмы называются одноклеточными или одноклеточными . Они, как правило, очень маленькие и часто видны только в микроскоп. Термин микроб также используется для описания этих одноклеточных микроорганизмов.

 

В некоторых домах много комнат, а некоторые организмы состоят из множества клеток. Термин многоклеточный используется для описания организма, состоящего из многих клеток. В отличие от отдельного микроба, состоящего только из одной клетки, отдельный человек состоит из многих триллионов клеток.В дополнение к клеткам, из которых мы состоим, у людей также есть миллиарды микробов, живущих на нашей коже и внутри нашего тела.

 

Подробное исследование клеток и клеточной биологии можно найти в следующем разделе.

 

Философия биологии: анализ живых систем может порождать как знания, так и иллюзии

[Мы повторяем здесь замечания рецензентов курсивом, а наши ответы по пунктам, а также описание внесенных изменений — римским шрифтом.]

Рецензент №1

В этом эссе рассматриваются методологические и философские аспекты биологии в широком понимании. Автор задает важные вопросы, в том числе: «Как сторонний наблюдатель может оценить прогресс [биологов]?» (хотя я не уверен, что здесь предлагается надежный ответ), и дает классификацию (систематизацию) основных подходов в этой области. Обсуждаются этот и ряд других важных метанаучных вопросов, включая воспроизводимость и справедливость обзора.В целом, это важный подход, и я думаю, что он будет ценным, но он кажется немного скудным в отношении практических предложений (за исключением хорошей и новой идеи, которая должна быть явно выражена в статьях о выводах и методах в отношении общей таксономии) или в отношении глубоких идеи, которые не были сделаны в более длинных частях в прошлом (по общему признанию, в журналах, которые читают немногие биологи). Я предлагаю несколько моментов, которые повысят ценность для читателей.

Я благодарю рецензента за положительные слова и за одобрение явного включения утверждений о выводах в раздел «Методы».Там, где это возможно, я сделал предложения о том, как можно решить проблемы. Однако возможно, что некоторые проблемы в настоящее время не так просто решить, возможно, из-за неразвитости методов (например, оценка влияния объединенных поисковых и подтверждающих исследований). В таких случаях я просто привлекал внимание к проблеме и выделял текущую трудность.

Над названием можно немного поработать — я не уверен, что все поймут значение слова «иллюзии» (не прочитав сначала статью), но это может привлечь людей, так что, возможно, это нормально.В целом я нахожу аргументы убедительными.

Я упростил название до «Знания и иллюзии, полученные при анализе живых систем».

Примечание редактора: позднее название было изменено на: «Анализ живых систем может порождать как знания, так и иллюзии».

Несколько мелких замечаний:

В совокупности приведенные ниже комментарии предполагают расширение сферы охвата статьи, включив в нее анализ живых систем в нескольких масштабах.Хотя таксономия может применяться в нескольких масштабах (причина представления живых систем в виде абстрактной сети на рис. 1), в предыдущей версии этот аспект не выделялся и для простоты был сфокусирован на одном масштабе — молекулярном. Я подчеркнул многоуровневый характер предлагаемой таксономии в начале статьи и предоставил конкретные примеры для работы с другими шкалами на протяжении всей статьи, как это было предложено рецензентом.

— «Вывод с использованием подходов [возмущения] требует предварительных моделей того, как построена живая система.«Я не уверен, что это правильно — многие эксперименты с возмущениями (например, классические работы по биологии развития с использованием трансплантации, тератологии и т. д.) были выполнены без какой-либо модели механизма, и даже современные скрининговые (высокопроизводительные) подходы часто выполняются. «независимой от модели манере. В целом, я предлагаю, чтобы раздел «Возмущения» не был сосредоточен исключительно на генетике, поскольку это всего лишь один из инструментов исследования возмущений в наборе инструментов биологов. Он слишком узко понимается в том виде, в каком он написан, чтобы соответствовать названию статьи. который относится к «живым системам» (т.д., а не только на молекулярном уровне).

Благодарю рецензента за указание на эту ошибку. Это утверждение предназначалось для привлечения внимания к предшествующей концепции живой системы, необходимой для вывода о том, что означает возмущенный результат или о том, что возмущение действительно произошло. Я согласен с тем, что слово «модель» не подходит для передачи этой идеи, потому что оно означает молекулярный механизм в контексте остальной части статьи (предыдущая версия). Теперь я расширил утверждение, чтобы сделать предполагаемый смысл более ясным.Я также включил несколько примеров различных видов возмущений, предложенных рецензентом, и проиллюстрировал конкретные предшествующие концепции, которые влияют на вывод после эксперимента с возмущениями. Например, в знаменитых экспериментах Шпемана и Мангольда с органайзером в эмбриологии интерпретация результатов требует представления о том, что кусок эмбриональной ткани может быть источником неизвестных факторов, помогающих паттернировать весь эмбрион. Современный скрининг выбирает конкретные возмущенные результаты на основе предварительного ожидания того, как будет выглядеть возмущенная интересующая система, или того, что конкретная манипуляция является возмущением, что иногда приводит к неожиданным результатам.Например, генетическая компенсация может исказить выводы (El-Brolosy and Stainier, PLoS Genetics , 2017). Известным недавним случаем, подчеркивающим эту проблему, является несоответствие между возмущениями, вызванными морфолино, и редактированием генома, опосредованным Cas-9, у рыбок данио (Kok et al., Dev. Cell , 2015), некоторые из которых в настоящее время считаются объясненными. путем транскрипционной адаптации (Ma et al., Nature , 2019, El-Brolosy et al., Nature , 2019).

— «Визуализация» также полностью ориентирована на молекулярную маркировку.Я думаю, что если автор хочет придерживаться этого уровня анализа, возможно, следует сделать название более конкретным — прямо сейчас оно обещает более всесторонний взгляд на биологию. Многие аспекты визуализации систем на анатомическом, метаболическом, нейробиологическом, поведенческом и популяционном уровнях здесь даже не упоминаются.

Теперь я использовал примеры из нескольких шкал, чтобы проиллюстрировать возможные виды визуализации и виды ограничений, которые могут затруднить вывод.Например, в анатомическом масштабе ограничения разрешения измерения в сочетании с предубеждениями, поддерживаемыми преобладающими теориями, могут привести к упущению функций системы — например, рассмотреть оценки размера опухоли и разработки, которые были необходимы для улучшения их визуализации. В масштабах популяции трудности с подсчетом отдельных видов могут исказить предполагаемый состав и трофические отношения в экосистеме. На поведенческом уровне неспособность визуализировать аспекты поведения может привести к глубоким заблуждениям об организме.Например, недавняя способность наблюдать за поведением животных ночью в дикой природе, не беспокоясь об этом, меняет наше понимание наземных животных. В глубоком океане недавняя способность получать изображения без помех выявила связь между бентосными организмами на основе света.

— «Восстановление» также рассматривается чисто на молекулярном уровне, не включая, например, важные инструменты восстановления, такие как трансплантаты / химеры, органоиды, биоботы и т. Д., И другие примеры синтетической биоинженерии.

Теперь я расширил этот раздел, включив в него восстановление в дополнительных весах. Например, человеческие эмбрионы могут быть образованы из сперматозоидов и яйцеклеток in vitro (Edwards, et al., 1969), что подтверждает достаточность этих двух типов клеток для образования человеческих эмбрионов.

— Приложения. Автор прав, сосредоточив некоторое внимание на исследовательском анализе, который часто скрывается в пользу повествования с «жестким выводом», но здесь мало говорится о том, что с этим делать.

Сложности, возникающие из-за смешения поисковых и подтверждающих исследований, когда упор делается на рассказывание историй, требуют более глубокого анализа и обсуждения в научном сообществе, которые выходят за рамки этой статьи. К сожалению, простое решение этой проблемы может быть недоступно. Тем не менее, широкое осознание проблемы является отправной точкой для коллективной работы над ее решением. Таким образом, основными целями этой статьи остаются введение единой классификации подходов к пониманию живых систем и приглашение научного сообщества к обсуждению способов реализации такого системного и метанаучного мышления для улучшения научной практики.

В целом, попытка систематизировать биологию таким образом ценна, и я аплодирую автору за то, что он взялся за это. Однако в том виде, в каком она написана, она толкуется очень узко, и я не уверен, что она дает представление обо всей биологии, которое предлагается во вступительном тексте или которое захотят читатели eLife. Один из способов решить эту проблему — указать в названии «Молекулярная биология» или что-то подобное и просто решить, что речь пойдет только об этом уровне исследований. С другой стороны, если есть место, я был бы счастлив увидеть большую часть, которая соответствовала бы гораздо более фундаментальной и всеобъемлющей цели, предложенной в реферате: «приобрести знания о живых системах».В нынешнем виде он слишком узок для этого (какая бы большая цель ни была).

Теперь я расширил объем статьи, чтобы осветить применение таксономии к дополнительным шкалам, и включил иллюстративные примеры по шкалам по всей статье.

Рецензент #2

Я нашел эту статью очень трудной для рецензирования. Обычно в качестве рецензента я пытаюсь оценить, насколько строги методология и результаты, и насколько тщательно исследована основная литература, а также обоснованы ли выводы (или, по крайней мере, разумны предположения) на основе представленной информации.Но эта рукопись — не научная статья, а эссе по эпистемологии, следовательно, «мнение». Поэтому я не могу использовать свой обычный метод для его оценки. Я могу только ответить более «мнением», и я обычно уклоняюсь от этого, поскольку это сфера религии и политики, а не науки.

Как отмечает рецензент №1, в этой статье рассматриваются методологические и философские аспекты науки, особенно в том, что касается понимания живых систем. Дух статьи соответствует убеждению, что философские соображения могут иметь практическое применение для науки (т.г., Лаплан и др., PNAS, 2019). С методологической точки зрения эта статья развивает всеобъемлющую классификацию и приглашает к будущим дебатам о таких общих классификациях. С философской точки зрения, эта статья выдвигает на первый план всегда присутствующее неизвестное неизвестное при использовании любого подхода, который может поставить под сомнение наиболее горячо поддерживаемые известные.

В целом, я чувствую, что эта статья поднимает некоторые интересные вопросы, которые заслуживают дальнейшего обсуждения и рассмотрения многими учеными. Я не уверен, что согласен с тем, что это окончательная классификация подходов (например, простое «описание» системы на выбранном уровне или уровнях явно не включено, и многие исследования начинаются именно так, и существуют различные типы построения теоретической модели). которые нелегко включить в «моделирование»), но шесть выбранных для функционального анализа являются общими.

Как указано в статье, будущие периодические дебаты о классификации помогут обогатить и уточнить наше понимание методов, которые у нас есть и которые мы приобретем. Предыдущая версия статьи не распространялась на применение таксономии по нескольким шкалам, что делает неясным, какое место в классификации занимает «описание». Как предложил рецензент №1, теперь я расширил многомасштабное приложение, и «описание» в любом масштабе по сути является «визуализацией», т.е.е., посмотреть, что там есть и сообщить об этом. Например, при описании экосистемы мы подсчитываем количество организмов, смотрим на их форму, размер и любые другие характеристики, которые можем увидеть (невооруженным глазом или с помощью дополнительных приборов). В текущий расширенный раздел, посвященный «моделированию», включены методы, варьирующиеся от набросков идей на листе бумаги для имитации того, как может работать система, до выполнения вычислений in silico для исследования виртуального воссоздания системы.

Является ли это типом статьи, которую eLife хочет опубликовать, и под каким заголовком, это дело редакции.Я думаю, что это больше подходит для редакционной статьи в журнале, таком как Nature или Science, или, возможно, как эссе в BioEssays или подобном. В любом случае его нужно написать гораздо более плавно, чтобы сделать его более привлекательным и доступным для ученых-экспериментаторов, которые иначе не склонны думать об этих более крупных философских и эпистемологических проблемах. Мне довольно трудно это читать, даже если я уже некоторое время размышлял над этими вопросами.

Я стремился упростить предложения во всей рукописи и ценю редакторскую помощь, предложенную журналом для улучшения ясности и удобочитаемости.Я надеюсь, что эти усилия сделают статью более привлекательной.

Мне не нравится предписывающий тон в отношении того, что должны делать рецензенты — он придает эссе излишне высокомерный тон. Хотя верно то, что знание сильных сторон и ограничений конкретных типов подходов необходимо для определения того, обоснованы ли выводы серии экспериментов, у рецензентов есть много разных способов добиться этого, и эта классификация из шести частей слишком удобна. жесткая основа для защиты общего использования.Я думаю, что статья выиграла бы, если бы комментарии о рецензировании были удалены. Где эта классификация (или другие способы оценки доказательств и выводов), вероятно, особенно важна, так это при написании обзоров, которые обобщают работу ряда статей в области — многие обзоры не являются достаточно аналитическими или интегративными и поэтому часто не предпринимают никаких действий. критическая оценка, которая могла бы позволить читателям более четко увидеть сильные и слабые стороны различных исследований.

Цель предложений состоит не в том, чтобы быть запретительными, а в том, чтобы добавить конкретное предложение, которое можно либо принять, либо проигнорировать после обсуждения его достоинств.Теперь я переформулировал этот раздел, чтобы смягчить любое кажущееся высокомерие в тоне. Как подчеркивается в статье, процесс рецензирования в настоящее время подвергается многочисленным экспериментам, и это предложение способствует обсуждению наилучшего способа проведения рецензирования, которое, на мой взгляд, является бесценной частью науки. Я считаю, что конструктивная экспертная оценка может улучшить работу автора, что, безусловно, и произошло с этой статьей.

