Предмет биологии: сущность живого, происхождение жизни

 Как бы малы ни были  индивидуальные наследственные  изменения, они в длинном ряду  поколений ведут к изменению  видов и ко все большей приспособленности к конкретным условиям существования. Другим результатом действия естественного отбора является многообразие видов.

 Главная заслуга Дарвина  состоит в том, что он вскрыл  движущие силы эволюции, материалистически  объяснил возникновение и относительный  характер приспособленности действием  только естественных законов.  Он научно обосновал взаимосвязь  между изменчивостью, наследственностью  и отбором и на большом фактическом  материале показал, что главной  движущей силой эволюции является  естественный отбор. Учение Дарвина  позволило научно обосновать  происхождение человека.

 Идея единства органического  мира, вытекающая из того факта,  что клетка является своего  рода общим знаменателем живого, получила подкрепление в исследованиях  биохимических основ физиологии  клеток. Наиболее демонстративны  достижения молекулярной биологии. Она приобрела положение самостоятельного  направления биологической науки  в пятидесятые годы ХХ столетия. Хронологически это было связано  с описанием Дж. Уотсоном и  Ф. Криком (1953) макромолекулярной  структуры ДНК. Молекулярная биология  концентрирует внимание на связи  процессов жизнедеятельности с  биологическими макромолекулами  и, прежде всего на закономерностях  хранения, использования и передачи  в клетках наследственной информации. Молекулярно-биологические исследования  открыли физико-химические механизмы,  которые обусловливают такие  свойства живого, как специфичность  структурированность биологических  объектов, воспроизводимость клеток и организмов в ряду поколений, а также показали универсальность этих механизмов, их приложимость к существам разных типов организации.

 В ХХ в. появляется наука  генетика. В ее основу легли  закономерности наследственности, обнаруженные австрийским биологом  Г. Менделем при проведении  им серии опытов по скрещиванию различных сортов гороха.

 Успехи современной генетики, ее глубокое проникновение в  тайны механизма наследственности  явились еще одним свидетельством  универсального единства живой  природы. Достижения генетиков  открыли дорогу для познания  сущности жизни, новых способов  изменения ее сложившихся форм.

 

3. СУЩНОСТЬ ЖИВОГО, ЕГО  ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ.

 

 Важнейшим инструментом дальнейшего  познания этого мира служит  категория «живого», являющаяся  ключевой, исходной для всей системы  биологических наук.

 Интуитивно мы все понимаем, что есть живое и что –  мертвое. Однако при попытке  определить сущность живого возникают  трудности.

 Широко известно определение,  данное Ф. Энгельсом, что жизнь  – это способ существования  белковых тел, существенным моментом  которого является постоянный  обмен веществ с окружающей  их внешней природой. И все  же живая мышь и горящая  свеча с физико-химической точки  зрения находится в одинаковом  состоянии обмена веществ с  внешней средой, равно потребляя  кислород и выделяя углекислый  газ, но в одном случае в результате дыхания, а в другом в процессе горения. Этот простой пример показывает, что обмениваться веществами с окружающей средой могут быть и мертвые объекты. Таким образом, обмен веществ является хотя и необходимым, но недостаточным критерием определения жизни, впрочем, как и наличие белков.

 Из всего сказанного можно  сделать вывод, что дать точное  определение жизни весьма непросто. И это люди поняли очень  давно. Так, французский философ-просветитель  Д. Дидро писал: «Я могу понять, что такое агрегат, ткань, состоящая  из крохотных чувствительных  телец, но живой организм!.. Но  целое, система, представляющая  собой единый организм, индивидуум, составляющий себя как единое  целое, выше моего понимания!  Не понимаю, не могу понять, что это такое!»

 Современная биология при  описании живого идет по пути  перечисления основных свойств  живых организмов. При этом подчеркивается, что только совокупность данных  свойств может дать представление о специфики жизни.

 К числу свойств живого  обычно относят следующие.

- Определенный химический состав. Основу живого организма составляют 6 химических элементов, которые  составляют 97% веса организма: кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор. Живые организмы характеризуются  сложной, упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно  выше, чем в неживых системах.

- Клеточное строение – все  живые организмы состоят из  клеток.

- Обмен веществ и энергозависимость. Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию.

- Саморегуляция. Живой организм поддерживает постоянный химический состав.

- Раздражимость и психические  функции. Живые организмы активно  реагируют на окружающую среду.  Если толкнуть камень, то он  пассивно сдвигается с места.  Если толкнуть животное, оно отреагирует  активно: убежит, нападет или изменит  форму. Способность реагировать  на внешние раздражения – универсальное  свойство всех живых существ,  как растений, так и животных.

- Наследственность – передача  признаков в неизменном виде. Сходство потомства с родителями  обусловлено еще одной замечательной  особенностью живых организмов  – передавать потомкам заложенную  в них информацию, необходимую  для жизни, развития и размножения.  Эта информация содержится в  генах – единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет  направление развития организма.  Вот почему потомки похожи  на родителей. Однако эта информация  в процессе передачи несколько  видоизменяется, искажается. В связи  с этим потомки не только  похожи на родителей, но и  отличаются от них.

- Изменчивость – способность  приобретать новые признаки.

 - Размножение – воспроизведение себе подобных.

- Оптическая активность, хиральность. Под хиральностью понимается способность живых существ поворачивать плоскость поляризованного света, проходящего через них, либо влево, либо вправо. Этот признак указывает на то, что жизнь имеет земное происхождение, так как вне земли это свойство не обнаружено.

- Онтогенез – индивидуальное  развитие. Новый организм в большинстве  случаев появляется в результате  слияния двух гамет.

- Эволюционное развитие – филогенез  – необратимое и направленное  развитие живой природы, в результате  чего появляются новые виды  и жизнь самосовершенствуется.

- Целостность и дискретность  живых систем. Целостность живой  природы означает, что в своем  развитии она подчиняется действию  биологических законов и ее  нельзя объяснить законами физики  и химии. Дискретность означает, что в живой материи можно  выделить определенные уровни.

 Из совокупности этих признаков  вытекает следующее обобщенное  определение сущности живого: жизнь  есть форма существования сложных,  открытых систем, способных к  самоорганизации и самовоспроизведению.  Важнейшими функциональными веществами  этих систем являются белки и нуклеиновые кислоты.

 

4. СТРУКТУРНЫЕ УРОВНИ  ЖИВОГО.

 

Структурный анализ обнаруживает, что  мир живого чрезвычайно разнообразен, имеет сложную структуру. На основе разных критериев могут быть выделены различные уровни живого мира. Наиболее распространенным является выделение  на основе критерия масштабности следующих  уровней организации живого.

- Биосферный – включающий всю совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой. На этом уровне биологической наукой решается такая, в частности, проблема, как изменение концентрации углекислого газа в атмосфере.

- Уровень биогеоценозов выражает  следующую ступень структуры  живого, состоящую из участков  Земли с определенным составом  живых неживых компонентов.

- Популяционно-видовой уровень  образуется свободно скрещивающимися  между собой особями одного  и того же вида. Его изучение  важно для выявления факторов, влияющих на численность популяций.

- Организменный и органо-тканевый  уровни отражают признаки отдельных  особей, их строение, физиологию, поведение,  а также строение и функции  органов и тканей живых существ.

- Клеточный и субклеточный уровни  отражают процессы специализации  клеток, а также различные внутриклеточные  включения.

- Молекулярный уровень составляет  предмет молекулярной биологии, одной из важнейших проблем  которой является изучение механизмов  передачи генной информации и  развитие генной инженерии и  биотехнологии.

 Разделение живой материи  на уровни является, конечно, весьма  условным. Решение конкретных биологических  проблем, таких, как регуляция  численности вида, опирается на  данные о всех уровнях живого. Но все биологи согласны с тем, что в мире живого существуют ступенчатые уровни.

 Фундаментальной же основой,  так сказать «первокирпичиком» живого мира, служит клетка. Именно она является мельчайшей системой, обладающей всем комплексом свойств живого, в том числе и носителем генетической информации – важнейшей основы эволюционного развития живого мира.

 

5. ФОРМИРОВАНИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СУЩНОСТИ ЖИЗНИ.              

 

Идеалистическая концепция жизни, известная под названием виталистической, уходит своими корнями в глубь веков. Ее основоположником принято считать Аристотеля, утверждавшего, что «жизнь есть питание, рост и одряхление, причиной которых является энтелехия – принцип, имеющий цель в самом себе».

Витализм всегда представлял антинаучное  течение в биологии, основным положением которого являлось признание особой жизненной силы или «души», свойственной всем телам живой природы. Жизненная сила, как особая нематериальная субстанция, считалась независимой от материального вида.Поэтому последовательные сторонники виталистической концепции считали ее проявлением божественного начала. Отсюда представление о бессмертии души, граничащие с религиозными верованиями в загробную жизнь.

В противовес витализму возник механистический  взгляд на органическую природу, получившей широкое распространение в 18 веке под влиянием французских материалистов. Сторонники этого взгляда, делали попытку свести все жизненные процессы только к химическим и физическим изменениям. Отсюда возникло одностороннее представление об организмах  как о телах, отличающихся от неживых тел не качественным своеобразием, а только сложностью строения. Такая

концепция оказалось бессильной решить проблему сущности жизни, так как создатели ее не видели специфики живых тел природы.

Впервые принципы подхода к выяснению  сущности жизни с позиций диалектического материализма были сформулированы Фридрихом Энгельсом в работах «Диалектика природы» и «Анти-Дюринг». Энгельс рассматривал жизнь как особую форму движения живой материи. С этой точки зрения представляется важным выяснить, в чем заключается единство неживой и живой материи.

Единство органической и неорганической природы доказывается прежде всего химическим анализом. Тела живой и неживой природы состоят из одних и тех же элементов, но в живых системах 98 % приходится на следующие четыре элемента: водород, углерод, кислород, азот; а тела неживой природы на 98 % состоят из железа, кремния, алюминия, магния.

Любой организм при построении своего тела зависит от неживой и живой  природы.

Организмы способны к автотрофному питанию, строят свое тело из веществ неорганической природы, остальные же используют продукты жизнедеятельности автотрофных форм.

Таким образом, в конечном счете все живые тела получают необходимые для жизни элементы и энергию из неживой природы в сложном круговороте веществ и энергии. После смерти организмов находившиеся в них элементы вновь возвращаются в неорганическую среду.

Несмотря на единство, живая материя  качественно своеобразна. Энгельс  это своеобразие видел в том, что живые тела по химической природе являются белковыми телами, которым присущ обмен веществ с окружающей их природой.

Отсюда вытекает определение жизни,  формулированное Фридрихом Энгельсом  в работе «Диалектическая природа»: