Системность и иерархичность жизни

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….		3
	1.Определение жизни. Системность   живого………………………….	4
	2. Уровни организации  живых систем…………………………………	8
	3.Принцип аналогичности  и множественности……………………….	11
	4.Эмерджентность живых систем  и основные методологические  следствия…………………………………………………………………	12
	5.Порядок и хаос в природе……………………………………………..	13
	6.Однонаправленность развития  мира………………………………….	17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….		19
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………		20

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Системный подход как методологический принцип  с успехом используется при изучении различных областей действительности. Биология не составляет исключения. Наоборот, она является весьма благодатным полем для его применения.

Этот подход в той или иной мере, в различных его аспектах применяли в своих научных изысканиях выдающиеся русские и советские биологи.

Н.П.Дубинин отмечал, что  этот подход получает помимо своего конкретного  значения для генетики еще и громадное методологическое значение.

Параметры живой системы  органически взаимосвязаны. Их невозможно разделить, их можно только абстрагировать, выделить из общей связи с целью изучения. Функции, к примеру, непременно привязаны к тем компонентам системы, которые данные функции выполняют. Эти функции немыслимы и без структуры, внутреннего взаимодействия компонентов: ведь они рождаются именно в таком взаимодействии. С другой стороны, взаимодействие, структура немыслимы без того, что взаимодействует, без компонентов системы. И то, и другое, и третье -- компоненты, структуру, функции -- нельзя представить без внешней среды, в которой существует живое. И наконец, живое, живая система - это история, эволюция, неразрывно связанная со средой обитания, и т.д.

Системный подход позволяет  не только выделить различные компоненты, структуру, функции живой системы, но и связать их в единое целое.

 Цель работы – рассмотреть тему 12 «Системность и иерархичность жизни».

 

 

 

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИЗНИ. СИСТЕМНОСТЬ  ЖИВОГО

 

Вопрос о сущности жизни  до сих пор является одним из центральных  вопросов естествознания, несмотря на то, что дискуссии о том, что  такое жизнь отражаются различные  точки зрения. Все исследователи  признают одно общее неотъемлемое свойство живого – её системный характер, или системность.

Под биологической (живой) системой понимается совокупность взаимодействующих  элементов, которая образует целостный  объект, имеющие новые качества, не свойственные входящим в систему  качеств элементов.

Таким образом, живой, целостной  системе присущи следующие качества:

-множественность элементов,

-наличие связей между элементами и с окружающей средой,

-согласованная организация взаимоотношений элементов как в пространстве, так и во времени, направленное на осуществление функций системы.¹

Определение жизни. Жизнь – это  высшая из природных форм движения материи, она характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, вещественную основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфорорганические соединения. (В настоящее время описано более 1 млн. видов животных, около 0,5 млн. растений, сотни тысяч видов грибов, более 3 тыс. видов бактерий. Причем число неописанных видов около 1 млн.

 

Таблица 1

Свойства живого

Живые организмы характеризуются  сложной, упорядоченной структурой	Живые организмы получают энергию  из внешней среды, используя её на поддержание собственной упорядоченности
Живые организмы не только изменяются, но и усложняются	Живые организмы активно реагируют  на внешнюю среду
Живым организмам присуща способность  самовоспроизводства на основе генетического кода	Живым организмам присуща способность  сохранять и передавать информацию
Живым организмам присуща высокая  приспособляемость к внешней  среде	Живым организмам присуща молекулярная хиральность[1] (молекулярная диссиметрия)

 

Целостная система (ткани, органы – элементы, живая система –  организм) образуется лишь в результате соединения составных элементов  в порядке, который сложился в  процессе эволюции. Целостной живой  системе присущи следующие качества:

1). Единство химического  состава. Хотя в состав живых систем входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы, соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. В живых организмах ~ 98% химического состава приходится на шесть элементов: кислород (~62%), углерод (~20 %),водород (~10%), азот (~3%), кальций (~2,5%), фосфор (~1,0 %). Кроме того, живые системы содержат совокупность сложных полимеров (в основном белки, нуклеиновые кислоты, ферменты и т.д.), которые неживым системам не присущи.

2). Открытость живых систем. Живые системы – открытые системы. Живые системы используют внешние источники энергии в виде пищи, света и т.п. Через них проходят потоки веществ и энергии, благодаря чему в системах осуществляется обмен веществ - метаболизм. Основа метаболизма – анаболизм (ассимиляция), то есть синтез веществ, и катаболизм (диссимиляция), то есть распад сложных веществ на простые с выделением энергии, которая используется для биосинтеза.

3). Живые системы – самоуправляющиеся,  саморегулирующиеся, самоорганизующиеся  системы. Для пояснения этого утверждения дадим определения саморегуляции и самоорганизации.

Саморегуляция – свойство живых систем автоматически устанавливать и поддерживать на определенном уровне те или иные физиологические (или другие) показатели системы. Самоорганизация – свойство живой системы приспособляться к изменяющимся условиям за счет изменения структуры своей системы управления. При саморегуляции и самоорганизации управляющие факторы воздействуют на систему не извне, а возникают в ней самой в процессе переработки информации, которой живая система обменивается с внешней средой. Это означает, что живые системы – самоуправляющиеся системы.

4). Живые системы – самовоспроизводящиеся  системы. Живые системы существуют конечное время. Поддержание жизни связано с самовоспроизведением, благодаря чему живое существо воспроизводит себе подобных.

5). Изменчивость живых систем. Изменчивость связана с приобретением организмом новых признаков и свойств. Это явление противоположно наследственности и играет роль в процессе отбора организмов, наиболее приспособленных к конкретным условиям.

6). Способность к росту  и развитию. Рост - увеличение в размерах и массе с сохранением общих черт строения; рост сопровождается развитием то есть возникновением новых черт и качеств. Развитие может быть индивидуальным (онтогенез), когда последовательно проявляются все свойства организма, и историческим, которое сопровождается образованием новых видов и прогрессивным усложнением живой системы (филогенез).²

7). Раздражимость живых  систем. Раздражимость - неотъемлемая черта всего живого. Раздражимость связана с передачей информации из внешней среды к живой системе и проявляется в виде реакций системы на внешние воздействия.

8). Целостность и дискретность. Живая система дискретна, так как состоит из отдельных, но взаимодействующих между собой частей, которые в свою очередь также являются живыми системами. Например: организм состоит из клеток, являющихся живыми системами; биоценоз состоит из совокупностей различных видов, которые также являются живыми системами. С дискретностью связаны различные уровни организации живых систем; о чем будет сказано ниже. Вместе с тем живая система целостна, поскольку входящие в неё элементы обеспечивают выполнение своих функций не самостоятельно, а во взаимосвязи с другими элементами системы.

Специфика живого заключается  в том, что ни один из перечисленных признаков (а их число составляет по данным разных ученых до 20-30) не является самым главным, определяющим для того, чтобы систему можно назвать целостной живой системой. Только наличие всех этих признаков вместе взятых позволяет провести границу между живым и неживым в природе. Единственный способ дать определение живому – перечислить основные свойства живых систем.

 

 

2. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

 

Уровни организации живых  систем представляют собой некую  упорядоченность, иерархическую систему, которая является одним из основных свойств живого, см. табл. 2.

Каждая живая система  состоит из единиц подчинённых ей уровней организации и является единицей, входящей в состав живой  системы, которой она подчинена. Например, организм состоит из клеток, являющихся живыми системами, и входит в состав недоорганизменных биосистем (популяций, биоценозов).

Таблица 2

Уровни живого

Основная группа или ступень	Уровень
Биологическая микросистема	Молекулярный Клеточный
Биологическая мезосистема	Тканевый Органный Организменный
Биологическая макросистема	Популяционно-видовой Биоценотический Биосферный

 

Существование жизни на всех уровнях подготавливается и определяется структурой низшего уровня:

- характер клеточного уровня организации определяется молекулярным;

- характер организменного – клеточным;

- популяционно-видовой – организменным и т.д.³

1). Молекулярный уровень. Молекулярный уровень несет отдельные, хотя и существенные признаки жизни. На этом уровне обнаруживается удивительное однообразие дискретных единиц. Основу всех животных, растений и вирусов составляют 20 аминокислот и 4 одинаковых оснований, входящих в состав молекул нуклеиновых кислот. У всех организмов биологическая энергия запасается в виде богатой энергией аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Наследственная информация у всех заложена в молекулах дизоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), способной к саморепродукции. Реализация наследственной информации осуществляется при участии молекул рибонуклеиновой кислоты (РНК).

2). Клеточный уровень. Клетка является основной самостоятельно функционирующей элементарной биологической единицей, характерной для всех живых организмов. У всех организмов только на клеточном уровне возможны биосинтез и реализация наследственной информации. Клеточный уровень у одноклеточных организмов совпадает с организменным. В истории жизни на нашей планете был такой период (первая половина протерозойской эры ~ 2000 млн. лет назад), когда все организмы находились на этом уровне организации. Из таких организмов состояли все виды, биоценозы и биосфера в целом.

3). Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. Тканевый уровень возник вместе с появлением многоклеточных животных и растений, имеющих различающиеся между собой ткани. Большое сходство между всеми организмами сохраняется на тканевом уровне.

4). Органный уровень. Орган (греч. Organon – инструмент) – обособленная совокупность различных типов клеток и тканей, выполняющая определённую функцию в пределах живого организма. (Всего лишь шесть основных тканей входят в состав органов всех животных и шесть основных тканей образуют органы у растений).

5). Организменный уровень. На организменном уровне обнаруживается чрезвычайно большое многообразие форм. Разнообразие организмов, относящихся к разным видам, а также в пределах одного вида, объясняется не разнообразием дискретных единиц низшего порядка (клеток, тканей, органов), а усложнением их комбинаций, обеспечивающих качественные особенности организмов. В настоящее время на Земле обитает более миллиона видов животных и около полумиллиона видов растений. Каждый вид состоит из отдельных индивидуумов (организмы, особи), имеющих свои отличительные черты.

6). Популяционнно-видовой уровень. Совокупность организмов одного вида, населяющих определенную территорию, составляет популяцию. Популяция – это надоорганизменная живая система, которая является элементарной единицей эволюционного процесса; в ней начинаются процессы видообразования. Популяция входит в состав биоценозов.