что такое жизнь в биологии своими словами

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

Что такое жизнь с точки зрения биологии: определение понятия

Содержание:

«Жизнь есть способ существования белковых тел» — это строчка из классического определения жизни немецкого философа Ф. Энгельса в книге «Анти-Дюринг». Все развитие биологии за последние 100-150 лет подтверждает неразрывную связь жизнедеятельности организмов с белками.

Понятие «жизнь» с биологической точки зрения

Классическое определение «Жизнь — это способ существования белковых тел» нуждается в дополнении «…и нуклеиновых кислот». После создания электронного микроскопа появилась возможность досконально изучить строение и функции клеток, химических веществ в их составе.

Если предлагается задание «Вспомните полное определение понятия «жизнь», то недостаточно воспроизвести короткую фразу о существовании белковых тел. Понятие «жизнь» многогранно, включает в себя и способ бытия сущностей (живых организмов), и особую форму движения материи. Что такое жизнь или живое существо — в современной биологии чаще всего определяется через набор специфичных процессов.

Важные признаки отличия живого от неживого:

Субстрат жизни — это белки. Нуклеиновые кислоты отвечают за синтез белковых молекул, хранение и передачу наследственной информации. Клетки, состоящие из биополимеров, способны к самовоспроизведению благодаря удвоению молекул ДНК.

Многообразие жизни: основные термины и понятия

Формулируя определение, что такое жизнь с точки зрения биологии, надо раскрыть суть понятия «организм — открытая система». Биологические системы открыты, так как они являются устойчивыми лишь при непрерывном взаимодействии с окружающей средой. Самая простая открытая система, отвечающая всем перечисленным требованиям, — это клетка, одноклеточный организм.

Упорядоченная иерархичная система живого включает в себя следующие уровни:

Обменные процессы между организмами и окружающей средой — необходимое условие существования. Если прекращается обмен, то прекращается и жизнь. Организмы устойчивы, они сохраняют уникальные свойства в постоянно меняющихся условиях среды обитания.

Почему трудно дать однозначное определение понятия «жизнь»?

Есть комплекс отличительных признаков живого от неживого, в частности, наличие биополимеров. Однако белки и нуклеиновые кислоты встречаются и вне живых организмов. Вот почему очень сложно дать определение понятию «жизнь», используя только одну фразу: «Жизнь — это форма существования белковых тел».

Вирусы — кристаллоподобные частицы, построенные из молекул РНК или ДНК, белков. Вирусные частицы вне клеток организма-хозяина не проявляют признаки живого, не размножаются. Поэтому одни исследователи считают, что вирусы — особая форма жизни; другие полагают, что это неживые объекты, состоящие из органических молекул. Имеется генетический материал, способность создавать себе подобные частицы. Однако нет клеточного строения и собственного обмена веществ.

По сей день феномен жизни остается сложным и трудным для понимания, особенно для учеников средних классов, изучающих предмет «Биология». Существует множество различных попыток приблизиться к определению жизни, которое было бы общим для всех наук. Исчерпывающего определения исследователи пока не нашли. Разработаны критерии для сравнения объектов живой и неживой природы. Типичные характеристики жизни: единство структурной организации, открытость, обмен веществ и энергии, самовоспроизведение, развитие и рост, раздражимость.

Источник

«Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов»

На вопрос, что такое жизнь, нет универсального ответа, известно более ста определений жизни. И они сформулированы не только биологами — жизнь определяют с точки зрения химии, физики, танатологии, кибернетики. Самое краткое из них гласит: жизнь это самовоспроизведение с изменениями. В книге «Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов» (издательство «Азбука-Аттикус»), переведенной на русский язык Алексеем Поповым, ответить на этот вопрос и добиться более ясного представления о том, как устроена жизнь, берется лауреат Нобелевской премии в области медицины и физиологии Пол Нёрс. Он рассматривает «пять великих понятий биологии»: клетка, ген, эволюция путем естественного отбора, жизнь как химический процесс и жизнь как поток информации. Подробно останавливаясь на каждом из них, Нёрс вырабатывает общие признаки, раскрывающие понятие жизни. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком, посвященным многообразию химических реакций в клетках человеческого организма.