Я согласен с превосходным мнением рецензента о том, что эта классификация поможет при написании более аналитических и комплексных обзоров, и теперь в пересмотренной рукописи есть предложение, чтобы выделить это использование в разделе рецензирования.

Рецензент #3

Это необычная для меня статья, и я предлагаю свою реакцию на нее — я не уверен, правильно или неправильно то, что я должен сказать. Автор делает несколько интересных наблюдений о том, как ученые используют возмущение, визуализацию, замену, характеристику, реконструкцию и моделирование некоторых аспектов живой системы, пытаясь понять, как она работает. Автор подчеркивает, как каждый из этих подходов в отдельности в сочетании с социологическими нормами ученых способствовал ошибочным или вводящим в заблуждение выводам, обычно используя один эффектный пример, чтобы подчеркнуть суть каждого подхода в этом эссе.

Благодарю рецензента за положительные слова.

Неясно, в какой степени эти примеры репрезентативны для более широкого предприятия науки о жизни, хотя ясно, что они долгое время играли роль в поддержании некоторых неправильных представлений. Можно ли каким-то образом оценить значимость и частоту используемых примеров?

Рецензент поднимает отличный и сложный вопрос, ответ на который требует обширного изучения, выходящего за рамки данной статьи.В частности, для ответа требуется всесторонний исторический (и прогнозный?) обзор науки, который был сделан (и будет сделан?). Одним из источников, в котором представлен частичный исторический обзор примеров возникновения, существования в течение длительного времени, а затем ниспровержения заблуждений, является книга Томаса Куна «Структура научных революций». Однако даже такое исследование не позволяет оценить частоту. Оценка частоты становится все более сложной из-за растущего объема научной литературы.

В исправленной версии статьи выделено применение таксономии к дополнительным шкалам и субдисциплинам, чтобы подчеркнуть широкое использование такой таксономии методов в науках о жизни (и, возможно, во всех науках).

Вопросы, которые поднимает автор, безусловно, заслуживают внимания, и важно, чтобы эссе привлекло к ним внимание читателя. Однако неясно, насколько эффективным будет предлагаемое решение явного изложения предполагаемой парадигмы.Другие предложения для редактора по фиксации дискуссий и повышению прозрачности процесса хороши и уже являются стандартной практикой для eLife!

Четкое изложение предполагаемой парадигмы может помочь авторам и читателям определить допущения/основы, необходимые для того, чтобы выводы были достоверными. Часто они остаются неустановленными и могут привести к поиску понятий и сущностей, которые могут не существовать — исторические примеры включают поиск светоносного эфира как среды, передающей свет, и флогистона как переносчика тепла.Тем не менее, предложения, представленные в статье, являются отправной точкой для будущих дискуссий. Основная цель статьи — привлечь внимание к этим вопросам, влияющим на то, как делается, представляется и оценивается наука.

В отличие от eLife , многие журналы еще не имеют активных сводок процесса рецензирования редакторами. Я надеюсь, что аргументы, представленные в этой статье, дополнят аргументы, представленные в другом месте, чтобы способствовать более широкому распространению этой практики.

Также было бы полезно и интересно рассказать больше о предыстории исследования, включая тупики, альтернативные гипотезы, а иногда и случайное обнаружение соответствующей основы.Большинство ученых вполне осознают надуманный характер повествования, которое часто создается для того, чтобы сделать краткую блестящую статью с несколькими нерешенными открытыми вопросами. Сыграли ли какую-то роль ограниченность места и предполагаемые желания некоторых «ведущих» журналов (по крайней мере, в прошлом) в поощрении эволюции этого надуманного нарратива? Возможно, цифровая публикация дает возможность более легко ответить на вопросы, подчеркнутые в этом эссе, с возможностью обеспечить прозрачность и множество возможностей для более глубокого изучения дополнительных материалов в предысторию, альтернативные гипотезы, статистический анализ и т. д.

Я согласен с рецензентом в том, что цифровая публикация может облегчить четкое определение часто извилистого пути к открытию. Однако наша коллективная неспособность оценить статистическую точность выводов в исследовании останется. Кроме того, погоня за сегодняшней «полной» историей при игнорировании или запутывании неполноты намеренно делает научное понимание более скачкообразным, чем оно должно быть, переходя от одной ложной картины к другой и снижая доверие к опубликованным моделям.Поэтому в статье подчеркивается эта трудность, чтобы вызвать обсуждение наиболее продуктивных направлений действий для научного сообщества.

https://doi.org/10.7554/eLife.56354.sa2

Структура и функции живых существ

Структура и функции живых существ

Учитель понимает строение и функции живых существ.

