Сущность жизни и свойства живых организмов.
Происхождение и развитие жизни на Земле
Лекция 10. Современная концепция происхождения и сущности жизни.
Учение о биосфере и ноосфере.
1.Понятие биосферы. Границы и состав биосферы.
2. Биогеохимические функции биосферы.
3. Принципы устройства биосферы.
4. Основные положения учения В.И. Вернадского и Т. де
Шардена о ноосфере как о качественно высшей стадии
развития биосферы.
1. Сущность жизни и свойства живых организмов.2. Основные концепции происхождения жизни.3. Проблема начала и эволюция жизни на Земле.4. Уровни организации живой природы.5. Основные этапы развития органического мира на Земле.
Вопрос о происхождении, эволюции и сущности жизни является для естествознания одним из самых трудных, до сих пор дискутируемых. Прежде всего следует указать основные свойства, присущие живым организмам и отличающие их от неживой природы.
1) Живые организмы постоянно обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией. Они способны ассимилировать получение извне вещества, перестраивать их в ткани своего тела. Живые организмы по отношению к окружающей среде являются открытыми системами.
2) Живое отличается сложным строением и системной организацией, которые у них намного выше, чем у неживых объектов. Живым системам свойственен более высокий уровень асимметрии, они характеризуются высокой самоупорядоченностью в пространстве и времени.
3) Живые организмы активно реагируют на окружающую среду. В процессе эволюции у живых организмов выработалось и закрепилось свойство раздражимости – избирательной реакции на внешние воздействия. Всякое изменение окружающих организм условий среды представляет по отношению к нему раздражение, а реакция организма на внешние раздражители служит показателем его чувствительности и проявлением раздражимости.
4) Живые организмы изменяются, усложняются и размножаются.
5) Живые организмы передают потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в генах – единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направленное развитие организма. Передача наследственного материала обеспечивает как схожесть, так и различие между поколениями.
6) Высшим формам живой материи свойствен разум, это позволяет материи изучать, анализировать и познавать самого себя.
Все перечисленные признаки, свойственные живому, могут встречаться отдельными фрагментами и в неживой природе. Но во всейсвоей совокупности они присущи только живому, что и отличает живую материю от неживой. Жизнь очень сложна, многообразна, многокомпонентна и многофункциональна.
Исходя из вышеизложенного, жизнь – это высшая из природных форм движения материи, которая характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением; вещественную основу жизни составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфорорганические соединения.
По М.В. Волькенштейну, существующие на Земле живые тела представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы,построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот. Здесь подчеркивается значение нуклеиновых кислот, обеспечивающих преемственность признаков и свойств.
Можно привести еще одно определение понятия «жизнь» как способ существования макромолекулярной открытой системы, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемые потоки энергии и информации (Романов, 2008). Жизнь представляет собой постоянный процесс самообновления, в результате которого воссоздаются структуры, соответствующие снашиваемым и утрачиваемым. Основу живого образуют нуклеиновые кислоты и белки. Основой воспроизводства является синтез белков, который происходит в клетках организма при помощи нуклеиновых кислот – ДНК и РНК. ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота, содержащая генетическую информацию о последовательности аминокислот в полипептидных цепях и определяющая саму структуру белков. РНК – рибонуклеиновая кислота, которая несет ответственность за создание белков.
Сущность живого наиболее концентрированно выражена в замечательном явлении конвариантной редупликации – самовоспроизведения с возможностью изменения закодированной генетической информации, осуществляемого на основе матричного принципа синтеза макромолекул. Самовоспроизведение – явление наследственности.
Конечно, в проблеме возникновения живого еще много неясного. Неразрешенным остаются вопросы, почему белковые полимерные цепи содержат только «левую симметрию» (левые молекулы), а вот спираль молекулы ДНК закручена вправо (правые молекулы); какие причины предбиологической эволюции могли привести к такой закономерности в асимметрии живого. Сейчас с помощью экспериментов доказано, что такое разделение имеет место при нелинейной динамике протекания химических автокаталитических реакций. Образование жизни – это процесс самоорганизации, когда из хаотического состояния левых и правых неорганических и органических молекул соединений стали образовываться упорядоченные органические только левые или только правые молекулы.