Zašto je komplikacija svojstava živih organizama osigurala održivost. Zašto je kompliciranje svojstava živih organizama osiguralo održivo postojanje organskog svijeta u biosferi? Oplodnja kod životinja

Princip rasta entropije zahtijeva uništavanje struktura. Međutim, uništavanje se može postići kroz komplikacije. Upravo tim putem kreće se globalni evolucijski proces. U isto vrijeme, priroda nikada ne nastoji postići potpuni haos ovom nivou hijerarhija sistema. Dakle, ako se u najjednostavnijim neživim sistemima težnja ka haosu obično ostvaruje u težnji neke supstance da se rasprši (npr. rastvaranje šećera u vodi), onda je u slučaju složenih organskih jedinjenja veći haos (disipacija energije). ) može se postići upravo kada je supstanca koncentrirana, na primjer, kap ulja raspršena u vodi teži da se spoji u jednu veliku kap. Činjenica je da molekuli vode "omotavaju" molekulu ugljikovodika nekom vrstom uređene ljuske. Dakle, što je veća površina ulja, to su molekuli vode uređeniji, što priroda ne može dozvoliti. Stoga će u haosu kretanja kapi zasigurno poprimiti stanje s najmanjom površinom, odnosno spojit će se u jednu veliku kap, koja je svojevremeno poslužila kao početak jednoćelijskog života.

U biosistemima se želja za haosom još više ostvaruje složeni mehanizmi, na primjer, tokom diobe ćelije. Proizvodnja entropije usled pojave unutarćelijskih procesa proporcionalna je zapremini ćelije V, a odliv entropije iz ćelije je proporcionalan njenoj površini S. Ako ćelija ima oblik lopte, tada je V = 4pr 3 /3, S = 4r 2. Povećanje entropije u ćeliji je S = A4pr 3 /3 - B4r 2. Pri malim radijusima, povećanje entropije S< 0. С ростом клетки ее радиус увеличивается, пока не достигнет некоторого критического значения при r = 3B/A, характеризующегося S = 0. В случае дальнейшего роста энтропия в клетке будет расти S >0. Da bi se to spriječilo, mora se odvojiti, inače će umrijeti od gladi, pregrijavanja i trovanja vlastitim otpadom.

Postoje i drugi mehanizmi koji rješavaju probleme ovaj problem. Ćelija može povećati svoju površinu, na primjer, poprimiti oblik elipsoida, cilindra (šipa) ili filamenta, formirati korijenske izrasline, pseudopode itd. Višećelijski organizmi rješavaju sličan problem na sličan način. Povećava se površina listova i korijena biljaka. Kod životinja, za razliku od biljaka, takvo povećanje površine obično je skriveno unutar tijela kako ne bi ometalo kretanje. Nešto slično se dešava unutar takvih superorganizama kao što su ekosistemi. Ovdje se diferencijacija postiže povećanjem ekološke niše I raznolikost vrsta, produžavanje i složenost lanaca ishrane, poboljšanje intraspecifičnih i međuvrsnih odnosa itd.

Dakle, život je naučio da koristi destrukciju za dobro, tako da uništenje nije nužno praćeno smrću bioloških sistema. “Umjereno uništavanje”, koje je podložno određenim prethodno programiranim ograničenjima, dovodi do proširenja i usložnjavanja života. Najkarakterističnija karakteristika u ovom pogledu je podjela ćelija. Ovdje se smrt i rođenje spajaju u jedan proces. Richard Bach se vrlo jasno izrazio o ovom svojstvu života: „Tamo gdje budala vidi smrt gusjenice, mudar vidi rođenje leptira.

Kontrolna pitanja

1. Koja je razlika između prirodnih i humanističkih nauka?
2. Koja je razlika između prirodnih i religijskih metoda saznanja?
3. Koja je uloga filozofije u svijetu nauke?
4. Koja je uloga matematike u svijetu nauke?
5. Šta određuje strukturu prirodnonaučnog znanja?
6. Navedite glavne periode razvoja prirodnih nauka?
7. Šta je princip naučnog determinizma?
8. Koja je svrha naučna metoda poznavanje stvarnosti?
9. Šta je razlog za teškoće razumevanja fenomena života, svesti itd.?
10. Šta je suština mehanističkog pristupa razumevanju sveta?
11. Koji se pristup razumijevanju svijeta trenutno razvija?
12. Šta je i koja svojstva imaju prostor i vrijeme iz Newtonove perspektive?
13. Navedite Galilejev princip inercije.
14. Navedite Galilejev princip relativnosti.
15. Navedite tri Newtonova zakona?
16. Koja je suština koncepata dugog i kratkog dometa?
17. Šta je polje?
18. Koje zakone o očuvanju znate?
19. Koja je razlika između holističkog i redukcionističkog pristupa razumijevanju fenomena?
20. Ko je stvorio i ko je potvrdio heliocentrični koncept.
21. Kako je potvrđena atomska teorija materije?
22. Kako izgleda Rutherfordov model atoma?
23. Šta je entropija?
24. Navedite drugi zakon termodinamike?
25. Šta je paradoks života sa Boltzmannove tačke gledišta?
26. Koji je paradoks povezan s Maxwellovim jednadžbama?
27. Šta je etar i da li postoji?
28. Formulirati postulate Ajnštajnove specijalne teorije relativnosti?
29. Kako se mijenjaju vrijeme, dužina i masa tijela koje leti pod svjetlosnom brzinom?
30. Koja je svrha opšta teorija Ajnštajnova relativnost?
31. Šta je paradoks? beskonačan univerzum?
32. Koji su zaključci iz Friedmanovog rada?
33. Šta je koncept Velikog praska?
34. Koja je razlika između zvijezda prve i druge generacije?
35. Kada i kako su nastale teške supstance?
36. Koja je suština Planckovog kvantnog koncepta?
37. Šta je suština dualnosti talas-čestica?
38. Formulirajte Borov princip komplementarnosti.
39. Koja je suština Heisenbergove relacije neizvjesnosti?
40. Šta je Laplasov determinizam? Zašto je Laplace pogriješio?
41. Da li je moguće poznavati svijet sa apsolutnom tačnošću?
42. Šta je uključeno u radioaktivne zrake?
43. Šta su proton i neutron?
44. Šta je jaka sila?
45. Koja je suština nuklearnih reakcija?
46. Šta se desilo lančana reakcija?
47. Šta je nuklearna fuzija?
48. Šta je energija vezivanja?
49. Koje vrste fundamentalnih interakcija poznajete?
50. Šta je antičestica?
51. Kako se čestice mogu stvoriti iz vakuuma?
52. Koja je suština razmjene teorije interakcija?
53. Od čega se sastoji proton?
54. Kolika je ukupna energija Univerzuma?
55. Navedite Machov princip.
56. Šta je suština principa optimalnosti?
57. Šta je suština varijacionih principa?
58. Šta je suština antropskog principa?
59. Kako se konvergencija manifestuje u strukturi živih bića?
60. Šta su analiza i sinteza u radu ljudskog misaonog aparata?
61. Koja je razlika između modela i originala?
62. Šta je suština višestruke slike svijeta?
63. Navedite principe mehaničkog pristupa.
64. Koje su karakteristike složenih sistema?
65. Šta je osnova sistemske prirode svijeta?
66. Formulirati zakon sličnosti između dijela i cjeline?
67. Formulisati biogenetski zakon?
68. Formulisati sistemski genetski zakon?
69. Zašto je nemoguće razumjeti prirodu ostajući samo na pozicijama redukcionizma?
70. Šta je suština sistemskog svojstva hijerarhije?
71. Navedite principe sistematski pristup?
72. Navedite princip korespondencije.
73. Šta se zove harmonija?
74. Šta je živi organizam?
75. Šta je smisao života?
76. Navedite modele nastanka života na Zemlji.
77. Kako potvrditi zemaljsko porijeklo života?
78. Koji zakoni su u osnovi stvaranja i uništenja u Univerzumu?
79. Formulirajte princip minimalne disipacije energije.
80. Da li je moguće stvoriti proizvodnju potpuno bez otpada?
81. Koje karakteristike imaju samoorganizirajući sistemi?
82. Kako se princip sličnosti između dijela i cjeline implementira u samoorganizirajuće sisteme?
83. Koje izvore energije koristi život?
84. Kako je izgrađena hijerarhija živih bića?
85. Šta je suština mehanike agregacije (socijalizacije)?
86. Šta je filogenetsko stablo?
87. Od koga je došao čovek?
88. Šta je biosfera?
89. Šta je noosfera?
90. Kada je nastao život na Zemlji?
91. Koja je glavna geološka sila na Zemlji?
92. Navedite glavne odredbe teorije Vernadskog.
93. Da li je život na Zemlji nesreća ili obrazac?
94. Navedite glavna svojstva biosfere.
95. Da li je energetski ciklus moguć?
96. Šta se desilo trofični lanac?
97. Šta je kvalitet energije?
98. Šta je posebno u ljudskoj energiji?
99. Šta je genetski kod?

Identifikacija općih svojstava živih organizama omogućit će jasno razlikovanje živog od neživog. Precizna definicija Ne postoji definicija o tome šta je život ili živi organizam, stoga se živa bića identificiraju po skupu svojih svojstava ili karakteristika.

Za razliku od tijela nežive prirode, živi organizmi se razlikuju po složenosti strukture i funkcionalnosti. Ali ako razmotrimo svako svojstvo zasebno, onda se neka od njih u ovom ili onom obliku mogu promatrati u neživoj prirodi. Na primjer, kristali također mogu rasti. Zato je sveukupnost svojstava živih organizama toliko važna.

Na prvi pogled, uočena raznolikost organizama stvara poteškoće u identifikaciji njihovih zajedničkih svojstava i karakteristika. Međutim, kako su se biološke nauke istorijski razvijale, mnoge opšti obrasciživota posmatrano u potpunosti različite grupe organizmi.

Osim dolje navedenih svojstava živih bića, često se razlikuju jedinstvo hemijski sastav (sličnost u svim organizmima i razlike u odnosima elemenata između živog i neživog), diskretnost(organizmi se sastoje od ćelija, vrste se sastoje od jedinki, itd.), učešće u procesu evolucije, interakcija organizama jedni s drugima, pokretljivost, ritam i sl.

Ne postoji konačna lista znakova živih bića, ovo je dijelom filozofsko pitanje. Često, isticanjem jednog svojstva, drugo postaje njegova posljedica. Postoje znaci živih bića, koji se sastoje od niza drugih. Osim toga, svojstva živih bića su usko povezana, a ta međuzavisnost zajedno daje tako jedinstven prirodni fenomen kao što je život.

Metabolizam je glavno svojstvo živih bića

Svi živi organizmi izmjenjuju tvari sa okolinom: neke tvari ulaze u tijelo iz okoline, druge se oslobađaju u okoliš iz tijela. Ovo karakteriše organizam kao otvoreni sistem (takođe i protok energije i informacija kroz sistem). Prisustvo selektivnog metabolizma ukazuje da je organizam živ.

Metabolizam u samom tijelu uključuje dva suprotna, ali međusobno povezana i uravnotežena procesa - asimilacija (anabolizam) i disimilacija (katabolizam). Svaki od njih se sastoji od brojnih hemijske reakcije, kombinovani i uređeni u cikluse i lance transformacije jedne supstance u drugu.

Kao rezultat asimilacije, strukture tijela se formiraju i obnavljaju zbog sinteze potrebnog kompleksa organska materija od jednostavnijih organskih, kao i neorganske supstance. Kao rezultat disimilacije, organske tvari se razgrađuju, što rezultira stvaranjem neophodan organizmu da više asimiluju jednostavne supstance, a energija se pohranjuje u molekulima ATP-a.

Metabolizam zahtijeva dotok supstanci izvana, a brojni proizvodi disimilacije ne nalaze primjenu u tijelu i moraju se ukloniti iz njega.

Svi živi organizmi su na ovaj ili onaj način jesti. Hrana služi kao izvor potrebnih materija i energije. Biljke jedu kroz proces fotosinteze. Životinje i gljive upijaju organske tvari iz drugih organizama, nakon čega ih razlažu na jednostavnije komponente iz kojih sintetiziraju vlastite tvari.

Uobičajeno je za žive organizme alokacija niz tvari (kod životinja su to uglavnom proizvodi razgradnje bjelančevina - dušikovi spojevi), koji su krajnji produkti metabolizma.

Primjer procesa asimilacije je sinteza proteina iz aminokiselina. Primjer disimilacije je oksidacija organske tvari uz sudjelovanje kisika, što rezultira stvaranjem ugljen-dioksid(CO 2) i vodu, koji se izlučuju iz organizma (voda se može koristiti).

Energetska zavisnost živih bića

Za obavljanje vitalnih procesa, organizmima je potreban priliv energije. Kod heterotrofnih organizama dolazi s hranom, odnosno njihov metabolizam i protok energije su povezani. Prilikom razdvajanja hranljive materije energija se oslobađa, pohranjuje u drugim supstancama, a dio se rasipa u obliku topline.

Biljke su autotrofi i primaju svoju početnu energiju od Sunca (hvataju njegovo zračenje). Ova energija ide u sintezu primarnih organskih supstanci (u kojima je pohranjena) iz neorganskih. To ne znači da se u biljkama ne dešavaju hemijske reakcije raspadanja (disimilacije) organskih materija za proizvodnju energije. Međutim, biljke ne primaju organsku materiju izvana putem ishrane. Ona je među njima potpuno „svoja“.

Energija se koristi za održavanje uređenosti i strukture živih organizama, što je važno za odvijanje brojnih hemijskih reakcija u njima. Otpor na entropiju je važno svojstvo živih bića.

Breath- ovo je proces karakterističan za žive organizme, uslijed kojeg se razgrađuju visokoenergetska jedinjenja. Energija koja se oslobađa tokom ovog procesa pohranjuje se u ATP.

U neživoj prirodi (kada su procesi prepušteni slučaju) struktura sistema se prije ili kasnije gubi. U tom slučaju se uspostavlja jedna ili druga ravnoteža (na primjer, vruće tijelo odaje toplinu drugima, temperatura tijela se izjednačava). Što je manji red, to je veća entropija. Ako je sistem zatvoren i u njemu se dešavaju procesi koji se međusobno ne balansiraju, onda se entropija povećava (drugi zakon termodinamike). Živi organizmi imaju svojstvo smanjenja entropije održavanjem unutrašnje strukture zbog priliva energije izvana.

Nasljednost i varijabilnost kao svojstvo živih bića

Osnova samoobnavljanja struktura živih organizama, kao i reprodukcije (samoreprodukcije) organizama je nasljeđe koje je povezano sa karakteristikama molekula DNK. Istovremeno se mogu pojaviti promjene u DNK koje dovode do varijabilnosti u organizmima i pružaju mogućnost procesa evolucije. Dakle, živi organizmi posjeduju genetske (biološke) informacije, koje se također mogu označiti kao glavna i isključiva karakteristika živih bića.

Uprkos sposobnosti samoobnavljanja, u organizmima nije vječan. Životni vijek pojedinca je ograničen. Međutim, živi ostaju besmrtni zbog procesa reprodukcija, koja može biti seksualna ili aseksualna. U ovom slučaju, karakteristike roditelja se nasljeđuju tako što se njihov DNK prenosi na potomke.

Biološke informacije se bilježe pomoću posebnog genetski kod, koji je univerzalan za sve organizme na Zemlji, što može ukazivati ​​na jedinstvo porijekla živih bića.

Genetski kod se skladišti i implementira u biološke polimere: DNK, RNK, proteine. Takvi složeni molekuli su također karakteristika živih bića.

Informacije pohranjene u DNK, kada se prenesu na proteine, izražavaju se za žive organizme u njihovim svojstvima kao što su genotip i fenotip. Svi organizmi ih imaju.

Rast i razvoj - svojstva živih organizama

Rast i razvoj su svojstva živih organizama ostvarena u procesu njihove ontogeneze ( individualni razvoj). Rast je povećanje tjelesne veličine i težine uz održavanje generalni plan zgrade. U procesu razvoja tijelo se mijenja, stiče nove karakteristike i funkcionalnost, dok se druge mogu izgubiti. Odnosno, kao rezultat razvoja nastaje novo kvalitativno stanje. Kod živih organizama rast je obično praćen razvojem (ili razvojem rastom). Razvoj je usmjeren i nepovratan.

Pored individualnog razvoja, postoje istorijski razvojživota na Zemlji, koji je praćen stvaranjem novih vrsta i usložnjavanjem životnih oblika.

Iako se rast može uočiti u neživoj prirodi (na primjer, u kristalima ili pećinskim stalagmitima), njegov mehanizam u živim organizmima je drugačiji. U neživoj prirodi, rast se događa jednostavnim dodavanjem materije vanjska površina. Živi organizmi rastu zahvaljujući nutrijentima koje unose. Pritom se ne povećavaju toliko same ćelije, već se povećava njihov broj.

Razdražljivost i samoregulacija

Živi organizmi imaju svojstvo, u određenim granicama, da menjaju svoje stanje u zavisnosti od spoljašnjih i spoljašnjih uslova unutrašnje okruženje. U procesu evolucije, vrste su se razvile razne načine snimanje parametara okoline (između ostalog putem čula) i odgovora na različite podražaje.

Razdražljivost živih organizama je selektivna, odnosno reaguju samo na ono što je važno za očuvanje njihovog života.

Razdražljivost je u osnovi samoregulacije tijela, koja zauzvrat ima adaptivni značaj. Dakle, kada tjelesna temperatura poraste kod sisara, oni se šire krvni sudovi, popuštanje okruženje više topline. Kao rezultat toga, temperatura životinje se normalizira.

Kod viših životinja mnoge reakcije na vanjske podražaje ovise o prilično složenom ponašanju.