Имея в мире миллионы различных видов организмов, ученые должны найти порядок во всем этом разнообразии.Ученые группируют живые организмы в одну или несколько основных категорий в рамках дисциплины, известной как таксономия. Тела организмов организованы в функциональные системы — клетки организованы в ткани, а ткани — в органы. Системы организма выполняют важные функции, такие как передвижение, размножение, пищеварение и кровообращение. Все живые существа на Земле состоят из одних и тех же молекулярных строительных блоков на основе углерода.

Посмотрите эту презентацию для общего введения в организмы.Прилагаемый набор слайдов содержит дополнительные примечания для каждого слайда.

Подтемы:

Характеристики организмов из основных таксономических групп

Начинающий учитель описывает характеристики организмов основных таксономических групп.

Ключевые понятия:
  • Современная таксономия, используя молекулярный анализ, делит все живые организмы на три области: бактерии (включает царство Eubacteria), археи (включает царство Archaebacteria) и эукариоты (включает царства Protista, Fungi, Plantae и Animalia).
  • Иерархическая система классификации, первоначально задуманная Линнеем, включает семь уровней или таксонов. Этими уровнями являются царство, тип, класс, отряд, семейство, род и вид; представляющие общие для конкретных признаков организма.
  • Видовые названия организмов всегда пишутся двумя словами, состоящими из обозначения рода и вида.
Ресурсы:

Введение в биологическую классификацию. В этой презентации и наборе слайдов из BioEd Online представлен обзор того, как биологи классифицируют живые организмы.

Классификация живых существ. Доктор Майкл Макдарби объясняет, как классифицируются живые организмы, в онлайн-введении в биологию животных и растений

.

Система трех доменов. Доктор Гэри Кайзер сравнивает три домена клеточных организмов: археи, бактерии (эубактерии) и эукариоты.

домена. Мэри Поффенрот объясняет три биологических домена в этой презентации Mahalo Biology.

Таксономическая иерархия.Мэри Поффенрот рассматривает систему биологической классификации в видео от Mahalo Biology.

Как структура дополняет функцию в клетках

Начинающий учитель анализирует, как структура дополняет функцию клеток.

Ключевые понятия:
  • Все организмы состоят из клеток. Организмы могут быть одноклеточными и многоклеточными.
  • В многоклеточных организмах форма клетки помогает определить ее функцию. Например, эритроциты имеют форму пончика, чтобы легко обмениваться кислородом и свободно проходить через узкие кровеносные сосуды, в то время как нервные клетки длинные, поэтому при соединении с другими нервными клетками они могут преодолевать большие расстояния в организме.
  • Современная клеточная теория утверждает, что все организмы состоят из одной или нескольких клеток; клетки являются основными единицами всех организмов; а клетки возникают только путем деления ранее существовавшей клетки.
  • Все клетки имеют три основных элемента: нуклеоид или ядро ​​(центральная часть клетки, содержащая генетический материал), цитоплазму (полужидкий матрикс или гель, заполняющий внутреннюю часть клетки) и плазматическую мембрану (бислой фосфолипидов, окруженный белками, окружающими клетка).
  • Прокариоты — простейшие организмы. Существует два основных типа прокариот: архебактерии и бактерии. Большинство прокариот имеют прочную клеточную стенку вне плазматической мембраны. Внутренняя организация прокариотических клеток проста, с небольшим количеством внутренних компартментов и без субъединиц (органелл, окруженных мембраной). Прокариотические клетки не имеют настоящего ядра, окруженного мембраной. Вместо этого их генетический материал представлен в виде простого кольца ДНК.
  • Эукариоты, составляющие домен Eukarya, содержат ограниченные мембраной органеллы, выполняющие специализированные функции, и ядро, окруженное двойной мембраной (ядерной оболочкой).ДНК внутри ядра организована в хромосомы.
Ресурсы:

Просмотрите следующие видеоролики, чтобы лучше понять размер и форму клеток в связи с их конкретной функцией.

Размер ячейки Форма и форма. Tutorvista дает простое объяснение различных типов клеток.

Структура и функция нуклеиновых кислот. Доктор Рэй Линн Алфорд представляет введение в роль молекул для наследственности в живых организмах в этой презентации и аннотированном наборе слайдов.

Структура клетки. Biology4Kids рассматривает различные компоненты клеток. Нажмите на боковое меню для получения информации о различных органеллах и структурах.

Функция ячейки. Biology4Kids предоставляет простой для восприятия обзор многих функций клеток.

Как структура дополняет функцию тканей, органов, систем органов и организмов

Начинающий учитель анализирует, как структура дополняет функцию тканей, органов, систем органов и организмов.