Ферменты участвуют почти во всех химических реакциях, лежащих в основе клеточного метаболизма. Но, помимо построения и разрушения других молекул, у них еще много функций. Они контролируют качество, обеспечивают перемещение компонентов и сообщений между разными участками клетки и переносят другие молекулы в клетку и из нее. Другие ферменты ведут наблюдение за захватчиками, активируя белки, которые защищают клетки и, следовательно, наши тела от болезни. При этом ферменты — не единственный вид белка. Почти каждая часть нашего тела (от волос на голове, кислоты в желудке и до хрусталиков глаз) либо состоит из белков, либо сконструирована белками. Все эти различные белки совершенствовались тысячелетиями эволюции для выполнения специальных функций в клетке. Даже сравнительно простая клетка содержит гигантское количество белковых молекул. В общей сложности в крохотной дрожжевой клетке находится свыше 40 миллионов таких молекул — в малюсенькой клетке белков вдвое больше, чем людей в громадном мегаполисе вроде Пекина!

Результатом такого белкового многообразия становится водоворот химических реакций, непрерывно происходящих в каждой клетке. Если вообразить, что вы получили шанс проникнуть в живую клетку и увидеть, что творится в мире молекул, ваш рассудок может помрачиться из-за всей этой бурлящей каши химических процессов. Некоторые из участвующих молекул имеют электрический заряд и поэтому могут притягиваться или отталкиваться, другие же пассивно нейтральны. Некоторые представляют собой кислоты или щелочи типа отбеливателей. Все эти разнообразные вещества находятся в постоянном взаимодействии, их столкновения случайны или запланированы. Иногда молекулы встречаются на краткое время для осуществления химической реакции, быстро обменявшись электронами или протонами. В других случаях между молекулами образуются сильные и прочные химические связи. В целом в клетке происходят многие тысячи разных химических реакций, которые постоянно усердно трудятся над поддержанием жизни. В сравнении с этим число химических реакций даже на крупнейших промышленных химкомбинатах выглядит крайне бледно. Например, на заводе по производству пластмасс задействовано несколько десятков химических реакций.

Вся эта кипучая и быстрая деятельность происходит на конце временнóго диапазона, противоположном глубокому времени, потребовавшемуся для развития данных систем. Но головокружительный временной масштаб клеточного мира столь же трудно постигаем нашим рассудком, как и эволюционное время. Некоторые управляющие этими реакциями клеточные ферменты действуют с поразительной скоростью, проводя тысячи, даже миллионы химических реакций в секунду. Они не только фантастически быстры, но и способны быть чрезвычайно точными. Ферменты могут манипулировать отдельными атомами с такой точностью и надежностью, о которых химики-технологи могут только мечтать. Но эволюция совершенствовала эти процессы миллиарды лет — чуть подольше нас с вами!

Совместное выполнение всей этой работы — величайшее достижение. Хотя может казаться, что гигантское число одновременных химических реакций в клетках происходит хаотически, но на деле оно очень упорядоченно. Для правильного срабатывания каждой реакции требуются свои особые химические условия. Некоторым нужна более кислая или более щелочная среда; другим требуются специальные химические ионы типа кальция, магния, железа или натрия; еще одним — наличие воды или же вода, напротив, их замедляет. И все же все эти процессы должны происходить одновременно и в тесной близости, в узких пределах клетки. Это становится возможным лишь благодаря тому, что не каждому из различных ферментов требуются свои экстремальные значения температуры, давления либо кислые или щелочные условия, присущие промышленным химкомбинатам. В противном случае они не могли бы сосуществовать в такой тесноте. Тем не менее многие из этих метаболических реакций должны проводиться раздельно. Они не должны мешать друг другу, а их конкретные химические требования должны соблюдаться. Ответом на этот запрос становится деление на зоны.

