mozok.click » Podręczniki w języku polskim » Biologia » Właściwości układów żywych
Інформація про новину
  • Переглядів: 104
  • Автор: admin
  • Дата: 10-03-2018, 01:10
10-03-2018, 01:10

Właściwości układów żywych

Категорія: Podręczniki w języku polskim » Biologia

Co to jest życie?

W ciągu tego roku szkolnego poznawaliśmy różne aspekty istnienia żywych organizmów: molekularne i komórkowe podstawy czynności życiowych, prawa dziedziczności i ich zastosowanie w praktyce, współdziałanie organizmów ze sobą i otaczającym środowiskiem. A więc co to jest życie? Chociaż potrafimy intuicyjnie odróżnić to, co jest żywe od nieżywego, jednak podać dokładną definicję „życia” jest bardzo trudno, praktycznie niemożliwie. Próby odpowiedzi na pytanie, co to jest życie, były niejednokrotnie podejmowane. Istnieje ponad sto definicji życia, króre swego czasu zaproponowali przedstawiciele różnych dziedzin nauki, biorąc za podstawę różne jego aspekty.

Jedną z najbardziej znanych definicji życia podał Fryderyk Engels, który twierdził, że „życie - to sposób istnienia ciał białkowych, którego istotnym momentem jest stała wymiana substancji ze środowiskiem przyrodniczym, przy czym wraz z zaprzestaniem tej wymiany substancji życie ustaje, co prowadzi do rozpadu białka”.Ta definicja, która w swoim czasie była bardzo progresywna, nie może oczywiście być uważana za wystarczająco dokładną w świetle współczesnej wiedzy. Na przykład ona nie uwzględnia fundamentalnej roli innych, oprócz białek, biocząsteczek i nie rozpatruje zjawiska dziedziczności.

Innym, bardziej współczesnym określeniem życia jest zaproponowane przez biofizyka Mychajła Wolkensztejna stwierdzenie: „Żywe ciała, które istnieją na Ziemi, są otwartymi układami, które się samoregulują, samoodtwarzają i są zbudowane z polimerów - białek i kwasów nukleinowych” (ryc. 64.1). To określenie jest bardziej doskonałe w porównaniu z określeniem Engelsa, ponieważ uwzględnia niektóre fundamentalne

właściwości tego, co jest żywe (samoregu-lację, samoodtwarzanie) i wskazuje na rolę kwasów nykieinowych. Jednak ono jest niedokładne i uogólnione, ponieważ uwzględnia nie wszystkie właściwości żywych organizmów i nie rozpatruje form życia, które nie zawierają białek.

Oto jeszcze kilka przykładów definicji, podanych przez różnych uczonych w różnych epokach.



 

Filozof starożytnej Grecji Arystoteles stwierdzał, że życie - to „odżywianie się, wzrastanie i starzenie się organizmu”.

Grupa francuskich myślicieli oświeceniowych, która pracowała w końcu XVIII wieku nad „Słownikiem rozumowanym nauk, sztuk i rzemiosł”, zdefiniowała życie jako „stan, który jest przeciwstawny śmierci”. A francuski uczony Marie Franęois Bichat pisał, że życie - to „całokształt funkcji, które czynią opór śmierci”.

Francuski chemik Antoine Lavoisier nazywał życie „funkcją chemiczną”.

Znany biolog Borys Miednikow stwierdzał, że „życie - to aktywna właściwość żywej materii, której towarzyszy strata energii na podtrzymanie i odtworzenie specyficznej struktury”.

Z punktu widzenia biofizyki, życie - to proces lub układ, których rozwój skierowany jest na zmniejszenie własnej entropii kosztem podwyższenia entropii otaczającego środowiska. Entropia - to stopień nieuporządkowania układu. Czyli, podtrzymując porządek wewnątrz siebie, żywe układy czynią bezład w otaczającym środowisku. Zwróć uwagę na tę definicję - wrócimy do niej jeszcze raz, kiedy będziemy omawiać właściwości żywych organizmów.

Na podstawie analizy wszystkich istniejących definicji życia biofizyk Edward Tri-fonow niedawno zaproponował „minimalną”definicję: „Życie - to samoodtwarzanie z wariacjami” (ryc. 64.2). Ta definicja skupia się na dwóch fundamentalnych aspektach tego, co jest żywe - dziedziczności i zmienności, lecz nie uwzględnia reszty.

Bardzo bliska do niej jest oficjalna definicja życia, którą posługuje się Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej USA (NASA) do poszukiwania pozaziemskiego życia: „Życie - to samoorganizujący się układ chemiczny zdolny do ewolucji”.

Można jeszcze podawać przykłady definicji życia, lecz czy ma to sens? Jak myślisz, dlaczego tak trudno podać definicję takiego”powszedniego” zjawiska? Być może dlatego, że zjawisko życia jest wielopoziomowe, przejawia się na szeroką skalę - od cząsteczki do biosfery: przypomnij sobie, w § 1 opowiadaliśmy o różnych poziomach organizacji życia. Pojęcie „żywe organizmy” włącza zaledwie jeden poziom organizacji żywej materii - organizmowy. Próbując zdefiniować życie poprzez właściwości żywych organizmów, nie uwzględniamy reszty poziomów jego organizacji; próbując zdefiniować życie jako globalne zjawisko - nie zważamy na właściwości poszczególnych organizmów żywych. Spróbujmy podejść do problemu od innej strony: określić wspólne właściwości wszystkich istot żywych, żeby poprzez opis tych właściwości zbliżyć się do rozumienia fenomenu życia.

Cechy organizmów żywych są wielostronne

Wyjaśniliśmy, że pojęcie „życie” i „żywa materia” wskazują na różne poziomy organizacji tego samego zjawiska, dlatego podać wyczerpującą definicję życia praktycznie jest niemożliwie. Być może lżej podać definicję „żywej materii”, która by jednoznacznie odróżniała ją od „nieżywej”? Spróbuj zrobić to samodzielnie i przekonasz się, że zamiast podejmowania prób dokładnego zdefinicjowania, stosowniej będzie wyjaśnić jakieś wspólne właściwości żywych organizmów, które odróżniają ich od obiektów nieżywej przyrody. Wiele tych właściwości możesz nazwać sam. Na przykład wszyscy wiemy, że żywe organizmy poruszają się, odżywiają, rozmnażają i rosną. To bardzo ważne cechy tego, co jest żywe, jednak nie warto zapominać, że na przykład niektóre dorosłe motyle w ogóle nie odżywiają się i nie rosną, a muły nie są zdolne do rozmnażania.

Wzbogaciwszy się tegoroczną wiedzą, możemy dodać do listy właściwości tego, co jest żywe, jeszcze takie cechy: jedność składu chemicznego, obecność przemiany materii, skomplikowana budowa mikroskopowa, struktura komórkowa, obecność mechanizmów dziedziczności i zmienności, zdolność do ewolucji. Te właściwości są bardziej uniwersalne, niż wymienione wyżej, lecz za mało konkretne: wiele sztucznych obiektów nieżywej przyrody (na przykład komputer czy samochód) zużywają energię i mają skomplikowaną strukturę, są zmienne i „ewoluują” (ryc. 64.3).


 

Bardziej wysokie uporządkowanie żywych organizmów w porównaniu z przyrodą nieożywioną i zdolność do podwyższania własnego uporządkowania wskutek podwyższenia stopnia nieuporządkowania (entropii) w środowisku naturalnym - to jedna z najważniejszych właściwości żywej materii z punktu widzenia fizyki. 


Rzeczywiście, żaden nieżywy obiekt nie jest zdolny do samodzielnego podwyższania swego uporządkowania i komplikowania się, jednak potrafią to robić wszystkie żywe organizmy. Według drugiego prawa termodynamiki entropia we Wszechświecie może się tylko zwiększać. Żywe organizmy nie są zdolne do naruszenia tego prawa, lecz mogą zniżyć entropię lokalnie - wewnątrz siebie, zużywając na to energię i przy tym zwiększając entropię globalnie - w reszcie Wszechświata. Organizmy syntetyzują skomplikowane cząsteczki i stwarzają skompli-

kowane mikro i makrostruktury, zmniejszając nieuporządkowanie. Lecz przy tym rozszce-piają skomplikowane cząsteczki na bardziej proste, zmieniają skład chemiczny i temperaturę środowiska dookoła siebie - wszystkc to prowadzi do wzrostu nieuporządkowanie poza organizmami (ryc. 64.4).

Skutkiem zdolności do podtrzymywania i podwyższania swego uporządkowania jest zdolność wszystkich organizmów do samo-regulacji i samoodnowienia.

Każda wymieniona cecha nie potrafi sama całkowicie scharakteryzować wszystkie żywe organizmy i wcale nie wszystkie żywe istoty posiadają pełny komplet wymienionych cech. Każda cecha żywego organizmu przejawia się ddzielnie również w przyrodzie nieożywionej. Jednak opis życia poprzez cechy charakterystyczne organizmów żywych - to najlepsza dziś odpowiedź na pytanie, co to jest życie.

 

Źródło: Biologia podręcznik dla klasy 9 Szałamow

 






^