Ключевые понятия:
  • Клетка является основной единицей всех форм жизни. Однако во многих многоклеточных организмах существует несколько уровней клеточной организации. Ячейки располагаются на иерархических уровнях организации.
  • Низшей формой организации является клетка, за которой следуют ткани, органы и системы органов.
  • Ткань — это группа сходных клеток в организме, работающих вместе для выполнения определенной функции (например, нервная или мышечная ткань).
  • Орган представляет собой совокупность различных тканей, выполняющих определенную функцию (например, печень).
  • Система органов — это совокупность органов, функционирующих для выполнения определенной задачи в организме (например, пищеварительная система).
  • На каждом уровне организации структура помогает определить функцию.
  • Высшим уровнем организации многоклеточных живых форм является весь организм.
Ресурсы:

Посмотрите это видео, чтобы понять организацию тканей, органов и систем органов.

Ткани и органы. Это видео от Brightstorm описывает, как клетки животных организованы в ткани, органы и системы органов.

Что такое система? Ознакомьтесь с концепциями, связанными с организацией клеток, тканей, органов и систем органов, с помощью Biology4Kids. Нажмите на меню «Системы животных», чтобы узнать о каждой системе тела.

Системы человеческого тела и их функции

Начинающий учитель выделяет системы человеческого организма и описывает их функции.

Ключевые понятия:
  • Организация клеток организма в специализированные ткани, органы и системы органов помогает создать разделение труда в организме и делает возможной многоклеточную жизнь.
  • Человеческое тело состоит из нескольких систем органов. Эти системы включают скелетную, мышечную, кровеносную/сердечно-сосудистую, нервную/сенсорную, дыхательную, пищеварительную, выделительную, эндокринную, репродуктивную и иммунную/лимфатическую.
Ресурсы:

Базовая анатомия: ткани и органы.Прочтите эту веб-страницу, чтобы получить краткий обзор систем организма, включая органы, и основную роль каждой из них.

Ткани и органы животных. Чтобы ознакомиться с системами органов и их функциями, выберите соответствующие ссылки на этом сайте, чтобы посмотреть короткое видео.

Системы человеческого организма. На этих слайдах и примечаниях представлен обзор тканей человеческого тела.

Как организмы получают и используют энергию и материю

Начинающий учитель описывает, как организмы получают и используют энергию и материю.

Ключевые понятия:
  • Выживание всех живых организмов зависит от источника энергии.
  • Энергия — это способность выполнять работу.
  • Аденинтрифосфат (АТФ) — это химическое вещество, которое накапливает и высвобождает энергию для запуска реакций в каждой клетке.
  • Автотрофы (например, растения) используют световую энергию солнца для производства химической энергии (хранящейся в виде химических связей в глюкозе) и, в конечном счете, структурных компонентов тела организма, а также энергии для работы.
  • Производство химической энергии из энергии света (электромагнитного излучения) называется фотосинтезом.
  • Гетеротрофы получают энергию, поглощая источники пищи, включая растения или других животных (потребители только растений = травоядные; потребители только животных = плотоядные; потребители растений и животных = всеядные; поглощают химическую энергию из окружающей среды = сапробы или сапротрофы).
  • Химическая энергия и молекулярные строительные блоки (питательные вещества), полученные из этих источников пищи, используются гетеротрофами для создания новых структур тела или преобразуются в энергию для работы.
  • Метаболизм – это все химические реакции в организме, которые происходят для управления его материальными и энергетическими ресурсами.
Ресурсы:

Автотрофы против гетеротрофов. Посмотрите это видео, чтобы узнать об автотрофах и гетеротрофах.

Энергия, экосистемы и атмосфера. Доктор Нэнси Морено обсуждает поток солнечной энергии через производителей и потребителей.

Велосипед через пищевую сеть.Ученые из Лаборатории ученых-океанологов Бигелоу объясняют круговорот материи и потоков энергии.

АТФ и хранение энергии. Интерактивная анимация того, как АТФ хранит энергию, из книги доктора Сола «Биология в движении».

Структура и функции основных химических компонентов живых существ

Начинающий учитель применяет химические принципы для описания структуры и функции основных химических компонентов (например, белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот) живых существ.