Деление на зоны — способ функционирования любых сложных систем. Возьмем города. Они эффективно функционируют, только если состоят из различных зон с особыми функциями: вокзалы, школы, больницы, заводы, полицейские участки, электростанции, очистные сооружения и т. д. Все эти и многие иные участки необходимы для того, чтобы город оставался единым целым; все бы тут же разладилось, если бы они смешались. Они должны быть отделены друг от друга, чтобы действовать эффективно, но при этом быть относительно близкими и взаимосвязанными. То же самое относится к клеткам, которым нужно создать свою индивидуальную группу микросред, отделенных друг от друга в физическом или временном отношении, но при этом взаимодействующих. У живых существ это достигается путем создания систем контактирующих между собой зон, имеющих разные размеры: от очень больших до чрезвычайно маленьких.

Самые большие, возможно, будут самыми известными: различные ткани и органы многоклеточных организмов типа растений и животных — как вы и я. Это определенные зоны, каждая из которых приспособлена для конкретных химических и физических процессов. Ваш желудок и кишечник усваивают химические вещества из пищи; печень устраняет токсическое действие химических веществ и лекарств; сердце пользуется химической энергией для перекачки крови и т. п. Все функции этих органов обусловлены специализированными клетками и тканями, из которых они сделаны: клетки в слизистой оболочке желудка выделяют кислоту, а в сердечных мышцах сокращаются. В свою очередь, все эти клетки так же представляют собой самостоятельные зоны.

По сути, клетка служит основополагающим примером пространственного разделения жизни. Главная роль наружной мембраны клетки заключается в сохранении обособленности содержимого клетки от остального мира. Благодаря изолирующему эффекту этой мембраны клетки могут способствовать поддержанию физического и химического порядка. Разумеется, клетки сохраняют такое состояние только на время. Когда они прекращают трудиться, то погибают, и воцаряется хаос.

Подробнее читайте:
Нёрс, П. Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов / Пол Нёрс ; [пер. с англ. А. Б. Попова]. — М. : КоЛибри, Азбука-Аттикус, 2021. — 224 с.

Источник

Что такое жизнь?

Часто можно встретить сообщения вроде «астрономы считают, что на планете xxx могла существовать жизнь» или «чтобы найти жизнь, сначала нужно обнаружить признаки наличия воды» и так далее. Но что они подразумевают под «жизнью»? Все, что умеет только дышать? Или питаться? Или оно должно обязательно передвигаться? Мы особо не задумываемся, когда нас просят отличить живое от неживого: человек — живой, кот — живой, шкаф или машина — неживые. Однако на самом деле вопрос о том, что такое жизнь, является гораздо более сложным. Великие умы, от Аристотеля до Гессе, предлагали свои объяснения, но… до сих пор не придумали определения жизни, которое можно применить ко всему.

Чем больше мы узнаем, тем сложнее становится ответить на этот вопрос

Научное определение жизни

В чем же проблема? Если в древности люди действительно могли так просто подойти к вопросу жизни (человек — живой, камень — нет), то с развитием технологий эта идея потеряла свой вес. Ее используют только люди в повседневной жизни. Астрономы же, ученые и химики считают, что под жизнью скрывается гораздо более обширное понятие. Очень интересно описывает жизнь аэрокосмическое агентство NASA.

Однако это лишь одно определение из сотен. Что еще хуже, ученые разных дисциплин выдвигают разные идеи о том, что нужно для определения чего-то живого. С точки зрения физиков, жизнь неразрывно связана с термодинамикой; химики считают, что это набор молекул; биологи — то, что способно эволюционировать.

Признаки живого

Всем нам в школе на уроках биологии рассказывали о семи процессах, которые якобы определяют жизнь: движение, дыхание, чувствительность, рост, размножение, выделение и питание. Но это далеко не точное утверждение. Есть много вещей, которые мы могли бы запихнуть в эти рамки и назвать живыми. Некоторые кристаллы, инфекционные белки и вирусы будут «живыми», если исходить из этих семи принципов.

