Биологическая картина мира

Современная биологическая картина мира строится на базе пяти фундаментальных теорий: клеточная теория, генетика, эволюция, гомеостаз и энергия.

Клеточная теория основывается на том, что все живые организмы (кроме вирусов) состоят хотя бы из одной клетки, которая является основной функциональной единицей каждого организма. Эта теория занимается строением клеток, их делением, взаимодействием с окружающей средой, составом внутренней среды и оболочки клеток, механизмом функционирования отдельных структур клетки и их взаимодействия между собой.

Для всех земных организмов химический состав и основные механизмы функционирования клеток очень похожи. При делении клеток и размножении организмов происходит копирование наследственной информации.

Многоклеточные организмы — это сложные системы множества клеток, образующих ткани и органы, взаимосвязанные друг с другом посредством химических факторов. Жизненное проявления организма не есть сумма жизненных проявлений клеток.

Каждая клетка многоклеточного организма обладает информацией о строении всего организма, иначе говоря, возможно на основании одной клетки воссоздать весь организм. И носителями этой информации являются гены. По функционирование этих генов различно. Это приводит к морфологическому и функциональному разнообразию клеток.

Есть две разновидности клеток. Первые, называемые прокариотами, не имеют выделенного мембраной ядра. К ним относятся клетки бактерий и архибактерий. Вторые, называемые эукариотами, имеют ядро, которое окружает двойная мембрана с ядерными порами. К ним относятся клетки растений, животных, грибов и протистов^[1].

В организме есть специфические неклеточные структуры. Это многоядерные надклеточные структуры и безъядерное межклеточное вещество, которое способно к метаболизму. Неклеточные структуры пока еще хорошо не изучены, но уже точно известно, что сами эти структуры появляются только из клеток.

Клетки многоклеточных организмов, как правило, не способны самостоятельно поддерживать свое существование. Вне организма выживают только клетки, которые дают начало новым особям — гаметы, зиготы, споры. Их можно рассматривать как отдельные организмы.

Генетика и эволюция, гомеостаз, энергия в биологии. Ген (греч. yevo*; — род, происхождение) — элементарная, структурно и функционально, единица наследственности живых организмов. С помощью генов осуществляется передача от поколения к поколению признаков живых организмов, которые закодированы в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Это одна из трех основных макромолекул, ответственных за хранение, передачу и реализацию генетических программ, обеспечивающих развитие и функционирование живых организмов. Две другие — это рибонуклеиновая кислота (РНК), присутствующая в клетках всех живых организмов, и белки, состоящие из альфа-аминокислот, соединенных в цепочку. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом. Дезоксирибонуклеиновая кислота содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.

Совокупность всех взаимосвязанных генов, полученных от родителей, — генотип дает информацию о строении живых существ и служит клеткам для создания фенотипа (греч. cpaivco — являю, обнаруживаю + т1) ло (; — отпечаток, форма, образец), который можно наблюдать физически или биохимически как характеристику организма. Фенотип проявляется за счет экспрессии генов (процесс, в ходе которого наследственная информация от гена через посредничество РНК передается белкам) и может быть полезен для адаптации организма к окружающей среде. Но по этой цепочке информация о среде не может попасть в ген. Гены изменяются под действием среды только в результате процесса эволюции.

Концепция эволюции считает, что живое подвержено развитию и изменению с помощью ряда механизмов:

• • естественного отбора — главной причины развития адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых групп в классификации, состоящей из таксонов — дискретных объектов, объединяемых на основании общих свойств и признаков;
• • генетического дрейфа — процессов изменения частоты генов в популяции в ряду поколений под действием случайных факторов;
• • потока генов — переноса из одной популяции в другую различных модификаций одного и того же гена, располагающихся в идентичных участках хромосом и дающих возможность развития альтернативных вариантов одного и того же признака, так называемых аллелей (греч. aXXr|Xcov — друг друга, взаимно) генов;
• • мутаций (лат. mutatio — изменение) — стойких преобразований генотипа, возникающих под действием внешней или внутренней среды.

Благодаря этим механизмам происходит изменение наследственных признаков популяции от поколения к поколению. Это и есть непрерывная линия жизни, от момента ее первоначального возникновения и до наших дней.

Организмы поддерживают неизменность внутренней среды, несмотря на изменение внешней среды. Физиологические процессы, способствующие устойчивости основных физиологических функций организма, называются гомеостазом (греч. opoioq — подобный, одинаковый + отаац — стояние, неподвижность). Он осуществляется с помощью регуляторного механизма и управляемых им корректирующих воздействий.

Выживаемость организма зависит от бесперебойного притока к нему энергии. Основным источником первичной энергии для подавляющего числа земных организмов служит электромагнитная энергия, особенно видимого диапазона, которую в основном приносит нам Солнце, а также энергия хемосинтеза, реагенты для которого черпаются либо из окружающей среды непосредственно, либо из пищи.

Но только часть получаемой энергии идет на поддержание жизни организмов. Остальная теряется в виде выделения тепла и отходов жизнедеятельности.

• [1] Протисты — нарафилетичсская группа, к которой относят вес эукариотические организмы, не входящие в состав животных, растений и грибов. Традиционно протистов подразделяют па простейших, водорослей и грибоподобиых организмов; все эти группы имеютполифилетическую природу и не используются в качестве таксонов.