Ключевые понятия:
  • Все живые организмы на Земле состоят из химических веществ, основанных в основном на углеродном элементе. Углерод может образовывать ковалентные связи с четырьмя атомами. Эта характеристика позволяет углероду образовывать множество разнообразных молекул.
  • Большинство биологических молекул состоят из атомов углерода, связанных с другими атомами углерода или с атомами кислорода, азота, серы или водорода. Молекулы, содержащие углерод, могут образовывать цепочки, ответвления или кольца.
  • Некоторые биологические молекулы, такие как сахара, относительно малы.Другие биологические молекулы большие и сложные и называются макромолекулами. Во многих случаях макромолекулы представляют собой полимеры, представляющие собой длинные цепочки сходных связанных субъединиц. Сложные углеводы, такие как крахмал, белки и нуклеиновые кислоты, представляют собой полимеры.
  • Углеводы накапливают энергию и обеспечивают строительные материалы. Углеводы представляют собой большую группу молекул, которые содержат углерод, водород и кислород. Простые сахара (моносахариды), такие как глюкоза, двойные сахара (дисахариды), такие как сахароза и лактоза, и крахмалы (полисахариды) являются углеводами.
  • Липиды (жиры и масла) составляют мембраны и накапливают энергию. Липиды не растворяются в воде. Липиды имеют длинные участки неполярных углерод-водородных связей. При помещении в воду молекулы липидов образуют кластеры, в которых любые полярные части обращены наружу, а неполярные части обращены внутрь (от воды). К липидам относятся триглицериды (плотные запасы энергии, образующиеся в жировых клетках), фосфолипиды (структурный компонент фосфолипидного бислоя клеточной мембраны), стероиды (напр.г. холестерин) и воски (гидроизоляционные).
  • Белки выполняют химию клеток. Белки состоят из цепочек аминокислот, которые могут взаимодействовать и накладываться друг на друга, образуя различные формы и структуры. Функции белков включают структурную поддержку, ферменты для реакций, транспорт других молекул, хранение, передачу сигналов, движение в организме и иммунную защиту.
  • Нуклеиновые кислоты хранят и передают генетическую информацию. Нуклеиновые кислоты состоят из сахара, фосфатной группы и азотистого основания.Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Последовательности ДНК и РНК представляют собой код унаследованных признаков организма.
Ресурсы:

Следующие короткие видеоролики описывают структуру и функции основных химических компонентов клеток.

Химия жизни. Spark Notes представляет собой краткое введение в четыре элемента, которые составляют 98% всей живой материи.

Молекулы жизни.В этой статье Spark Notes рассматриваются наиболее важные классы химических соединений в живых организмах.

Минимальная структура для описания живых систем: многомерный взгляд на жизнь в разных масштабах | Интегративная и сравнительная биология

Почти безграничная сложность биологии привела к двум общим подходам к пониманию биологических явлений. В одном подходе преобладает редукционизм, в котором высокоуровневые явления целых систем рассматриваются как возникающие из относительно простых и общепонятных взаимодействий на существенно более низком уровне.Хотя этот подход теоретически является общим, на практике он может стать неудобным при попытке одновременного объяснения широкого круга систем. Второй подход заключается в том, чтобы специалисты исследовали биологические явления в рамках одного из многих различных иерархических уровней описания, которые отделены друг от друга, чтобы отделить проблемы на других уровнях. Хотя этот подход снижает объяснительную нагрузку на специалистов, работающих на каждом уровне, он также уменьшает интеграцию информации, полученной на других уровнях.Таким образом, какими бы полезными ни были эти подходы, они ограничивают объем и интеграцию знаний в масштабах биологической организации в ущерб истинно синоптическому взгляду на жизнь. Задача состоит в том, чтобы найти теоретическую и экспериментальную основу, которая способствовала бы более широкому пониманию иерархии жизни, обеспечивая проницаемость для обмена идеями между дисциплинарными специалистами, не сбрасывая со счетов особенности, которые стали определять эти дисциплины. Для этого необходимо выделить крупнозернистые, масштабно-инвариантные свойства и ресурсы, описывающие характерные черты живой системы на всех пространственно-временных масштабах.Этому подходу будет способствовать общий язык, который подчеркивает реалии биологических связей в широком диапазоне масштабов. Поэтому в этом концептуальном документе мы предлагаем концептуальный подход, основанный на четырех выявленных ресурсах — энергии, проводимости, хранении и информации (ECSI) — для реинтеграции биологических исследований с целью объединения наук о жизни в условиях ограниченных ресурсов. Мы утверждаем, что никакое функциональное описание живой системы не будет полным без учета по крайней мере всех четырех этих ресурсов.Таким образом, раскрытие этих ресурсов поможет выявить общие черты, которые помогут в трансдисциплинарном дискурсе, а также возможности интеграции между различными областями специализированных исследований. Предлагаемая концептуальная основа для живых систем должна быть действительна во всех масштабах и может выявить потенциальные ограничения существующих гипотез и помочь исследователям разработать новые гипотезы, касающиеся фундаментальных процессов жизни, не прибегая к редукционизму.

© Автор(ы) 2021.Опубликовано Oxford University Press от имени Общества интегративной и сравнительной биологии.

8 характеристик жизни в биологии — видео и расшифровка урока

Определение характеристик жизни

Первой характеристикой жизни, которую мы перечислили, была клеточная организация . Это просто означает, что живые существа состоят из клеток. Клетки — самая основная единица жизни. Неважно, являются ли эти клетки растениями, животными, грибами или бактериями.Если что-то должно быть живым, оно должно состоять из клеток.

Второй репродукция . Если что-то живое, оно должно быть способно воспроизводиться. Многоклеточные формы жизни, такие как люди, размножаются половым путем, в то время как одноклеточные формы жизни, такие как бактерии, размножаются бесполым путем. Важно помнить, что в любом случае живые существа размножаются.

Далее мы подходим к нашей третьей характеристике, метаболизму. Некоторым учащимся эта концепция немного трудна для понимания. Метаболизм представляет собой совокупность химических реакций, происходящих в организме (или клетке). Эти реакции различаются по форме и функциям, но способствуют таким процессам, как синтез белка, химическое пищеварение, деление клеток или преобразование энергии. Поскольку метаболизм включает реакции, связанные с другими характеристиками, его иногда группируют с этими другими характеристиками. Однако для наших целей мы оставим метаболизм отдельно.

Наша четвертая характеристика – гомеостаз. Гомеостаз — это термин, используемый для описания поддержания стабильной внутренней среды. Другими словами, подумайте о том, как наш организм поддерживает постоянную температуру тела или как постоянен уровень сахара в крови. Если гомеостаз нарушен и у нас поднимается температура, это признак того, что что-то угрожает жизни. То же самое относится и к сахару в крови. Когда он становится слишком высоким или слишком низким, нарушается гомеостаз, и, к сожалению, это может быть смертельно опасным. Поэтому поддержание гомеостаза является жизненно важной характеристикой жизни.

Далее мы подходим к наследственности. Наследственность означает, что наша генетическая информация может передаваться из поколения в поколение. Если у кого-то из ваших родителей темные глаза, и у вас тоже темные глаза, это из-за наследственности.

Реакция на раздражители — следующая характеристика в нашем обратном отсчете. Это просто реакция на внутреннюю или внешнюю силу. Это то, что вы, вероятно, уже видели. Подумайте о подсолнухе, склоняющемся к солнцу, о собаке, задыхающейся от жары, или о деревьях, сбрасывающих листья осенью, когда уровень солнечного света уменьшается.Все живые существа так или иначе реагируют на раздражители; чтобы увидеть это, все, что нам нужно сделать, это посмотреть.

Наша седьмая характеристика жизни заключается в том, что все живые существа растут и развиваются , что просто означает, что они становятся больше и взрослеют. Считайте себя примером. Вы были младенцем, затем малышом, затем маленьким ребенком и т. д. Сегодня вы, вероятно, взрослый человек. Рассмотрим эту бабочку в качестве другого примера.

Хотя у всех живых существ могут быть разные этапы жизни, все живое растет и развивается.

Наконец, мы приходим к способности жизни приспосабливаться путем эволюции. Эволюция — это изменение наследственных признаков в популяции. Это неизбежный факт, что все формы жизни адаптируются и подвергаются эволюции. Рассмотрим, как собак одомашнили от волков. Это представляет собой изменение наследственных признаков (приручение) в популяции и является формой эволюции. Все живые существа приспосабливаются путем эволюции.

Краткий обзор урока

Иногда бывает трудно отличить живое от того, чего нет.К счастью, биологи разработали список из восьми характеристик, общих для всех живых существ. Характеристики — это черты или качества. Этими характеристиками являются клеточная организация , репродукция , метаболизм , гомеостаз , наследственность , реакция на стимулы , рост и развитие , и Некоторые вещи, такие как вирус, демонстрируют лишь некоторые из этих характеристик и поэтому не являются живыми.Однако другие вещи будут демонстрировать все восемь характеристик и, таким образом, считаться живыми.

Определения восьми характеристик жизни

  • Характеристики жизни: Признаки или качества, присущие всем живым существам
  • Клеточная организация: Клетки составляют все живые существа
  • Размножение: Процесс размножения вида половым или бесполым путем
  • Метаболизм: Совокупность химических реакций в организме, которые стимулируют определенные процессы в организме
  • Гомеостаз: Способность организма поддерживать стабильную внутреннюю среду
  • Наследственность: Генетическая информация, которая передается от одного поколения к следующему
  • Реакция на раздражители: Реакция живых существ на внутреннюю или внешнюю силу.

0 comments on “Всеобщие свойства живых систем: Свойства живых систем — Биология в вопросах и ответах

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *