Свойство живой природы ритмичность

10. Биология как наука и методы научного познания Читать 0 мин.

Биологическая система — целостная система компонентов, выполняющих определенную функцию в живых системах. К биологическим системам относятся сложные системы разного уровня организации: биологические макромолекулы, субклеточные органеллы, клетки, органы, организмы, популяции.

Признаки биологических систем (критерии, отличающие биологические системы от объектов неживой природы):

1. Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. В неживой природе самыми распространенными элементами являются кремний, железо, магний, алюминий, кислород. В живых же организмах 98% элементарного (атомного) состава приходится на долю всего четырех элементов: углерода, кислорода, азота и водорода. Эти элементы называются органогенами.

2. Обмен веществ. К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из среды элементы питания и выделяют продукты жизнедеятельности. В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте они просто переносятся с одного места на другое или меняют свое агрегатное состояние: например, смыв почвы, превращение воды в пар или лед и др. У живых же организмов обмен веществ имеет качественно иной уровень. В круговороте органических веществ самыми существенными являются процессы синтеза и распада (ассимиляция и диссимиляция — см. дальше), в результате которых сложные вещества распадаются на более простые и выделяется энергия, необходимая для реакций синтеза новых сложных веществ.

Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма и как следствие — постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

3. Самовоспроизведение (репродукция, размножение) — свойство организмов воспроизводить себе подобных. Процесс самовоспроизведения осуществляется практически на всех уровнях жизни. Существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени, поэтому поддержание жизни связано с самовоспроизведением. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, обусловленное информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте — ДНК, которая находится в родительских клетках.

4. Наследственность — способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Наследственность обеспечивается стабильностью ДНК и воспроизведением ее химического строения с высокой точностью. Материальными структурами наследственности, передаваемыми от родителей потомкам, являются хромосомы и гены.

5. Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки и свойства; в ее основе лежат изменения материальных структур наследственности. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней. Изменчивость поставляет разнообразный материал для отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, что, в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.

6. Рост и развитие. Способность к развитию — всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, изменяется его состав или структура. Развитие живой формы материи представлено индивидуальным развитием (онтогенезом) и историческим развитием (филогенезом). Филогенез всего органического мира называют эволюцией.

На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Индивидуальное развитие часто сопровождается ростом — увеличением линейных размеров и массы всей особи и ее отдельных органов за счет увеличения размеров и количества клеток.

Историческое развитие сопровождается образование новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате эволюции возникло все многообразие живых организмов на Земле.

7. Раздражимость — это специфические избирательные ответные реакции организмов на изменения окружающей среды. Всякое изменение окружающих организм условий представляет собой по отношению к нему раздражение, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Отвечая на воздействия факторов среды, организмы взаимодействуют с ней и приспосабливаются к ней, что помогает им выжить.

Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в изменении характера движения (таксисы) или роста (тропизмы).

8. Дискретность (от лат. discretus — разделенный). Любая биологическая система состоит из отдельных изолированных, то есть обособленных или отграниченных в пространстве, но тем не менее, тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Так, любая особь состоит из отдельных клеток с их особыми свойствами, а в клетках также дискретно представлены органоиды и другие внутриклеточные образования.

Дискретность строения организма — основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления системы путем замены износившихся структурных элементов без прекращения функционирования всей системы в целом.

9. Саморегуляция (авторегуляция) — способность живых организмов поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов (гомеостаз). Саморегуляция осуществляется благодаря деятельности нервной, эндокринной и некоторых других регуляторных систем. Сигналом для включения той или иной регуляторной системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.

10. Ритмичность — свойство, присущее как живой, так и неживой природе. Оно обусловлено различными космическими и планетарными причинами: вращением Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси, фазами Луны и т.д.

Ритмичность проявляется в периодических изменениях интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов через определенные равные промежутки времени. Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих и многие другие. Ритмичность направлена на согласование функций организма с периодически меняющимися условиями жизни.

11. Энергозависимость. Биологические системы являются «открытыми» для поступления энергии. Под «открытыми» понимают динамические, т.е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним веществ и энергии извне. Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают из окружающей среды энергия и вещества в виде пищи. В большинстве случаев организмы используют энергию Солнца: одни непосредственно — это фотоавтотрофы (зеленые растения и цианобактерии), другие опосредованно, в виде органических веществ потребляемой пищи, — это гетеротрофы (животные, грибы и бактерии).

Необходимо отметить, что выделение тех или иных признаков живого в определенной мере условно. Этот список, в принципе, можно дополнить еще несколькими десятками признаков.

Источник

10.Ритмичность.

Это свойство присуще как живой, так и неживой природе. Обус­ловлено оно различными космическими и планетарными причинами: вра­щением Земли вокруг солнца, сменой времен года, фазами Луны и т.д. Для неживой природы характерны, например, изменения освещенности и температуры в течение года и суток, приливы и отливы в морях и океанах т.д. Живые организмы также подчиняются внешним датчикам времени, однако реакция их сложнее изменений окружающей среды.

Периодические изменения в окружающей среде оказывают сильное влияние на живую природу и на собственные ритмы живых организмов.

Ритм — это повторение одного и того же состояния через раз­ные промежутки времени. В биологии под ритмичностью понимают пери­одические изменения интенсивности физиологических функций с раз­личными периодами колебаний (от нескольких секунд до года и сто­летия). Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования челове­ка; сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих (сусликов, ежей, медведей) и многие другие.

Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой, т.е. на приспособление к постоянно меняющимся условиям существования.

Таким образом, живые организмы резко отличаются от объектов физики и химии — неживых систем — своей исключительной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью. Эти от­личия придают жизни качественно новые свойства.

Уровни организации живой материи.

Все организмы — живые системы, имеют сходные черты строения и жизнедеятельности: у них единый генетический код, химический сос­тав, строение молекул, клеток, однотипное строение тела на одинако­вых уровнях организации. Это единство живых организмов дает воз­можность построить общую систему уровней организации живой мате­рии от молекулярного до биосферного.

В живой природе выделяют несколько уровней организации:

1. Молекулярный уровень.

Любая живая система, как бы сложно она не была организована состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ.

На молекулярном уровне обнаруживается удивительное однообра­зие дискретных единиц. Основу жизни для всех животных, растений, ви­русов составляют всего 20 одних и тех же аминокислот и 4 одинако­вых азотистых основания, входящих в состав ДНК. Близкий состав имеют липиды и углеводы.

С молекулярного уровня начинаются разнообразные процессы жи­знедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, пе­редача наследственной информации и др.

В связи с тем, что с молекулярным уровнем связано хранение, изменение и реализация наследственной информации, этот уровень еще называют молекулярно-генетическим.

2. Клеточный уровень.

Основной самостоятельно функционирующей элементарной биоло­гической единицей, характерной для всех живых организмов является клетка. На клеточном уровне изучают строение клеток и клеточных компонентов. В клетке осуществляется реализация наследственной ин­формации, обмен веществ и энергии. Эти процессы тесно связаны меж­ду собой. Метаболизм, происходящий на клеточном уровне, необходим для осуществления жизни на других уровнях.

Клеточный уровень у одноклеточных совпадает с организменным.

В истории жизни на нашей планете был такой период ( первая половина архейской эры), когда все организмы находились на этом уровне организации. Из таких организмов состояли все виды, биоце­нозы и биосфера в целом.

Источник