приведите современное определение понятия жизнь

Жизнь

Определения

Имеется большое число определений понятия «жизнь», отражающих различные подходы. Многочисленные определения сущности жизни можно свести к трем основным. 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 невозможна.

Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии, поддержание и самовоспроизведение специфической структуры. [5]

Согласно взглядам одного из основоположников танатологии М. Биша, жизнь — это совокупность явлений, сопротивляющихся смерти.

С точки зрения второго начала термодинамики, жизнь — это процесс, или система, вектор развития которой противоположен по направлению остальным, «неживым» объектам вселенной, и направлен на уменьшение собственной энтропии (см. Тепловая смерть).

Фридрих Энгельс дал следующее определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». [5]

Опираясь на современные достижения биологической науки, русский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».

Существуют также кибернетические определения жизни. По определению А. А. Ляпунова, жизнь — это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул».

Существует также трагикомическое определение:

Жизнь (человека) — наследственная болезнь со смертельным исходом, передаваемая половым путём.

Упорядоченность и сложность живых систем

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.

Возникновение жизни

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

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 далёкое 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.

Разнообразие живых существ

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.

Живая природа организуется в экосистемы, которые составляют биосферу.

Рождение

Рожде́ние — акт начала жизни. В природе рождением считается физиологический процесс появления живого существа из чрева матери (у млекопитающих и человека) или из яйца (у рептилий, птиц, земноводных, членистоногих, большинства рыб и т.д.).

В символическом смысле понятием рождение принято обозначать начало любого существования, реального или вымышленного, в том числе у неодушевлённых вещей: «рождение Вселенной», «рождение новой эпохи», «рождение шедевра», «Рождение трагедии из духа музыки» (работа Ф.Ницше), «рождение электронных пар» и пр.

Рождение является важным понятием в некоторых философских и религиозных системах.

Здоровье

Охрана здоровья человека (здравоохранение) — одна из функций государства. В мировом масштабе охраной здоровья человечества занимается Всемирная организация здравоохранения.

Возраст

Поведение

Тем не менее, поскольку механизмы движения растений носят чисто физиологический характер, нельзя говорить о наличии у них ни поведения, ни психики. В психологии движения растений относят к допсихическому уровню отражения.

Поведение, в отличие от психики, доступно для непосредственного наблюдения и является предметом широкого спектра наук, от психологии, этологии, зоопсихологии и сравнительной психологии до поведенческой экологии.

Образ жизни

О́браз жи́зни — (лат. modus vivendi) устоявшиеся, типичные для исторически-конкретных социальных отношений формы индивидуальной, групповой жизни и деятельности людей, характеризующие особенности их общения, поведения и склада мышления в различных сферах. Образ жизни — это устоявшаяся форма бытия человека в мире, находящая своё выражение в его деятельности, интересах, убеждениях. Образ жизни — способ, формы и условия индивидуальной и коллективной жизнедеятельности человека, типичные для конкретно-исторических социально-экономических отношений [15]

Основными параметрами образа жизни являются труд (учеба для подрастающего поколения), быт, общественно-политическая и культурная деятельность людей, а также различные поведенческие привычки и проявления.

Образ жизни человека — главный фактор, определяющий его здоровье.

Уклад жизни — образ жизни людей, который определяется [15] :

О стиле жизни судят по внешним формам бытия, в которые входит [15] :

Биология

Биология — наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, объектами изучения которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле. Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.

Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, в 1802 году Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом [17] и Жаном Батистом Ламарком.

В биологии выделяют следующие уровни организации:

Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов: ботаника изучает растения, зоология — животных, микробиология — одноклеточные микроорганизмы. Области внутри биологии далее делятся либо по масштабам исследования, либо по применяемым методам: биохимия изучает химические основы жизни, молекулярная биология — сложные взаимодействия между биологическими молекулами, клеточная биология и цитология — основные строительные блоки многоклеточных организмов, клетки, гистология и анатомия — строение тканей и организма из отдельных органов и тканей, физиология — физические и химические функции органов и тканей, этология — поведение живых существ, экология — взаимозависимость различных организмов и их среды.

Передачу наследственной информации изучает генетика. Развитие организма в онтогенезе изучается биологией развития. Зарождение и историческое развитие живой природы — палеобиология и эволюционная биология.

На границах со смежными науками возникают: биомедицина, биофизика (изучение живых объектов физическими методами), биометрия и т. д. В связи с практическими потребностями человека возникают такие направления, как космическая биология, социобиология, физиология труда, бионика.

Организм

Организм — живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.

Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Организмы — один из главных предметов изучения в биологии. Для удобства рассмотрения все организмы распределяются по разным группам и категориям, что составляет биологическую систему их классификации. Самое общее их деление — на ядерные и безъядерные. По числу составляющих организм клеток их делят на внесистематические категории одноклеточных и многоклеточных. Особое место между ними занимают колонии одноклеточных.

Формирование целостного многоклеточного организма — процесс, состоящий из дифференцировки структур (клеток, тканей, органов) и функций и их интеграции как в онтогенезе, так и в филогенезе. Многие организмы организованы во внутривидовые сообщества (например, семья или рабочий коллектив у людей).

Искусственная жизнь

Искусственная жизнь — изучение жизни, живых систем и их эволюции при помощи созданных человеком моделей и устройств. Данная область науки изучает механизм процессов, присущих всем живым системам, невзирая на их природу. Хотя этот термин чаще всего применяется к компьютерному моделированию жизненных процессов, он также подходит и к жизни в пробирке (англ. wet alife ), изучению искусственно созданных белков и других молекул. Для простоты эта статья описывает компьютерную жизнь.

Признаки жизни

Признаки жизни — характеристики, по которым можно обнаружить наличие жизни у организма, на местности, на других планетах.

Жизнь на Марсе

Жизнь после смерти

Жизнь после смерти или загробная жизнь — ненаучное представление о продолжении сознательной жизни человека после смерти. В большинстве случаев подобные представления обусловлены верой в бессмертие души, характерной для различного вида религиозных мировоззрений.

Представления о загробной жизни присутствуют в различных религиозных и философских учениях. Среди основных представлений:

Бессмертие

Бессмертие — жизнь в физической или духовной форме, не прекращающаяся неопределённо (или сколь угодно) долгое время.

Под бессмертием в духовной форме — в религиозном, философском, мистическом и эзотерическом смыслах — подразумевают вечное существование индивидуума («я», душа, монада), индивидуальной воли (палингенезия в философской системе Артура Шопенгауэра), комплекса составляющих индивидуальной личности (скандхи в феноменологии буддизма), универсального духовного субстрата (трансперсональное бессознательное в аналитической психологии Карла Густава Юнга, ноосфера в религиозно-философской концепции Пьера Тейяра де Шардена и др).

Отдельный предмет религиозно-философских рассуждений — бессмертие (вечносущность) как атрибут Бога.

Источник

Определение жизни. Основные свойства живых организмов

«Жизнь – есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой. с прекращением обмена веществ прекращается и жизнь. » (Ф. Энгельс)

«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».

Современное определение: «Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии». Жизнь существует в форме открытых систем. Это означает, что любая живая форма постоянно обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Основные признаки живых организмов:

А) Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты не живой природы. В живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента: углерод, кислород, азот и водород.

Б) Обмен веществ и энергии – это использование внешних источников энергии в виде пищи, света и др. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные процессы ассимиляции, т. е. процессы синтеза веществ в организме, и диссимиляции, в результате которых сложные вещества и соединения распадаются на простые и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза.

В) Самовоспроизведение. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте ДНК. Самовоспроизведение тесно связано с явлением наследственности: любое живое существо рождает себе подобных.

Г) Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Она обусловлена относительной стабильностью, т. е. постоянством строения ДНК.

Д) Изменчивость – это приобретение организмами новых признаков и свойств. В основе наследственной изменчивости лежат изменения биологических матриц – молекул ДНК. Изменчивость приводит к появлению новых форм жизни, новых видов живых организмов.

Е) Способность к росту и развитию – свойство организма увеличиваться в размерах и массе с сохранением общих черт строения. Рост сопровождается развитием. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта.

Ж) Раздражимость – это свойство выражается реакциями живых организмов на внешнее воздействие. Благодаря раздражимости организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды.

З) Дискретность – всеобщее свойство материи. Любая биологическая система состоит из отдельных, тем не менее, взаимодействующих частей, образующих структурно-функциональное единство.

Периодические изменения физиологических процессов в живых организмах, связанные с различными периодами колебаний

В процессе метаболизма сохраняются относительное постоянство химического состава и интенсивность течения физиологических процессов благодаря способности к

Любой живой организм представлен отдельной, обособленной формой, но тесно связан с взаимодействующими между собой частями, образующими структурно-функциональное единство

Реакция многоклеточных организмов на раздражения окружающей среды посредством нервной системы

Появление новых признаков и свойств организма определяется свойством

Свойство живых организмов, при котором происходит обмен веществ и энергией, называется

Свойство живых организмов, при котором происходит передача наследственных признаков из поколения в поколение

Количество химических элементов, входящих в состав живых организмов

Опираясь на современные достижения различных биологических дисциплин, новое определение понятию «жизни» дал русский ученый

Первое научное определение «жизни» дал ученый

Источник

Определение жизни на современном этапе развития науки

Определение жизни на современном этапе развития науки

Довольно трудно дать полное и однозначное определение понятию жизни, учитывая огромное разнообразие ее проявлений. В большинстве определений понятия жизни, которые давались многими учеными и мыслителями на протяжении веков, учитывались ведущие качества, отличающие живое от неживого. Например, Аристотель говорил, что жизнь – это «питание, рост и одряхление» организма; А. Л. Лавуазье определял жизнь как «химическую функцию»; Г. Р. Тревиранус считал, что жизнь есть «стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний». Понятно, что такие определения не могли удовлетворить ученых, так как не отражали (и не могли отражать) всех свойств живой материи. Кроме того, наблюдения свидетельствуют, что свойства живого не исключительны и уникальны, как это казалось раньше, они по отдельности обнаруживаются и среди неживых объектов. А. И. Опарин определял жизнь как «особую, очень сложную форму движения материи». Это определение отражает качественное своеобразие жизни, которое нельзя свести к простым химическим или физическим закономерностям. Однако и в этом случае определение носит общий характер и не раскрывает конкретного своеобразия этого движения.

Ф. Энгельс в «Диалектике природы» писал: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является обмен веществом и энергией с окружающей средой».

Для практического применения полезны те определения, в которых заложены основные свойства, в обязательном порядке присущие всем живым формам. Вот одно из них: жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии. Согласно данному определению жизнь представляет собой ядро упорядоченности, распространяющееся в менее упорядоченной Вселенной.

Жизнь существует в форме открытых систем. Это означает, что любая живая форма не замкнута только на себе, но постоянно обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Фундаментальные свойства живой материи

Эти свойства в комплексе характеризуют любую живую систему и жизнь вообще:

1) самообновление. Связано с потоком вещества и энергии. Основу обмена веществ составляют сбалансированные и четко взаимосвязанные процессы ассимиляции (анаболизм, синтез, образование новых веществ) и диссимиляции (катаболизм, распад). В результате ассимиляции происходят обновление структур организма и образование новых его частей (клеток, тканей, частей органов). Диссимиляция определяет расщепление органических соединений, обеспечивает клетку пластическим веществом и энергией. Для образования нового нужен постоянный приток необходимых веществ извне, а в процессе жизнедеятельности (и диссимиляции, в частности) образуются продукты, которые нужно вывести во внешнюю среду;

2) самовоспроизведение. Обеспечивает преемственность между сменяющимися генерациями биологических систем. Это свойство связано с потоками информации, заложенной в структуре нуклеиновых кислот. В связи с этим живые структуры постоянно воспроизводятся и обновляются, не теряя при этом сходства с предыдущими поколениями (несмотря на непрерывное обновление вещества). Нуклеиновые кислоты способны хранить, передавать и воспроизводить наследственную информацию, а также реализовывать ее через синтез белков. Информация, хранимая на ДНК, переносится на молекулу белка с помощью молекул РНК;

3) саморегуляция. Базируется на совокупности потоков вещества, энергии и информации через живой организм;

4) раздражимость. Связана с передачей информации извне в любую биологическую систему и отражает реакцию этой системы на внешний раздражитель. Благодаря раздражимости живые организмы способны избирательно реагировать на условия внешней среды и извлекать из нее только необходимое для своего существования. С раздражимостью связана саморегуляция живых систем по принципу обратной связи: продукты жизнедеятельности способны оказывать тормозящее или стимулирующее воздействие на те ферменты, которые стояли в начале длинной цепи химических реакций;

5) поддержание гомеостаза (от гр. homoios – «подобный, одинаковый» и stasis – «неподвижность, состояние») – относительного динамического постоянства внутренней среды организма, физико-химических параметров существования системы;

6) структурная организация – определенная упорядоченность, стройность живой системы. Обнаруживается при исследовании не только отдельных живых организмом, но и их совокупностей в связи с окружающей средой – биогеоценозов;

7) адаптация – способность живого организма постоянно приспосабливаться к изменяющимся условиям существования в окружающей среде. В ее основе лежат раздражимость и характерные для нее адекватные ответные реакции;

8) репродукция (воспроизведение). Так как жизнь существует в виде отдельных (дискретных) живых системы (например, клеток), а существование каждой такой системы строго ограничено во времени, поддержание жизни на Земле связано с репродукцией живых систем. На молекулярном уровне воспроизведение осуществляется благодаря матричному синтезу, новые молекулы образуются по программе, заложенной в структуре (матрице) ранее существовавших молекул;

9) наследственность. Обеспечивает преемственность между поколениями организмов (на основе потоков информации).

Тесно связана с ауторепродукцией жизни на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях. Благодаря наследственности из поколения в поколение передаются признаки, которые обеспечивают приспособление к среде обитания;

10) изменчивость – свойство, противоположное наследственности. За счет изменчивости живая система приобретает признаки, ранее ей несвойственные. В первую очередь изменчивость связана с ошибками при репродукции: изменения в структуре нуклеиновых кислот приводят к появлению новой наследственной информации. Появляются новые признаки и свойства. Если они полезны для организма в данной среде обитания, то они подхватываются и закрепляются естественным отбором. Создаются новые формы и виды. Таким образом, изменчивость создает предпосылки для видообразования и эволюции;

11) индивидуальное развитие (процесс онтогенеза) – воплощение исходной генетической информации, заложенной в структуре молекул ДНК (т. е. в генотипе), в рабочие структуры организма. В ходе этого процесса проявляется такое свойство, как способность к росту, что выражается в увеличении массы тела и его размеров. Этот процесс базируется на репродукции молекул, размножении, росте и дифференцировке клеток и других структур и др.;

12) филогенетическое развитие (закономерности его установлены Ч. Р. Дарвином). Базируется на прогрессивном размножении, наследственности, борьбе за существование и отборе. В результате эволюции появилось, огромное количество видов. Прогрессивная эволюция прошла ряд ступеней. Это доклеточные, одноклеточные и многоклеточные организмы вплоть до человека.

При этом онтогенез человека повторяет филогенез (т. е. индивидуальное развитие проходит те же этапы, что и эволюционный процесс);

13) дискретность (прерывистость) и в то же время целостность. Жизнь представлена совокупностью отдельных организмов, или особей. Каждый организм, в свою очередь, также дискретен, поскольку состоит из совокупности органов, тканей и клеток. Каждая клетка состоит из органелл, но в то же время автономна. Наследственная информация осуществляется генами, но ни один ген в отдельности не может определять развитие того или иного признака.

Источник

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ «ЖИЗНЬ»

В настоящее время определение понятия «жизнь» — это важнейшая задача всего естествознания, т. е. не только приоритет биологической науки, но и философии. К началу XXI в. накопилось большое количество данных, касающихся определения понятия «жизнь», причем все они отражают состояние естествознания на определенном этапе его развития.

Разработка определения понятия «жизнь» позволяет выделить наиболее важные для жизнедеятельности организма функции и сосредоточить усилия исследователей на их изучении, что способствовало появлению новых разделов биологической науки.

Прежде чем проанализировать достижения современного естествознания в области определения понятия «жизнь», необходимо обратить внимание на такие проблемы: какие вещества преобладают в живых организмах, от чего зависят основные свойства живого, какова структура биологической формы движения материи на нашей планете. Иначе говоря, какие требования надо предъявить к определению понятия «жизнь».

При анализе понятия «жизнь» выделяют моноатрибутивные и полиатрибутивные подходы. Моноатрибутивный подход акцентирует внимание на каком-то одном атрибуте живого, что способствует глубокому проникновению в изучение тех или иных проявлений жизнедеятельности, а также выявлению наиболее фундаментальных свойств жизни.

К числу моноатрибутивных определений жизни можно отнести известное определение жизни, данное Ф. Энгельсом в «Диалектике природы»: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь. », которое базировалось на данных науки XIX столетия.

Характеризуя определение жизни Ф. Энгельса, надо также отметить, что обмениваться веществами с окружающей средой могут и открытые термодинамические системы неживой природы, например, живая мышь и горящая свеча с физикохимической точки зрения находятся в одинаковом состоянии обмена с окружающей средой. Они поглощают 0₂ и выделяют С0₂, но в одном случае — в результате дыхания, а в другом — в процессе горения. Поэтому обмен веществ является хотя и необходимым, но недостаточным критерием определения жизни.

В определение понятия «жизнь» должно входить представление о специфическом обмене веществ. Этот существенный признак живого нуждается в пояснении. Под специфическим биологическим обменом веществ следует понимать высокую интеграцию различных физико-химических превращений, осуществляющихся в присутствии ферментов, образующихся в этой системе. Смысл биохимических превращений сводится к постоянному самообновлению клетки в процессе приспособления к изменившимся условиям окружающей среды, а также к окислению поступивших извне или ненужных структурных компонентов для образования АТФ, ГТФ, АДФ и др. — универсального горючего клетки, необходимого для осуществления различных видов работ.

Характеризуя обмен веществ клетки или целого организма, не следует упускать из вида необычайно высокую сопряженность, последовательность и координированность в осуществлении сложных реакций благодаря определенному пространственному расположению ферментов на мембранных органеллах клетки.При этом продукт первой реакции служит исходным веществом для второй, а конечный продукт второй — для третьей реакции и т. д.

В результате все биохимические процессы необходимы и реакции осуществляются в одном направлении.

Среди многочисленных определений жизни, принадлежащих к моноатрибутив- ным, преобладали функциональные определения. Так, еще А. Лавуазье писал, что «жизнь — это химическая функция».

А.Г. Пасынский (1967) утверждал: «Жизнь — это способная к самовоспроизведению (белковая) открытая система».

Дж. Бернал давал следующее определение жизни: «Жизнь есть частичная непрерывная, прогрессирующая, многообразная и взаимодействующая со средой самореализация потенциальных возможностей электронных состояний атомов».

Дж. Бернал в определении жизни учитывал даже характеристики состояния электронных оболочек атомов. Но на данном уровне биологической науки мы еще не можем в такой сложной системе, как живой организм, проследить за состоянием электронных оболочек атомов, поэтому данное определение страдает функциональностью и является односторонним.

Э.С. Бауэр (1935) определял жизнь как устойчивое неравновесие. Причем все существующие свойства живого, включая обмен веществ, наследственную изменчивость, самовоспроизведение, обеспечиваются этим принципом. Э.С. Бауэр считал, что устойчивое неравновесие — основная характеристика биологической формы движения материи.

Известный физик А.А. Ляпунов писал: «Жизнь есть ограниченно и сравнительно однородное вещество, относительно и ограниченно устойчивое, обладающее сохраняющими реакциями и управляющими системами, которые вызывают эти реакции и которые используют информацию, кодируемую мономолекулярными носителями».

Вот еще одно широко известное определение жизни, данное К. Перре: «Жизнь есть способная к самовоспроизведению открытая система сопряженных органических реакций, катализируемых ступенчатым и изотермическим образом сложными специфическими органическими катализаторами, которые сами продуцируются системой». Данное определение страдает односторонностью. Оно достаточно полно характеризует жизнь с биохимической точки зрения, но не затрагивает структуры, признаков живого, его свойств.

У. Стенли и Э. Веленс (1963) определяют жизнь как способность изменять и определенным образом организовывать сравнительно простые единицы в функционально дифференцированные, относительно самостоятельные и независимые целостности.

Г. Мюллер (1966) рассматривает жизнь как способность к эволюции путем дарвиновского естественного отбора.

Один из ведущих отечественных генетиков академик Н.П. Дубинин, писал: «Исходя из фактов, можно сказать, что жизнь на Земле — это интегральное существование ДНК, РНК и белков в форме индивидуализированных личных и видовых, целостных, структурно-биохимических, саморегулирующихся открытых систем со свойствами воспроизведения исторически развивающихся форм генетической информации».

В определении жизни, данном Н.П. Дубининым, мы встречаемся уже с новыми понятиями, такими как ДНК, РНК, открытая система, генетическая информация. В этом определении учитываются достижения науки последних десятилетий, но снова ничего не говорится о структурной организации открытой системы, ее основных свойствах (указывается только на свойство воспроизведения), хотя без передачи по наследству важнейших структур и функций организма жизнь не могла бы сохраниться на нашей планете многие миллиарды лет. По данным современной науки, далекие предки, вымершие сто миллионов лет назад, в фундаментальных процессах на уровне клеток, субклеточных и клеточных структур и молекул в принципе ничем не отличались от ныне существующих животных и растений. Природа чрезвычайно консервативна в своих принципах, что немыслимо без указанного важнейшего свойства — наследования существенных признаков. Уже на уровне молекул можно обнаружить способность к удвоению. На одной молекуле ДНК могут достраиваться по дополнительному принципу молекулы мРНК, из одной клетки при митозе возникают две одинаковые клетки, ничем не отличающиеся по своим свойствам от исходной, хотя в дальнейшем процессе дифференцировки их структура и функции могут сильно измениться.

Анализируя многочисленные определения понятия «жизнь», которые учитывают какое-то одно, важное с точки зрения автора, свойство жизни, мы должны также отметить, что живой системой может быть только такая, которая состоит из белков, нуклеиновых кислот, включающих в себя дезоксирибонуклеиновые кислоты, рибонуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, их комплексы (белково-липидные, белковонуклеиновые и др.), соли, воду. Хотя во всех без исключения организмах количественно преобладает вода, но определяющими являются белки, нуклеиновые кислоты и их комплексы. Учитывать в определении жизни наличие только белков было бы в настоящее время недостаточным и неточным. Без нуклеиновых кислот прекратился бы синтез белка, стала невозможной передача по наследству основных свойств, такая система перестала бы существовать. Если мы хотим трактовать жизнь как способ существования определенных веществ, то необходимо указать на наличие белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов и других веществ.

Длительное существование биополимерной системы немыслимо без постоянного притока энергии и веществ из окружающей среды и выведения из этой системы деградированных продуктов с обеспечением ее необходимой энергией.

Постоянство параметров биополимерной системы оказывается возможным не за счет отсутствия обмена со средой энергией и веществом, а благодаря постоянному обмену. Следовательно, такая биополимерная система будет представлять собой открытую систему, находящуюся в стационарном состоянии.

Таким образом, определения понятия «жизнь», относящиеся к моноатрибутив- ным, страдают односторонностью и не могут выразить всех наиболее важных свойств и проявлений живого.

В этой связи полиатрибутивный подход к определению понятия «жизнь» сопряжен со стремлением показать всю совокупность проявлений жизнедеятельности и выделить среди них наиболее значимые. Приведем для иллюстрации несколько формулировок. П.Г. Костюк (1977): «Земная жизнь — как одна из планетных форм вечно существующей жизни в космосе — представляет собой совокупность процессов, совершающихся в энергетически открытой и саморегулируемой целостной протоплаз- матической системе, важнейшими составными компонентами которой являются белки, нуклеиновые кислоты, фосфоорганические соединения, а характернейшим способом существования — самообновление химического состава, происходящего благодаря обмену веществ (последний не только осуществляет взаимосвязь составляющих компонентов между собой, но и всей системы в целом с окружающей средой, обеспечивая пластичность, относительную устойчивость системы, а также ее самосохранение путем воспроизведения себе подобных)».

Сторонником полиатрибутивного подхода к определению жизни является Г. Уэллс (1956): «В пространственных пределах химико-физического мира существуют системы, достаточно уникальные по своим свойствам, чтобы отнести их к особой категории живых тел. Среди таких свойств — величина и форма (характерные для каждой разновидности организма), рост, размножение, раздражимость, движение и биохимическая активность, которую мы называем метаболизмом. Живые тела проявляют большинство этих характеристик все время, но не обязательно демонстрируют их все в один и тот же момент. Неживые тела могут проявлять одну или более из этих характеристик в какое-то время. Но неживые тела не могут проявлять многие из них в течение длительного периода времени».

Таким образом, в определении жизни, которое дает П.Г. Костюк, внимание акцентируется на комплексе характерных свойств живой материи:

В определении жизни Г. Уэллса подчеркиваются такие свойства живого, как рост, размножение, величина и форма, метаболическая активность, раздражимость и движение, причем показано, что живые организмы проявляют большинство этих свойств все время.

Приведем еще одно определение понятия «жизнь», которое можно отнести к полиатрибутивности. М.В. Волькенштейн (1981) определяет живой организм «как открытую, саморегулирующуюся, самовоспроизводящуюся и развивающуюся гетерогенную систему, функциональными важнейшими веществами которой являются биополимеры — белки и нуклеиновые кислоты». И он подчеркивает, что организм — система историческая в том смысле, что он является результатом филогенетического, эволюционного развития и сам проходит путь онтогенеза — от зиготы до старости и смерти.

Характеризуя полиатрибутивный подход к определению понятия «жизнь», необходимо отметить, что, учитывая чрезвычайное множество проявлений жизни, трудно, и, можно сказать, невозможно, охватить все особенности живого. Поэтому требование учитывать при определении сущности жизни всю совокупность ее специфических особенностей фактически всегда очень трудновыполнимо. К тому же жизнь характеризуется постоянным развитием, и ее проявления имеют бесчисленное множество сторон. Бесконечен и сам процесс познания живого. Следовательно, полиатрибутивный подход в его гипертрофированном виде не в состоянии обеспечить решение проблемы формирования теории жизни, т. к. характеризует многочисленные проявления живого и может затушевать важнейшие объемные восприятия и контуры живой природы.

На современном этапе биологического знания можно выделить три линии, по которым предпринимаются попытки дать определение понятия «жизнь». Критериями этих линий служат следующие:

К первому направлению можно отнести определение жизни В.М. Жданова: «Жизнь — это особая форма существования органической материи, основными субстратами которой служат белки, нуклеиновые кислоты и фосфоорганические соединения».

В.С. Тонгур считает, что «жизнь есть способ существования нуклеопротеидных тел. Два вещества (белки и нуклеиновые кислоты), обладающие различными способностями и свойствами, дают в итоге новое качество — замечательное явление, называемое жизнью».

Второго направления придерживается В.М. Камшилов. Он пишет: «Жизнь есть круговорот, совершаемый взаимодействующими системами (по принципу прямых и обратных связей) сложных асимметрических соединений углерода, находящимися в устойчивом неравновесии и в силу этого способными в качестве звеньев биологического круговорота в условиях определенной неорганической среды воспроизводить свою организацию, используя энергию электронного возбуждения фотонами света (непосредственно или с помощью др. живых систем)».

По мнению В.Ф. Паули, «жизнь — это теплота, изменение и движение, непрестанное метание туда и сюда, химическое соединение и распад, включение и выброс молекул и ионов в водный гель, который мы называем протоплазмой».

Третью линию активно поддерживает А.С. Мамзин: «Жизнь в ее элементарной форме можно определить как способ существования открытых коллоидных систем, содержащих в качестве своих обязательных элементов соединения типа белка, нуклеиновых кислот и фосфоорганических веществ, обладающих свойствами саморегулирования и развития на основе накопления и преобразования вещества, энергии и информации в процессе их взаимодействия с окружающей средой».

Анализируя многочисленные определения понятия «жизнь», можно прийти к заключению, что авторы так или иначе используют формулировку Ф. Энгельса, обогащая ее новейшими достижениями биологии. В этом смысле предложения определения жизни содержат новые аспекты изучения природы.

Мы считаем, что в определении понятия «жизнь» должны быть отражены и современные философские представления. Биологическая форма движения материи — это совокупность процессов жизнедеятельности в организмах и надорганизменных системах: обмен веществ, процессы отражения, саморегуляции, управления и воспроизводства, различные отношения в биоценозах и других экологических системах, взаимодействие всей биосферы с природными системами Земли и с человеческим обществом.

Учитывая вышеизложенное, можно дать следующее определение понятия «жизнь», которое не отрицает методологическую сущность формулировки Ф. Энгельса в «Диалектике природы». «Жизнь есть способ существования специфически гетерогенного материального субстрата, универсальность и уникальность которого обусловливают целесообразное воспроизведение всех форм органического мира в их единстве и многообразии».

С такой позиции кажутся совершенно неправомочными разговоры и споры о возможности существования внеклеточной жизни, «живых» комплексов молекул, отдельных живых молекул.

Исходя изданного определения понятия «жизнь», вирусы, бактериофаги, семена в состоянии покоя мы должны отнести к неживым образованиям, обладающим потенциальными возможностями жизни.

Жизнь в ближайшее время не будет получена путем составления простой механической смеси из необходимых компонентов. Для возникновения жизни необходима высокая интеграция химических процессов, чего достигнуть пока не представляется возможным.

В 1920 г. американские философы Г. Браун и Д. Селлерс разработали концепцию «структурных уровней», согласно которой выделяют атомный, молекулярный, субклеточный (органоидный), клеточный, организменный и надорганизменный уровни организации, отличающиеся для живой природы не только по классам сложности, но и по закономерностям функционирования. Для них характерно иерархическое соподчинение, т. е. вхождение каждого последующего уровня в предыдущий с образованием единого целого.

Объекты живой природы — это открытые термодинамические системы, состоящие из большого количества компонентов, начиная от элементарных частиц (электронов, протонов, кварков), атомов, молекул субмолекулярных систем (биополимеров) вплоть до организмов, популяций, биогеоценозов и биосферы в целом. На атомном и субатомном уровне исчезают какие-либо отличия между живыми и неживыми телами. Различие между живой и неживой природой проявляется лишь на молекулярном уровне (на уровне биополимеров). Высокомолекулярные соединения — белки и нуклеиновые кислоты — представляют собой не только индивидуальные молекулы каждого организма нашей планеты, но и их первичная структура определяет субклеточный, клеточный, тканевый и организменный уровни организации живого.

Для молекулярного уровня биологической организации характерен целый ряд особенностей:

Каждая часть молекулярной организации клетки в одно и то же время тождественна и нетождественна себе в силу непрерывных изменений и превращений. Это значит, что в каждое мгновение она подвергается разрушению и одновременно воспроизведению, т. е. находится в текучем подвижном состоянии.

Структура суборганизменного уровня коренным образом отличается от организма как целого тем, что этот уровень не способен обеспечить осуществление всей полноты жизненных процессов. Суборганизменные уровни организации живого (элементарный, молекулярный, субклеточный) можно рассматривать как уровни изучения или анализа биологических процессов.

До недавнего времени считалось, что главные черты специфики живого находят свое выражение на уровне клетки или организма (онтогенетический уровень). Исходя из этого, отвергались всякие попытки выяснения специфических биологических особенностей на молекулярном уровне. Сегодня эта точка зрения уже не может удовлетворять исследователей. Разделение живой материи и проблем биологии по уровням организации хотя и отражает объективную реальность, но в то же время является условным, т. к. почти все конкретные задачи биологической науки, в том числе и биофизики, касаются одновременно нескольких уровней. Например, проблемы онтогенеза не могут рассматриваться без учета молекулярно-генетического и популяционно-биоценотического уровней.

Регуляция численности популяции также опирается на молекулярный уровень, но касается всех структурных вышестоящих уровней организации живого, включая такие аспекты, как загрязнение биосферы. Разумеется, нельзя отрицать того очевидного факта, что только на уровне клетки целостные биологические системы проявляют всю гамму свойств, характеризующих новое качество — жизнь. Вместе с тем необходимо учитывать диалектическую взаимосвязь части и целого в живых организмах.

Таким образом, молекулярно-генетический уровень несет на себе отчетливую печать принадлежности к целому организму. На молекулярном уровне живого, как в зеркале, находят отражение закономерности других уровней. Познавая молекулярный и элементарный уровень живого, мы тем самым изучаем самые существенные моменты жизнедеятельности организмов. Комплекс признаков живого выражается в полном объеме на клеточном уровне. Именно в клетке формируется определенная кооперативность изменений свойств молекул, их физико-химические взаимодействия и превращения.

Изучая эти превращения, мы стремимся определить для каждой категории биологических явлений движущие силы процессов, которые разыгрываются на молекулярном уровне. В настоящее время эту проблему рассматривают с различных точек зрения. Так, Л.А. Блюменфельд считал, что особенности жизненных процессов на молекулярном уровне не настолько существенны, чтобы можно было предположить действие каких-либо особых физико-химических законов, свойственных исключительно живому. При рассмотрении характера взаимодействия элементов и микроструктур живого необходимо учитывать лишь строгую целенаправленность. Эта позиция основательно видоизменена в представлениях Н.Н. Семенова. По его мнению, «физико-химические свойства живой материи во многом специфичны и отличны от известных нам физико-химических свойств неживой материи». Э. Бауэр (1935) считал, что «живая система не является только суммой ионов и молекул, но вследствие их особого расположения представляет совокупность, имеющую также свои особые закономерности».

Так, молекулярные структуры живого, по мнению ряда ученых, обладают дополнительными физико-химическими свойствами (саморегуляция, самовоспроизведение и др.), поэтому в них могут осуществляться превращения, не имеющие места в неорганическом мире. Надо полагать, что при функционировании живого на молекулярном уровне могут действовать другие специфические, неизвестные физике и химии закономерности.

Сегодня нельзя считать правомерным, что подавляющее большинство химических реакций в живых организмах ничем не отличается от реакций, имеющих место в неживой природе. И дело здесь не только в особых свойствах биокатализаторов (ферментов), но и в том, что все компоненты живого, участвующие в биохимических превращениях, находятся под влиянием целого организма, его нервной и гуморальной систем. В живых организмах встречаются такие химические реакции, которых в неживой природе не существует.

Таким образом, говоря о необходимости применения новых физико-химических подходов для исследования суборганизменного уровня жизни, мы нисколько не уменьшаем значения традиционных физико-химических теорий и воззрений. Биологическое на молекулярном уровне формируется путем непосредственного участия молекул в биохимических процессах, обеспечивающих тот или иной физиологобиологический акт. При этом микроструктура как бы сливается с биологическим явлением. Такой характер тесного единения микроструктуры и биологического акта можно увидеть на примере вирусов и бактериофагов. Экспериментально показана тесная функциональная взаимосвязь частей вируса или фага с определенными биологическими функциями. Так, белковая оболочка фага ответственна за сохранность, устойчивость частицы, за ее прикрепление к оболочке бактерии, а также внедрение через клеточную стенку внутреннего содержимого.

В настоящее время решение многих проблем биологии, считавшихся ранее «одноуровневыми», требует многоуровневого исследования. Так, например, особенности взаимоотношений паразитов и хозяев могут решаться на организменном уровне, а также популяционно-видовом и биоценотическом. Представления об этих отношениях расширяются и уточняются за счет изучения особенностей протекания реакции на субклеточном и клеточном уровнях. Решению этих вопросов способствуют исследования и на молекулярном уровне, например, в аспекте выяснения устойчивости паразита к действию ферментов хозяина или же в плане приспособления его обмена веществ к метаболизму хозяина. Исследования на разных уровнях углубляют и детализируют наши представления о сущности и закономерностях биологических взаимоотношений паразитов и хозяев и помогают раскрыть механизмы отношений организмов в паразитальном сообществе. Многие биологические явления, однако, не требуют исследований на микроуровне, т. е. на элементарном, субмолекулярном и клеточном уровнях, например, изучение биологии размножения того или иного вида, борьбы за существование, естественного отбора, рефлексов. Также неправомерно решать сложные биологические задачи, выявлять механизмы биологического процесса исключительно на одном молекулярном или субмолекулярном уровнях. В процессе изучения биологических явлений углубленное исследование объектов познания природы связано с переходом с одного уровня на другой. Если еще сравнительно недавно для описания биологического процесса было достаточно исследовать клеточный уровень организации жизни, то современная биофизика последовательно перешла к субклеточному, молекулярному и субмолекулярному уровням. В настоящее время исключительно ярко выражена тенденция к поиску методических приемов для исследования биологических явлений на атомном и субатомном уровнях.

В исследовании и анализе целостных биологических явлений наиболее важные открытия имеют место при изучении живого на стыке двух или более уровней. Прямая связь атомно-молекулярного и органоидного уровней находит свое отражение в современных представлениях процесса биосинтеза белка, где в последние годы рассматривается все больше элементов, и все теснее обнаруживаются их взаимосвязи. Таким образом, в результате новейших разработок выделяется система биосинтеза, компонентами которой являются биохимические процессы и структурные элементы клеток.

Расчленение сложного биологического явления на отдельные звенья имеет в своей основе естественную дифференциацию предметов, изучение которых в их обособленности является отражением диалектически протекающего процесса познания природы. Каждый уровень организации живого рассматривается и как относительно самостоятельная область исследования, и как связанная с другими уровнями и зависящая от них.

Многоуровневый подход к изучению природы — это комплексное исследование каждого биологического явления, обогащающее наши знания о ней и оказывающее влияние на развитие современной науки, внося существенные изменения в такие фундаментальные понятия, как жизнь, организм, клетка, наследственность, дополняя их новыми подходами, что помогает глубже раскрыть биофизические механизмы жизнедеятельности животных и растительных организмов.

Источник