Некоторые считают вирусы живыми, поскольку они обладают информацией, закодированной в ДНК или РНК

Действительно, вирусы живые или нет? С общепринятой точки зрения — нет, поскольку у них нет метаболизма и они остаются инертными до тех пор, пока не столкнутся с клетками. При всем этом вирусы обладают информацией, закодированной в ДНК или РНК. Это сильный маркер жизни, который имеется у любого живого существа на планете. Он свидетельствует о том, что вирусы могут эволюционировать и размножаться. Но для этого им придется «взламывать» клетки и уничтожать их. Поэтому некоторые микроблоги являются сторонниками теории «живых вирусов».

Для многих химиков репликация ­— процесс, который вирусы могут проводить только при помощи биологических клеток — помогает определить жизнь. Тот факт, что информационные молекулы — ДНК и РНК — обеспечивают репликацию, предполагает, что они являются важнейшей особенностью жизни.

Жизнь требует движения, — Аристотель.

Жизнь на других планетах

Совсем другое дело — когда о жизни говорят астронавты и ученые, которые занимаются поиском жизни на других планетах. За основу идеи жизни они берут микроорганизмы, которые способны выживать в экстремальных условиях — например, тихоходки. Эти организмы выступают в роли «тестовых образцов» внеземной жизни. То есть ученые считают, что инопланетные существа унаследуют ключевые характеристики жизни, которую мы знаем по Земле.

Но этот подход, как оказалось, содержит множество недоработок. В конце 70-х годов прошлого века на Марсе высадился аппарат «Викинг-1», который в ходе тестов выяснил, что на Марсе была жизнь: уровень диоксида углерода в марсианской почве был высоким, а значит в ней жили и дышали микробы. А сейчас диоксид углерода встречается повсеместно и объясняется куда менее захватывающим явлением небиологических окислительных химических реакций. То есть шанс найти таким образом жизнь не выше, чем выиграть в национальную лотерею в США.

В 2010 году открытие бактерий с ДНК, содержащей мышьяк вместо стандартного фосфора, поразило многих астробиологов. Хотя эту находку с тех пор не раз поставили под сомнение, многие тихо надеются, что жизнь на других планетах не будет следовать классическим правилам. Сейчас ученые предполагают, что инопланетяне могут быть и на основе кремния, либо использовать другие растворители (не воду). А может для жизни им вообще не нужны питательные вещества — это машины из металла, способные выживать в любой среде.

Проблема в том, что попытка определить жизнь сильно усложняет процесс поиска других организмов. Например, очередной марсоход NASA может проехать мимо марсианина просто потому, что не признает его живым существом. В нем будет запрограммирован определенный набор признаков живого, ни один из которых не подойдет инопланетному существу.

Примерно так происходит забор марсианского грунта

В чем загадка жизни?

Пока что главная загадка в том, чтобы узнать, что такое жизнь. Как мы увидели, зачастую ее определение может не подходить под общепринятые параметры. Но одно мы пока знаем точно: вещи, которые мы считаем важными, в действительности свойственны лишь жизни на Земле. В конце концов, все на планете, от бактерий до читателей в нашем Telegram-чате, произошло от одного общего предка. А вот во Вселенной наша земная жизнь может оказаться лишь крошечной точкой среди данных.

Хотя и на Земле мы исследовали далеко не все. Вон совсем недавно была найдена жизнь в одном из самых экстремальных мест планеты.

Пока мы не обнаружили и не изучили альтернативные формы жизни, мы не можем знать, какие признаки, важные для нашей жизни, действительно универсальны. Другими словами, нам нужно найти инопланетян. А пока этого не случилось, можно руководствоваться логикой «человек — живой, камень — нет». Во всяком случае на Земле.

Источник

• ← что такое длинные и короткие передачи
• что такое вейтпуллинг для собак →