Уровни организации живых систем. 
Основные свойства живых систем

Благодаря тому, что организмы — открытые системы, они находятся в «единстве со средой, а физические, химические и биологические свойства окружающей среды обусловливают осуществление всех процессов жизнедеятельности. Каждый вид организмов приспособлен к обитанию лишь в определенных условиях. Это те условия, в которых происходило развитие данного вида, к которым он приспособился. Одни виды обитают только в воде, другие — на суше, одни — лишь в полярных широтах, другие — в экваториальном поясе, различные организмы приспособлены к обитанию в степях, пустынях, лесах, глубинах океанов или на вершинах гор. Немало таких, для которых средой обитания служат другие организмы (их кишечник, мышцы, кровь) и т. д.

Не только организмы зависят от среды, но и сама окружающая среда изменяется в результате жизнедеятельности организмов. Первобытный облик нашей планеты значительно изменился под воздействием организмов: она приобрела атмосферу со свободным кислородом и почвенный покров.

Раздражимость. Эта неотъемлемая черта, свойственная всему живому, является выражением одного из общих свойств всех тел природы — свойства отражения. Она связана с передачей информации из внешней среды любой биологической системе (организм, орган, клетка) и проявляется реакциями этих систем на внешнее воздействие. Благодаря этому свойству достигается уравновешивание организмов с внешней средой: организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды, способны извлекать из нее все необходимое для своего существования, а следовательно, с ним связан столь характерный для живых организмов обмен веществ, энергии и информации. Свойство раздражимости связано с химическим строением самого субстрата жизни.

Саморегуляция. Получение необходимой информации обеспечивает в биологических системах саморегуляцию. Саморегуляция осуществляется в организмах по принципу обратной связи. Продукты жизнедеятельности могут оказывать сильное и строго специфическое тормозящее воздействие на те ферменты, которые составляют начальное звено в длинной цепи реакций. По-принципу обратной связи регулируются процессы обмена веществ, репродукции, считывания наследственной информации, а следовательно, проявление наследственных свойств в индивидуальном развитии и т. д.

Саморегуляцией в организмах поддерживается постоянство структурной организации — гомеостаз (греч. homos — равный, неизменный, stasis — состояние). Организмам свойственно постоянство химического состава, физико-химических особенностей. Для всех живых существ характерно наличие механизмов, поддерживающих постоянство внутренней среды.

Структурная организация в широком смысле, т. е. определенная упорядоченность, обнаруживается не только при исследовании жизнедеятельности отдельных организмов. Организмы различных видов, связанные друг с другом средой обитания, составляют биоценозы (исторически сложившиеся сообщества). В биоценозах в результате обмена веществ, энергии и информации между организмами и окружающей их неживой природой также поддерживается определенный биоценотический гомеостаз: постоянство видового состава и числа особей каждого вида.

Биологическим системам на различных уровнях организации свойственна адаптация. Под адаптацией (лат. adapto — приспособляю) понимается приспособление живого к непрерывно меняющимся условиям среды. В основе адаптации лежат явления раздражимости и характерные для нее адекватные ответные реакции. Адаптации выработались в процессе эволюции как следствие выживания наиболее приспособленных. Без адаптации невозможно поддержание нормального существования.

Репродукция. В связи с тем, что жизнь существует в виде отдельных (дискретных) биологических систем (клетки, организмы и др.) и существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени, поддержание жизни на любом уровне связано с репродукцией. Любой вид состоит из особей, каждая из которых рано или поздно перестанет существовать, но благодаря репродукции (размножению) жизнь вида не прекращается. Размножение всех видов, населяющих Землю, поддерживает существование биосферы. Самовоспроизведение на молекулярном уровне обусловливает особенности обмена веществ живых организмов по сравнению с неживыми телами.

Репродукция на молекулярном уровне осуществляется на основе матричного синтеза. Принцип матричного синтеза заключается в том, что новые молекулы синтезируются в соответствии с программой, заложенной в структуре ранее существовавших молекул. Матричный синтез лежит в основе образования молекул белков и нуклеиновых кислот.

В результате самообновления воссоздаются структуры, в точности соответствующие разрушаемым. Это происходит благодаря наличию в живых объектах информации (определенного знания), которая создавалась в процессе эволюции вида и содержится в наследственном веществе — ДНК. Использование биологической информации составляет еще одно свойство живых форм. Воплощение информации в структуру живого объекта происходит в процессе характерного для живых форм индивидуального развития, в ходе которого наблюдается и такое свойство, как способность к росту.

В структуры живых организмов входят уникальные по своим свойствам химические соединения — биополимеры, не имеющие аналогий в неживой природе. Речь идет о белках-ферментах, благодаря которым биохимические реакции протекают в требуемом направлении, с достаточными скоростями, при обычных условиях температуры и давления. Ферменты обладают специфичностью действия и катализируют превращения веществ определенного химического строения или даже отдельного вещества. Специфичность ферментов, равно как и белков, не выполняющих каталитических функций, зависит от постоянства их первичной структуры — определенной последовательности аминокислотные остатков в молекуле полимера. Белки клеток постоянно обновляются, вместо разрушающихся молекул синтезируются новые. Отдельные белковые молекулы воспроизводятся таким образом всякий раз заново, но сохраняют постоянство своей структуры. Источником информации служат нуклеиновые кислоты. Такое отношение между белками и нуклеиновыми кислотами соответствует двум формам существования биологической информации, отражением которых на уровне организма служит наличие у него генотипа и фенотипа.

Обмен веществ в зависимости от состояния внешней среды способен к изменениям приспособительного характера. Адекватная реакция организма как целого на состояние окружающей, а также внутренней среды зависит от механизмов регистрации соответствующих изменений, анализа поступающих данных, выработки решений о содержании и интенсивности ответа. Это свойство роднит живые объекты с кибернетическими устройствами, которые подчиняются законам передачи и переработки информации. Термин информация употребляется здесь в широком смысле. Биологическая информация, о которой речь шла выше, количественно и качественно эквивалентна наследственной информации, в которой сконцентрирован многовековой опыт эволюционного развития. Информация в кибернетическом смысле включает и личный опыт конкретного организма. В биологии способность живого объекта воспринимать действие внешних факторов обозначается термином раздражимость, а осуществлять ответную реакцию — возбудимость. Еще одним важным свойством живых форм является способность к размножению, т. е. к воспроизведению себе подобных по типу обмена веществ и принципиальным чертам структурно-функциональной организации.

Наследственность. Наследственность обеспечивает материальную преемственность (поток информации) между поколениями организмов. Она. тесно связана с репродукцией (авторепродукцией) жизни на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях. Хранение и передача наследственной информации осуществляются нуклеиновыми кислотами. Благодаря наследственности из поколения в поколение передаются признаки, обеспечивающие приспособление организмов к среде обитания. Законы наследственности изучает генетика.

Изменчивость. Изменчивостью называется свойство, противоположное наследственности, связанное с появлением признаков, отличающихся or типичных. Если бы при репродукции всегда проявлялась только преемственность прежде существовавших свойств и признаков, то эволюция органического мира была бы невозможна; но живой природе свойственна изменчивость. В первую очередь она связана с «ошибками» при репродукции. По-иному построенные молекулы нуклеиновой кислоты несут новую наследственную информацию. Эта новая измененная информация в большинстве случаев бывает вредной для организма, но в ряде случаев в результате изменчивости организм приобретает новые свойства, полезные в данных условиях. Новые признаки подхватываются и закрепляются отбором. Так создаются новые формы, новые виды. Таким образом, наследственная изменчивость, создает предпосылки для видообразования и эволюции, а тем самым и существования жизни.

Индивидуальное развитие. Организмы, появляющиеся в результате репродукции, наследуют не готовые признаки, а определенную генетическую информацию, возможность развития тех или иных признаков. Эта наследственная информация реализуется во время индивидуального развития. Индивидуальное развитие выражается, как правило, в увеличении массы (рост), что в свою очередь базируется на репродукции молекул, клеток и других биологических структур, а также в дифференцировке, т. е. появлении различий в структуре, усложнении функций и т. д.

Филогенетическое развитие. Филогенетическое развитие, основные закономерности которого установлены Ч. Дарвином, базируется на прогрессивном размножении, наследственной изменчивости, борьбе за существование и отборе. Действие этих факторов привело к огромному разнообразию форм жизни, приспособленных к среде обитания. Прогрессивная эволюция прошла ряд ступеней: доклеточных форм, одноклеточных организмов, все усложняющихся многоклеточных. Наконец, появился человек — существо, в котором, природа приходит к осознанию самой себя. Однако вместе с человеком появилась новая форма существования живых организмов — социальная, высшая по сравнению с биологической и не сводимая к ней. В силу этого, человек в отличие от всех других существ, представляет собой биосоциальный организм.

4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Значение биологии исключительно велико, так как познание органического мира, начиная от молекулярного уровня до биогеоценотического, играет определяющую роль в формировании мировоззрения, способствует познанию законов природы, позволяет прогнозировать пути развития жизни на нашей планете и определить роль человека в ее сохранении. Только при комплексном изучении явлений жизни на всех уровнях можно получать целостное представление о свойствах живых организмов.

Для понимания закономерностей жизнедеятельности организмов и их взаимоотношений с окружающей средой, необходимо знание не только частных вопросов, которые исследуют отдельные биологические науки, но и общих проблем, касающихся сущности развития и проявления жизни на разных уровнях ее организации. Значение общей биологии как науки о жизни определяется тем, что она служит теоретическим фундаментом для других наук, так как основные закономерности проявления жизни на разных уровнях ее организации приложимы ко всем организмам, в том числе и к человеку, который представляет собой часть биосферы и является продуктом ее эволюции. Только на этой основе возможно решение глобальных проблем, стоящих перед человечеством, — рационального использования и возобновления биологических ресурсов, охраны природы и сохранения биосферы Земли для жизни будущих поколений людей.

ЛИТЕРАТУРА

Бигон М. и др. Экология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 2001.

Биология. Современный курс. Под ред. проф. А. Ф. Никитина. С-Пб., «Спец

Лит", 2005.

Биология. Под ред. В. Н. Ярыгина. Москва: Медицина, 2002.

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. — М.: Оникс, 2003.

Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр, 1998.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. М.: Мир, 2005

Солопов Е. Ф. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. — М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1998.

Фигуровский Е.Н., Шпиченецкий Б. Я. Концепции современного естествознания: учебное пособие. — Москва, 2005

Яблоков А. В. Популяционная биология. М.: Высшая школа, 1987.

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. — М.: Оникс, 2003.

Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. М.: Мир, 2005

Солопов Е. Ф. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. — М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1998.

Фигуровский Е.Н., Шпиченецкий Б. Я. Концепции современного естествознания: учебное пособие. — Москва, 2005

Биология. Под ред. В. Н. Ярыгина. Москва: Медицина, 2002.

Биология. Современный курс. Под ред. проф. А. Ф. Никитина. С-Пб., «Спец

Лит", 2005.

Биология. Под ред. В. Н. Ярыгина. Москва: Медицина, 2002.

Биология. Под ред. В. Н. Ярыгина. Москва: Медицина, 2002.

Биология. Современный курс. Под ред. проф. А. Ф. Никитина. С-Пб., «Спец

Лит", 2005.

Яблоков А. В. Популяционная биология. М.: Высшая школа, 1987.

Бигон М. и др. Экология. Особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 2001.

Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр, 1998.

Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр, 1998.

Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр, 1998.

Биология. Под ред. В. Н. Ярыгина. Москва: Медицина, 2002.

Биология. Современный курс. Под ред. проф. А. Ф. Никитина. С-Пб., «Спец

Лит", 2005.