Реферат на тему жизнь в биологии

Обновлено: 02.07.2024

Современное естествознание представляет собой совокупность многих наук, которые тесно связаны между собой, так как они отображают единый мир. Но поскольку природный мир многообразен, то каждая из естественных наук имеет свой предмет, изучает тот или иной вид материи. Одной из таких наук и является биология, изучающая живую материю.[1,178]

При благоприятных условиях на планете может существовать жизнь. Сегодня известна одна форма жизни – земная.

Жизнь – явление уникальное, поэтому биология сегодня не в состоянии дать строгое и четкое определение жизни.

Для того чтобы детально рассмотреть и понять особенности биологического уровня организации материи, дать определение жизни, необходимо ознакомиться с предметом биология, иметь представление об этапах развития этой науки, об основных характеристиках живой материи, поэтому рассмотрение данных вопросов является целью данной работы.

1. Биология как наука.

В современном представлении биология – наука о живой природе – об огромном многообразии вымерших и ныне населяемых Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой. Биология устанавливает общие и частные закономерности, присущие жизни во всех ее проявлениях (обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость, рост, раздражимость, подвижность и др.).[4,285]

В процессе поступательного развития и по мере обогащения новыми фактами биология преобразовалась в комплекс наук, исследующих закономерности, свойственные живым существам, с разных сторон.[3,4] Она включает в себя примерно 300 конкретных наук.

Структуру биологии можно рассматривать с разных точек зрения.

- По объектам исследования биология подразделяется на вирусологию, бактериологию, ботанику, зоологию, антропологию.

- По свойствам, проявлениям живого в биологии выделяются: морфология – наука о строении живых организмов; физиология – наука о функционировании организмов; молекулярная биология, изучающая микроструктуру живых тканей и клеток; экология, рассматривающая образ жизни растений и животных и их взаимосвязи с окружающей средой; генетика, исследующая законы наследственности и изменчивости.

- По уровню организации исследуемых живых объектов выделяются: анатомия, изучающая макроскопическое строение животных: гистология, изучающая строение тканей; цитология, исследующая строение живых клеток.

Эта многоплановость комплекса биологических наук обусловлена чрезвычайным многообразием живого мира. К настоящему времени биологами обнаружено и описано более 1млн видов животных, около полумиллиона растений, несколько сот тысяч видов грибов, более 3 тыс. видов бактерий. Причем мир живой природы исследован далеко не полностью. Число неописанных видов оценивается, по меньшей мере в 1 млн.[1,179]

2. Этапы развития науки биологии.

Современная биологическая наука – результат длительного процесса развития. Интерес к познанию живого у человека возник очень давно, он был связан с его важнейшими потребностями – в пище, в лекарствах, одежде, жилье.

Но только в первых древних цивилизованных обществах люди стали изучать живые организмы более тщательно, составлять перечни животных и растений, населяющих разные регионы, классифицировать их. Одним из первых биологов древности был Аристотель.[1,178]

В развитии биологии выделяют три основных этапа: 1) систематики (К. Линней), 2) эволюционный (Ч. Дарвин), 3) биологии микромира (Г. Мендель).[1,179]

На первом этапе развития биология носила описательный характер. Объект изучения ее – живая природа в ее естественном состоянии и целостности. К первым и наиболее значительным достижениям относятся классификации многообразного растительного и животного мира. Многие принципы классификации были заложены еще в средние века и актуальны по сей день.

Линней впервые обосновал вид как универсальную единицу и основную форму существования живого. Линней разработал основные принципы систематики растений и животных: объединил сходные виды в роды, которые сгруппировал в отряды, а отряды – в классы. Единые названия растений и животных значительно упростили терминологию и способствовали взаимопониманию ученых.

Линней предложил первую классификацию растений и животных. Например, на основе особенностей кровеносной и дыхательной систем он разделил животный мир на шесть классов: млекопитающие, птицы, гады (земноводные и пресмыкающиеся), рыбы, насекомые и черви. В классе млекопитающих ученый выделил 17 отрядов и к высшему отряду приматов отнес человекообразных обезьян и человека.

Созданная Линнеем классификация носила искусственный характер, так как основывалась не на главных свойствах организмов, а на чисто внешних признаках. Он понимал искусственность своей систематики и указывал на необходимость создания естественной системы с учетом совокупности признаков организмов. Линней придерживался метафизических, религиозных представлений. Каждый вид с его точки зрения представлял потомство одной пары животных или растений, сотворенных Богом и с тех пор постоянных и неизменяемых. Несмотря на это, проделанная ученым работа по систематике растений и животных сыграла значительную роль в изучении живой природы.

Изучая животный и растительный мир, Ламарк обратил внимание на существование в природе переходных форм между видами и на этом основании сделал вывод об изменяемости видов. Он предположил, что все многообразие животных и растений является результатом эволюции, т. е. исторического развития живой природы.

Ламарк выделил две основные причины эволюции: 1) внутреннее стремление организмов к усовершенствованию; 2) способность организмов целесообразно реагировать на изменения условий существования. Согласно его представлениям, признаки, приобретенные организмом в течении индивидуально жизни при последовательном воздействие окружающей среды на многие поколения, передаются по наследству. Этим явлением он объяснял приспособленность организмов к среде обитания.

Таким образом, Ламарк объединил идею об изменяемости видов с идеей прогрессивной эволюции, однако не смог вскрыть механизмы эволюционного процесса. Его гипотеза о наследовании приобретенных признаков оказалась несостоятельной, а утверждение о внутреннем стремлении организмов к усовершенствованию – ненаучным.

Великий английский ученый Ч. Дарвин (1809-1882) обосновал научную теорию эволюции живой природы путем естественного отбора на основе синтеза огромного количества фактов из различных областей науки и сельскохозяйственной практики. Возникновение эволюционной теории Дарвина имело социально-экономические и научные предпосылки. К первым следует отнести интенсивное развитие капитализма в Англии, ставшей великой промышленной и колониальной державой. Шел интенсивный рост городов, требовавший быстрого повышения продуктивности сельского хозяйства, в результате чего развернулась большая селекционная работа, проводились многочисленные научные экспедиции. Научными предпосылками создания эволюционной теории послужили успехи систематики растений и животных, биогеографии, сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии, создание клеточной теории и эволюционного учения Ламарка.

Основными положениями эволюционной теории Дарвина являются учения о наследственности, изменчивости и естественном отборе.

Дарвин установил, что различные породы животных и сорта культурных растений созданы человеком в результате искусственного отбора. Из поколения в поколение человек отбирал и оставлял на племя особей с нужными ему наследственными свойствами и отстранял от размножения всех других. Следовательно, движущими силами выведения пород и сортов являются наследственная изменчивость и производимый человеком отбор.

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.[2,415-419]

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.[3,5]

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.[1,196]

3. Сущность живого, его основные признаки.

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.

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.[1,180]

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.[1,181]

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.[1,182-183]

Часто острейшие дискуссии ведутся вокруг вопроса о возможности сведения биологических наук к физике и химии. В этих дискуссиях далеко не всегда проводят четкое различие между науками и объектами их изучения. Физика и химия имеют своими объектами изучения как живую, так и неживую природу. Определенность физики и химии существенно зависит от поля их приложения. Биофизика и биохимия – это уже биология, соответственно физическая и химическая. Но важно помнить, что биофизика и биохимия – это не та физика и химия, которые используются при интерпретации неживых явлений природы.[5,212]

Слабость биологического знания часто видят в недостаточной математичности, в перевесе качественных рассуждений над количественными и ставят биологии в пример физику, в которой каждый закон представлен в математической форме. Биология такова, какова она есть. Нет никакой необходимости уподоблять ее физике. Специфика биологии другая, чем у физики.[5,281]

Биология продолжает развиваться и в настоящее время. Особенность современной биологии заключается в утверждении принципа единства главных механизмов жизнеобеспечения, осознании роли эволюционного процесса в существовании и изменениях органического мира, который включает и человека, признании первостепенной важности экологических закономерностей с распространением их на человека.[3,4]

Биология относится к ведущим отраслям естествознания. Высокий уровень ее развития служит необходимым условием подъема и повышения эффективности медицины.

В ходе данной работы описана биология как наука, выявлены основные этапы развития этой науки, показаны основные характеристики живой материи, так как она является главным объектом изучения биологии, рассмотрены структурные уровни живого.

Список использованных источников

1. Концепции современного естествознания: Под ред. проф. В. Н. Лавриненко, В. П. Ратникова. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002.

2. Пособие по биологии для абитуриентов/ Р. Г. Заяц, И. В. Рачковская. – 3-е изд. – Мн.: Высш. шк., 1997.

3. Биология/ Под ред. В. Н. Ярыгина. – М.: Медицина, 1985.

4. Концепции современного естествознания/ Карпенков С. Х.. – М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997.

Общие свойства, которыми обладают все живые организмы. Основные определения сущности жизни. Гипотезы, возникающие в разное время относительно появления жизни на земле. Теория химической эволюции или пребиотическая эволюция. Таксономия живой природы.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	18.06.2013
Размер файла	16,4 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В течение многих веков человечество искало ответ на вопрос, что такое жизнь. Пожалуй, и сегодня этот вопрос остается одним из самых важных, потому что ответ на него отнюдь не всегда однозначен. Ученые обнаружили, что все живые существа частично состоят из протоплазмы. Давно известна химическая формула протоплазмы, даже найдены способы соединения молекул других элементов для получения этого удивительного вещества. Но тела, созданные на основе искусственной протоплазмы, все равно не оживают. Вот почему человеку предстоит собрать еще много сведений о различных живых существах и найти то общее, что присуще всем живым организмам.

Давайте посмотрим, какими общими свойствами обладают все живые организмы. Во-первых, все живое на земле растет. Так, например, котенок превращается в кошку, а из желудя вырастает дуб. Для одних сам процесс роста протекает очень быстро, для других, как, например, для канадских мамонтовых деревьев, он длится несколько тысяч лет.

Во-вторых, все живые существа способны залечивать на себе раны, а иногда даже заменять поврежденные части тела. Так, у лангуста на месте оторванной клешни вырастает новая, у людей постоянно обновляется кожа, растут кости, деревьев вместо старых листьев весной появляются новые. Еще одно общее свойство всех живых существ на земле -- их способность к размножению. Если бы живые организмы не могли произвести на свет потомство, они давно бы вымерли. Размножаются и животные, и рыбы, и насекомые, и растения. Живые существа могут быстро приспосабливаться к окружающей среде. У человека это получается лучше, чем у животных и растений, потому что человек -- существо разумное, способно мыслить. Живые организмы также реагируют на внешние раздражители. Поэтому растения вытягиваются навстречу солнцу. И даже человек, почувствовав запах вкусной пищи, мгновенно реагирует, испытывая чувство голода. Все, о чем нам удалось поговорить, к сожалению, еще не дает исчерпывающего ответа на вопрос, что такое жизнь. Однако полученные знания помогут разобраться в том, что считать живым, а что нет.

Жизнь -- активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования.

Основной атрибут живой материи --генетическая информация, используемая для репликации. Развитие живой природы привело к появлению человечества.

Согласно первому подходу, жизнь определяется носителем её свойств (например, белком);

согласно второму подходу, жизнь рассматривают как совокупность специфических физико-химических процессов.

И, наконец, третий подход - определить минимально возможный набор обязательных свойств, без которых никакая жизнь не возможна.

Жизнь можно определить, как активное, идущее с затратой полученной извне энергии, поддержание и самовоспроизведение специфической структуры. Согласно взглядам одного из основоположников танатологии М. Биша, жизнь -- это совокупность явлений, сопротивляющихся смерти.

Жизнь качественно превосходит другие формы существования материи в отношении многообразия и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращений. Живые системы характеризуются гораздо более высоким уровнем структурной и функциональной упорядоченности в пространстве и во времени. Живые системы обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией, являясь, таким образом, открытыми системами. При этом, в отличие от неживых систем, в них не происходит выравнивания энергетических разностей и перестройки структур в сторону более вероятных форм, а непрерывно происходит работа "против равновесия". На этом основаны ошибочные утверждения, что живые системы якобы не подчиняются второму закону термодинамики. Однако снижение энтропии в живых системах возможно только за счёт повышения энтропии в окружающей среде (негэнтропия), так что в целом процесс повышения энтропии продолжается, что вполне согласуется с требованиями второго закона термодинамики.

В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:

- гипотеза биохимической эволюции

- гипотеза стационарного состояния жизни

Гипотезы самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований их опровергают.

Гипотеза панспермии не решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в ещё более туманное прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза о начале жизни на Земле.

Таким образом, единственной общепризнанной в науке в настоящее время является гипотеза биохимической эволюции.

Теория химической эволюции или пребиотическая эволюция -- первый этап эволюции жизни, в ходе которого органические, пребиотические вещества возникли из неорганических молекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми бесспорно являются все углеродсодержащие молекулы.

Также этими терминами обозначается теория возникновения и развития тех молекул, которые имеют принципиальное значение для возникновения и развития живого вещества.

Также неизвестно, когда и где началась химическая эволюция. Возможны любые сроки по окончании второго цикла звёздообразования, наступившего после конденсации продуктов взрывов первичных сверхновых звёзд, поставляющих в межзвездное пространство тяжелые элементы (с атомной массой более 26). Второе поколение звёзд, уже с планетными системами, обогащенными тяжёлыми элементами, которые необходимы для реализации химической эволюции. появилось через 0,5-1,2 млрд. лет после Большого взрыва. При выполнении некоторых вполне вероятных условий, для запуска Х.Э. может быть пригодна практически любая среда: глубины океанов, недра планет, их поверхности, протопланетные образования и даже облака межзвёздного газа, что подтверждается повсеместным обнаружением в космосе методами астрофизики многих видов органических веществ -- альдегидов, спиртов, сахаров и даже аминокислоты глицина, которые вместе могут служить исходным материалом для Х.Э., имеющей своим конечным результатом возникновение жизни.

жизнь эволюция пребиотическая

Таксономия живой природы

Организм -- это основная единица жизни, реальный носитель её свойств, так как только в клетках организма происходят процессы жизни. Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Мир живых существ насчитывает несколько миллионов видов. Всё это многообразие организмов изучает биологическая систематика, основной задачей которой является построение системы органического мира.

Живая природа сейчас обычно делится на восемь царств: вирусы, протисты, археи, хромисты, бактерии, грибы, растения и животные.

Жизнь. Европейская энциклопедия Брокгауза и Ефрона.

Подобные документы

Тайна появления жизни на Земле. Эволюция зарождения жизни на Земле и сущность концепций эволюционной химии. Анализ биохимической эволюции теории академика Опарина. Этапы процесса, приведшего к возникновению жизни на Земле. Проблемы в теории эволюции.

реферат [55,9 K], добавлен 23.03.2012

Гипотеза Опарина о постепенном возникновении жизни на Земле из неорганических веществ путем длительной абиогенной (небиологической) молекулярной эволюции. Роль появления коацерватов и химической эволюции в развитии клетки и ходе биологической эволюции.

статья [12,4 K], добавлен 18.05.2009

Условия появления жизни (наличие воды, углерода, внешней энергии), основные концепции ее возникновения. Гипотеза происхождения жизни Опарина. Первые живые организмы. Геологические эры и эволюция жизни. Химический состав нашей планеты в разные периоды.

презентация [244,0 K], добавлен 25.04.2014

История представлений о возникновении жизни на Земле. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Образование первичных органических соединений. Что считать жизнью? Эволюция жизни на Земле. Появление высокоорганизованных форм жизни.

реферат [1,1 M], добавлен 17.05.2003

Теория кометного происхождения органических молекул. Этапы происхождения жизни по Опарину. Первые живые организмы на Земле. Обособление клеточного ядра. Эволюционная схема происхождения ядра профессора А.Н. Мосолова. Этапы ранней эволюции жизни на Земле.

Вопрос о сущности жизни является одним из давних вопросов в биологии, поскольку интерес к нему восходит еще к античным векам. Дававшиеся в разные времена определения жизни не могли быть исчерпывающими из-за отсутствия достаточных данных. Лишь развитие молекулярной биологии привело к новому пониманию сущности жизни, определению свойств живого и вычленению уровней организации, живого.

Содержание

Введение.
1. Определение сущности жизни.
1.1. Свойства жизни.
2. Промежуточные формы жизни.
2.1. Естественнонаучные представления о жизни и ее эволюции.
3.Гипотеза Лавлока о Гее-Земле.
3.1. Открытия, подтверждающие теорию Геи.
4. Заключение.
5.Список литературы.

Работа содержит 1 файл

Реферат Сущность жизни.docx

Московский Государственный Университет Леса

Преподаватель: Цветкова Л.Е.

Студент: Селезнев Е.Ю.

1. Определение сущности жизни.

1.1. Свойства жизни.

2. Промежуточные формы жизни.

2.1. Естественнонаучные представления о жизни и ее эволюции.

3.Гипотеза Лавлока о Гее-Земле.

3.1. Открытия, подтверждающие теорию Геи.

Всеобщим методологическим подходом к пониманию сущности жизни в настоящее время является понимание жизни в качестве процесса, конечным результатом которого является самообновление, проявляющееся в самовоспроизведении. Все живое происходит только из живого, а всякая организация, присущая живому, возникает только из другой подобной организации. Следовательно, сущность жизни заключается в ее самовоспроизведении, в основе которого лежит координация физических и химических явлений и которое обеспечивается передачей генетической информации от поколений к поколениям. Именно эта информация обеспечивает самовоспроизведение и саморегуляцию живых существ. Поэтому жизнь — это качественно особая форма существования материи, связанная с воспроизведением. Явления жизни представляют собой форму движения материи, высшей по сравнению с физической и химической формами его существования.

Живое построено из тех же химических элементов, что и неживое (кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, натрий, калий, кальций и другие элементы). В клетках они находятся в виде органических соединений. Однако организация и форма существования живого имеет специфические особенности, отличающие живое от предметов неживой природы.

Обсуждая молекулы, рассматриваемые в качестве субстрата жизни, нельзя не отметить, что они подвергаются непрерывным превращениям во времени и пространстве. Достаточно сказать, что ферменты могут превратить любой субстрат в продукт реакции в исключительно короткое время. Поэтому определение нуклеопротеидов в качестве субстрата жизни означает признание последнего в качестве очень подвижной системы.

Как живое, так и неживое построены из молекул, которые изначально являются неживыми. Тем не менее, живое резко отличается от неживого. Причины этого глубокого различия определяются свойствами живого, а молекулы, содержащиеся в живых системах, называют биомолекулами.

1.1. Свойства жизни.

Упорядоченность структуры. Для живого характерна не только сложность химических соединений, из которого оно построено, но и упорядоченность их на молекулярном уровне, приводящая к образованию молекулярных и надмолекулярных структур. Создание порядка из беспорядочного движения молекул — это важнейшее свойство живого, проявляющееся на молекулярном уровне. Упорядоченность в пространстве сопровождается упорядоченностью во времени. В отличие от неживых объектов упорядоченность структуры живого происходит за счет внешней среды. При этом в среде уровень упорядоченности снижается.

Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность). Жизнь целостна и в то же время дискретна как в плане структуры, так и функции. Например, субстрат жизни целостен, т. к. представлен нуклеопротеидами, но в то же время дискретен, т. к. состоит из нуклеиновой кислоты и белка. Нуклеиновые кислоты и белки являются целостными соединениями, однако тоже дискретны, состоя из нуклеотидов и аминокислот (соответственно). Репликация молекул ДНК является непрерывным процессом, однако она дискретна в пространстве и во времени, т. к. в ней принимают участие различные генетические структуры и ферменты. Процесс передачи наследственной информации тоже является непрерывным, но он дискретен, т. к. состоит из транскрипции и трансляции, которые из-за ряда различий между собой определяют прерывность реализации наследственной информации в пространстве и во времени. Любой организм представляет собой целостную систему, но состоит из дискретных единиц — клеток, тканей, органов, систем органов. Органический мир также целостен, поскольку существование одних организмов зависит от других, но в то же время он дискретен, состоя из отдельных организмов.

Рост и развитие. Рост организмов происходит путем прироста массы организма за счет увеличения размеров и числа клеток. Он сопровождается развитием, проявляющимся в дифференцировке клеток, усложнении структуры и функций. В процессе онтогенеза формируются признаки в результате взаимодействия генотипа и среды. Филогенез сопровождается появлением гигантского разнообразия организмов, органической целесообразностью. Процессы роста и развития подвержены генетическому контролю и нейрогуморальной регуляции.

Обмен веществ и энергии. Благодаря этому свойству обеспечивается постоянство внутренней среды организмов и связь организмов с окружающей средой, что является условием для поддержания жизни организмов. Живые клетки получают (поглощают) энергию из внешней среды в форме энергии света. В дальнейшем химическая энергия преобразуется в клетках для выполнения многих работ. В частности, для осуществления химической работы в процессе синтеза структурных компонентов клетки, осмотической работы, обеспечивающей транспорт разных веществ в клетки и вывод из них ненужных веществ, и механической работы, обеспечивающей сокращение мышц и передвижение организмов. У неживых объектов, например, в машинах химическая энергия превращается в механическую только в случае двигателей внутреннего сгорания. Таким образом, клетка является изотермической системой.

Обмен веществ и энергии в клетках ведет к восстановлению (замене) разрушенных структур, к росту и развитию организмов.

Наследственность и изменчивость. Наследственность обеспечивает материальную преемственность между родителями и потомством, между поколениями организмов, что в свою очередь обеспечивает непрерывность и устойчивость жизни. Основу материальной преемственности в поколениях и непрерывности жизни составляет передача от родителей к потомству генов, в ДНК которых зашифрована генетическая информация о структуре и свойствах белков. Характерной особенностью генетической информации является ее чрезвычайная стабильность.

Изменчивость связана с появлением у организмов признаков, отличных от исходных, и определяется изменениями в генетических структурах. Наследственность и изменчивость создают материал для эволюции организмов.

Раздражимость. Реакция живого на внешние раздражения является проявлением отражения, характерного для живой материи. Факторы, вызывающие реакцию организма или его органа, называют раздражителями. Ими являются свет, температура среды, звук, электрический ток, механические воздействия, пищевые вещества, газы, яды и др.

Движение. Способностью к движению обладают все живые существа. Многие одноклеточные организмы двигаются с помощью особых органоидов. К движению способны и клетки многоклеточных организмов (лейкоциты, блуждающие соединительнотканные клетки и др.), а также некоторые клеточные органеллы. Совершенство двигательной реакции достигается в мышечном движении многоклеточных животных организмов, которое заключается в сокращении мышц.

Внутренняя регуляция. Процессы, протекающие в клетках, подвержены регуляции. На молекулярном уровне регуляторные механизмы существуют в виде обратных химических реакций, основу которых составляют реакции с участием ферментов, обеспечивающие замкнутость процессов регуляции по схеме синтез — распад — ресинтез. Синтез белков, включая ферменты, регулируется с помощью механизмов репрессии, индукции и позитивного контроля. Напротив, регуляция активности самих ферментов происходит по принципу обратной связи, заключающейся в ингибировании конечным продуктом. Известно также регулирование путем химической модификации ферментов. В регуляции активности клеток принимают участие гормоны, обеспечивающие химическую регуляцию.

Любое повреждение молекул ДНК, вызванное физическими или химическими факторами воздействия, может быть восстановлено с помощью одного или нескольких ферментативных механизмов, что представляет собой саморегуляцию. Она обеспечивается за счет действия контролирующих генов и в свою очередь обеспечивает стабильность генетического материала и закодированной в нем генетической информации.

Жизнь — одно из сложнейших явлений природы. С глубокой древности она воспринималась как таинственная и непознаваемая — вот почему по вопросам её происхождения всегда шла острая борьба между материалистами и идеалистами. Некоторые приверженцы идеалистических взглядов считают жизнь духовным, нематериальным началом, возникшим в результате божественного творения.

Материалисты же, напротив, полагают, что жизнь на Земле возникла из неживой материи путем самозарождения (абиогенез) или была занесена из других миров, т.е. является порождением других живых организмов (биогенез).

По современным научным представлениям, жизнь — это процесс существования сложных систем, состоящих из больших органических молекул и неорганических веществ и способных самовоспроизводиться, саморазвиваться и поддерживать свое существование в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой. Однако вопрос о происхождении жизни еще окончательно не решен.

В разное время и в разных культурах рассматривались следующие идеи:

креационизм (жизнь была создана Творцом);
самопроизвольное зарождение (самозарождение; жизнь возникала неоднократно из неживого вещества);
гипотеза стационарного состояния (жизнь существовала всегда);
гипотеза панспермии (жизнь занесена на Землю с других планет);
биохимические гипотезы (жизнь возникла в земных условиях в ходе процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам, т.е. в результате биохимической эволюции).

На сегодня биологи признают в качестве научного только последний вариант.

Креационизм

Согласно этой религиозной концепции, имеющей древние корни, всё существующее во Вселенной, в том числе жизнь, было создано единой Силой — Творцом в результате одного или нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом. Организмы происходят от сотворенных по отдельности основных типов живых существ. Сотворённые виды были с самого начала превосходно организованы.

Процесс божественного сотворения мира представляется как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения. В связи с этим концепция творения не может быть однозначно ни доказана, ни опровергнута и существует наряду с научными гипотезами происхождения жизни. Религиозные лидеры настаивают на принятии креационизма в качестве научной гипотезы.

Гипотезы самозарождения

Нужна помощь в написании доклада?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

К концу 70-х гг. XIX в. практически все ученые признали, что живые организмы происходят только от других живых организмов, что означало возвращение к первоначальному вопросу: откуда же взялись первые организмы?

Гипотеза стационарного состояния

Согласно этой гипотезе Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь; виды также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus — вечный). Это представление соответствует концепции вечной несотворенной Вселенной, характерной для восточных религий, таких как индуизм и буддизм. В контексте современных астрономических знаний эта гипотеза не рассматривается как научная.

Гипотеза панспермии

Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких зародышей жизни получила название панспермии (от греч. pan — весь, всякий и sperma — семя). Эта гипотеза примыкает к гипотезе стационарного состояния. Её приверженцы поддерживают мысль о вечном существовании жизни и выдвигают идею о внеземном ее происхождении. Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер. В связи с этим возникали вопросы, насколько возможно такое перенесение с одной планеты на другую и как это могло быть осуществлено. Ответы искали в первую очередь в физике, и первыми защитниками этих взглядов выступили представители этой науки.

Согласно представлениям Томсона и Гельмгольца, споры бактерий и других организмов могли быть занесены на Землю с метеоритами. Лабораторные исследования подтверждают высокую устойчивость живых организмов к неблагоприятным воздействиям, в частности к низким температурам.

Биохимическая теория

Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на Земле создал советский биохимик А.И. Опарин. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной.

По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа:

Нужна помощь в написании доклада?

возникновение органических веществ;
образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.);
возникновение примитивных самовоспроизводящихся организмов.

Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных.

Наиболее сложной проблемой в современной теории эволюции является превращение сложных органических веществ в простые живые организмы. Опарин полагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам.

Современная наука еще далека от исчерпывающего объяснения, как конкретно неорганическое вещество достигло высокого уровня организации. Тем не менее, ясно, что это много ступенчатый процесс, в ходе которого уровень организации вещества шаг за шагом повышался. Восстановить конкретные механизмы этого ступенчатого усложнения — задача будущих научных исследований.

Тем самым доказано, что для создания живого организма из неживой материи не требуется сверхъестественного воздействия. Так что необходимо лишь ответить на вопрос, как этот процесс мог пройти без участия человека, в естественной среде.

была создана такой, какой мы её знаем сейчас, и всегда оставалась не изменой.

Но уже в г лубокой древности высказывались догадки постепенном

изменении, развитии живой природы. Одним из основоположником эволюционных

идей можно назвать древнегреческого философа Гераклита (6-5 века нашей эры),

который сфольмулировал полож ение о постоянно происходящих в природе

Другой древнегреческий мыслитель Эмпедокл (5 век до н.э.) выдвинул,

вероятно, одну из древнейших теорий эволюций. Он считал, что вначале на свет

появились разрозненные части различных организмов (голова, туловище, ноги).

Они соединялись между собой в самых Невероятных сочетаниях. Так, например,

появились кентавры (мифические полулюди-полукони). Позднее будто бы все

Великий древнегреческий учёный Аристотель выстроил все известные ему

организмы в ряд по их усложнения. В18 веке эту идею развил швейцарский

растения по степени сложности их строения, на одной из верхних - человек, а ещё

невозможно и к эволюции эта система имеет ещё очень отдалённое отношение.

Часть создания первой теории эволюции органического мира принадлежит

французскому естество испытателю Жану Б атисту Ламарку. В своей книге

каждая особь изменяется, приспосабливается к окружающей среде. Приобретённые

ею на протяжении всей жизни новые признаки передаются по наследству. Так из

поколения в поколение накапливается изменение. Но рассуж дение Ламарка

содержали ошибку: приобретённые признаки не наследуются.

Английский учёный Ч. Дарвин в отличие от Ламарка обратил внимание на

то, что хотя любое существо изменяется в течение жизни, но и рождаются особи

одного вида неодинаковыми. Рассуждая таким образом, Дарвин пришёл к идее

естественного отбора. Особи с полезным и отличиями лучше выживают и

размножаются, передают свои признаки потомству, поэтому в следующем

поколении процент таких особей станет больше. Эволюция разных видов идёт с

разной скоростью. К примеру, беспозвоночных, относящихся к типу плеченогих,

почки не изменялись за последние 440 млн. лет. А в роде человек, по данным

палеонтологов, за последние 2 млн. лет возникло и вымерло несколько видов.

Конечно, взгляды на теорию эволюции не оставались неизменным и со

Возраст нашей земли - около 5 миллиардов лет. Никто точно не знает, когда

именно возникла первая живая плётка. Возраст самых ранних следов жизни

(остатков бактерий), найденных в древних отложениях земной коры,- около 3,5

миллиардов лет. В истории Земли существуют длительные промежутки времени,

разделёнными пунктами геологическими событиями: горообразовательными

процессами, поднятием и опусканием суши, изменением очертаний м атериков,

уровня океанов. Движения и разломы земной коры сопровождались усиленной

вулканической деятельностью, выбросом в атмосферу большого количества газов и

пепла. Понижение прозрачности атмосферы уменьшало количество солнечной

радиации, попадающей на Землю, и было одной из причин развития оледенений.

Не случайно горообразовательные процессы сопровождались оледенениями.

Грандиозные ледниковые щиты, покрывавшие поверхность Земли, значительно

изменили клим атические условия и тем самым оказывали глубокое влияние на

растительный и живой мир. Одни группы организмов выживали, другие выживали

и в меж ледниковые эпохи расцвета. В настоящее время жизнь заполняет все уголки

нашей планеты. Озера, реки, моря, океаны, горы, равнины, пустыни, даже воздух

населены живыми существами. Название промежутков- эр имеет греческое

происхождение: катархей - ниже древнейшего, архей - древнейший, прот ерозой -

первичная жизнь, палеозой - древняя жизнь, мезозой - средняя жизнь, кайнозой -

Док ембрий - древнейший этап в геологической истории земной коры,

занимаем 7/8 геологической истории Земли (она длилась свыше 3 миллиардов лет)

и подразделяется на катархей, архей и протерозой. В катархее не было ни одного

живого организма, жизнь возникла на грани катархея и архея. Пищей первых

удачные собратья. Но постепенно запасы питательных веществ исчерпались.

Развитие жизни зашло в тупик. Но эволюция благополучно нашла из него выход.

Появились первые организмы (бактерии), способные с помощью солнечного света

превращать неорганические вещества в органические. Они разлагали сероводород,

выделяя из него серу. Но количество сероводорода на Земле было ограничено.

(циане): они науч ились расщеплять воду. Это произошло 2 м иллиарда 300

миллионов лет назад. Теперь в качестве побочного продукта в атмосферу начал

выделятся кислород. Эти организмы не им ели обособленного ядра, но обладание

развитой системой обм ена веществ и способностью к размножению. Кроме того,

появление сине – зелёных водорослей, обладавших аппаратом фотосинтеза,

способствовало возникновению бактерий, способных жить в аэробной среде.

Сине – зелёные и бактерии (прокариоты) быстро распространяются в архее и

Ам ериканский писатель – фантаст Клиффорд Саймак в повести «Кто там

в докембрий: «Думать было трудно. Кислорода ещё хватало, хоть и с грехом

пополам, из – за этого Он и дышал гораздо чаще обычного. Отступи он в прошлое

ещё на миллион лет, кислорода перестало бы хватать. А отступи ещё немного

дальше – и свободного кислорода не осталось бы совсем.

Всмотревшись в береговую кромку, он приметил, что она населена

множеством крохотных созданий, снующих туда – сюда, копошащихся в пенном

прибрежном соре или сверлящих булавочные норки в грязи. Он опустил руки и

слегка поскрёб камень, на котором сидел. На камне проступало зелёное пятно - оно

тут же отделялось и прилипало к ладони толстой плёнкой, склизкой на ощупь.

Читайте также: