Аксиомы биологии

Б. М. Медников (1982) определил особенности живой материи в виде аксиом теоретической биологии.

1. Все живые организмы представляют собой единство фенотипа (совокупности всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе индивидуального развития) и программы для его построения (генотипа), которая передается по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана)

2. Генетическая программа создается матричным путем. Как матрица, на которой выстраивается ген будущего поколения, используется ген предыдущего поколения (аксиома Н. К. Кольцова).

3. В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы по разным причинам меняются случайно и нецеленаправленно, и только случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (первый аксиома Ч. Дарвина).

4. Случайные изменения генетических программ в процессе становления фенотипа многократно усиливаются (аксиома М.В. Тимофеева-Ресовского).

5. Многократно усиленные изменения генетических программ подвергаются отбора осуществляемого условия внешней среды (второй аксиома Ч. Дарвина).

Аксиомы биологии определяют все основные свойства живой природы.

Основные свойства и признаки живых организмов

Живые организмы имеют признаки и свойства, которые отсутствуют в большинстве неживых систем. Подавляющее большинство из них в отдельности встречаются и в неживых системах. Однако только все вместе взятые, они характеризуют особую форму движения материи - жизнь. Перечислим основные свойства и признаки живого.

1. Единство химического состава. В состав всех живых организмов входят те же химические элементы, которые содержатся и в неживой материи. Однако их соотношение в живом и неживом разное. Так, в живых организмах гораздо большая часть химического состава (98%) приходится на четыре элемента: углерод, водород, кислород и азот. Кроме того, все живые организмы построены из особых веществ - макромолекул, которые отсутствуют в неживой материи. Основными среди них являются: белки, нуклеиновые кислоты и АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты), углеводы и липиды.

2. Дискретность (лат, discretus - прерывистый, то есть состоит из отдельных частей) и целостность - две фундаментальные общие свойства организации жизни на Земле. Это свойство заключается в том, что любая живая система (клетка, организм, популяция, вид, биогеоценоз) состоит из отдельных, но взаимосвязанных и взаимодействующих частей, образующих структурно-функциональное единство, поэтому она представляет собой единое целое.

3. Сложность и высокая степень организации. Живые системы состоят из множества сложных молекул и структур, что приводит к их усложненную внутреннее строение. При этом любая часть организма имеет специальное назначение и способна выполнять определенные функции. Все это обеспечивает сложность и высокую степень организации живой системы в целом.

4. Обмен веществ и превращения энергии. Живая система представляет собой открытую систему, поскольку через нее проходят потоки веществ и энергии. По энергии, то живые организмы обладают способностью извлекать, превращать и использовать энергию окружающей среды - либо в форме органических питательных веществ, или в виде энергии солнечного излучения. Благодаря веществам и энергии, поступающих из окружающей среды, организмы и их составляющие - органы и структуры - способны осуществлять различные функции. В результате своей жизнедеятельности они возвращают во внешнюю среду продукты распада и преобразованную энергию в виде тепла. Все это и составляет сущность обмена веществ и превращения энергии в живых организмах.

5. Саморегулирование. Свойство саморегулирования означает способность живых организмов поддерживать постоянство своего химического состава в бесконечно меняющихся условиях среды обитания, используя определенные системы регулирования как на клеточном уровне, так и на уровне всего организма.

6. Самовоспроизведение. Это наиболее универсальное свойство живого, которая обеспечивает способность к размножению. Именно благодаря этому свойству родительские особи из поколения в поколение воспроизводят подобное себе потомство (аксиома Вейсмана), благодаря чему жизнь вида не прекращается. В основе самовоспроизведения лежит процесс репликации, то есть синтеза ДНК-молекулы, которая сохраняет наследственную информацию, на основе матричного принципа (аксиома Кольцова). Этот принцип проявляется в точности копирования сравнительно стабильной молекулы ДНК, обеспечивает возможность идентичного самовоспроизведению (явление наследственности).

7. Конвариантна редупликация. Самовоспроизводства в живых организмах происходит не как механическое повторение, а как воспроизведение с внесением изменений (аксиома Ч. Дарвина). Неизбежность таких изменений следует из физико-химических свойств молекулы ДНК. Любой молекуле, особенно достаточно сложной, а таковой и является молекула ДНК, присущий только относительный, то есть ограничен степень стабильности. Время от времени она испытывает структурных изменений вследствие движения атомов и молекул. Если эти изменения не приводят к летальному исходу, они многократно усиливаются (аксиома Тимофеева-Ресовского) и затем передаются по наследству в результате самовоспроизведения по матричным принципу. Конвариантна редупликация означает возможность наследственной передачи дискретных отклонений от исходного состояния, то есть генетических изменений (явление изменчивости).

8. Способность к росту и индивидуального развития. Данное свойство присуще всем живым организмам. Рост - увеличение массы и размеров особи. При этом сохраняются отдельные черты строения, свойственные данному виду. Рост сопровождается развитием. Индивидуальное развитие (онтогенез) - вся совокупность преобразований особи с момента зарождения до конца жизни, в процессе которых возникает конкретный качественное состояние организма.

9. Раздражительность и способность специфически реагировать на изменения внешней среды. Раздражительность является существенным свойством всего живого. Она связана с передачей информации из внешней среды живым организмам и проявляется в их реакциях на внешние воздействия. Благодаря свойству раздражительности живые организмы избирательно реагируют на внешние воздействия в соответствии со своими наследственных особенностей.

10. Приспособленность к среде обитания. Принимая во внимание то, что живые организмы специфически реагируют на изменения внешней среды, понятно, что они могут к нему приспосабливаться. Особенности строения, функций и поведения данного организма, которые отвечают его образа жизни и способности к воспроизводству в данных условиях среды, называются адаптациями (приспособлениями).

11. Способность к историческому развитию (филогенеза). Этот процесс называется эволюцией. Историческое развитие сопровождается образованием новых видов, их приспособлением к среде и прогрессивным усложнением жизни. Все это происходит путем воздействия естественного отбора (аксиома Ч. Дарвина). В процессе эволюции возникла все разнообразие живых организмов, приспособленных к условиям существования.

Структурные уровни организации жизни

Живой материи присущи разные уровни организации ее структур, между которыми существует сложная соподчинение. Выделяют следующие основные структурные уровни жизни:

1) молекулярный. Я кой бы сложной ни была живая система, в конечном итоге в ее состав входят биологические макромолекулы. Именно здесь проходит граница между живым и неживым. С этого уровня начинаются процессы жизнедеятельности: обмен веществ и превращение энергии, передача и реализация наследственной информации и др .;

2) клеточный. Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов, а также единицей их развития. На этом уровне сочетаются процессы превращения веществ и энергии, а также процессы передачи и реализации наследственной информации;

3) тканевый. Этого уровня достигают только многоклеточные организмы, в которых клетки и образованные из них части организма достигают высокой степени структурной специализации, формируя различные типы тканей, специфические для растительного и животного организмов. Каждая ткань отличается своей структуре и выполняемой функцией;

4) на уровне органов. Ткани образуют органы. Чаще всего органы растительного и животного организмов формируются не из одной, а из нескольких тканей. Любой орган растения или животного характеризуется определенными структурно-функциональными особенностями как составная часть той или иной системы органов;

5) на уровне организма (онтогенетический). Это уровень целостного организма. Элементарной единицей этого уровня является особь. Ткани, органы и системы органов существуют не сами по себе. Возникая и формируясь в процессе онтогенеза, они специализируются на выполнении определенных функций, которые совместно обеспечивают существование организма как единого целого. Таким образом онтогенетический уровень обеспечивает существование особи в процессе индивидуального развития, то есть от момента зарождения до прекращения существования;

6) популяционно-видовой. Объединение особей в популяции, а популяций - в виды приводит к появлению новых свойств, отличных от свойств предыдущих уровней организации. Популяции и виды как над индивидуальным образования могут существовать в течение длительного времени, а также способны к самостоятельному исторического развития. На этом структурном уровне организации живой материи непосредственно происходит процесс эволюции органического мира;

7) биогеоценотический. Популяции различных видов всегда сосуществуют в определенной среде, включающее как биотические, так и абиотические компоненты. Такое сочетание организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания представляет собой биогеоценоз (экосистему), которая является ареной эволюционных преобразований;

8) биосферный. Биогеоценозы, соединяясь, образуют биосферу - систему, которая охватывает все явления жизни на Земле. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращения энергии, что связано с жизнедеятельностью всех живых организмов "

Каждый из перечисленных уровней имеет свои закономерности и методы исследования, следовательно, является весьма специфическим. То, что можно выделить определенные уровни организации живой материи, свидетельствует о ее дискретность. В то же время все эти уровни тесно связаны между собой, что свидетельствует о целостности живой природы.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >