Життя як особлива форма руху матерії

План

1. Концепції сутності життя

2. Аксіоми біології

3. Основні властивості та ознаки живих організмів

4. Структурні рівні організації життя

Концепції сутності життя

Життя — одна з найважливіших форм руху, що закономірно виникла в процесі розвитку матерії. Уявлення про специфіку живого поступово накопичувалися в процесі пізнання природи. Першорядну роль у цьому відіграв розвиток природознавства, яке крок за кроком вводило наукові критерії життєвих функцій. У зв'язку з розширенням природничо-наукового пізнання життя розвивалося і філософське його розуміння. Філософсько-концептуальний підхід до проблеми життя має світоглядне значення, оскільки він відбиває віковічну боротьбу матеріалізму та ідеалізму, науки й релігії. Звертаючись до минулого, варто підкреслити, що як ідеалістичні, так і матеріалістичні уявлення про сутність життя мають давнє походження.

Основоположником ідеалістичної концепції сутності життя вважають давньогрецького філософа Арістотеля (IV ст. до н. е.), який ствержував, що в основі живого лежить особливе нематеріальне начало — "ентелехія". Ці уявлення пізніше модифікувалися в концепцію віталізму.

Основним положенням віталізму є визнання особливої "життєвої сили" (vis vitalis), або "душі", властивої всім тілам живої природи. Із цих уявлень випливало визнання повної автономності органічного світу як світу одухотвореного. Значного поширення віталізм набув у XVII-XVIII століттях у зв'язку з популяризацією цієї течії німецьким хіміком і лікарем Г. Шталем (1660-1734), який стверджував, що будь-який організм складається з речовин, які легко розкладаються; розпаданню цих речовин перешкоджає душа. Вона керує всіма процесами, і доти, поки душа знаходиться в організмі, останній є живим тілом. Але як тільки душа залишає тіло, речовини, які знаходяться в ньому, починають розкладатися. Життєва сила як особлива нематеріальна субстанція вважалася незалежною від матеріального світу, тому найбільш послідовні прихильники віталістичної концепції вважали, що вона є проявом божественного начала. Звідси — уявлення про душі, яке є близьким до релігійних вірувань у загробне життя.

Завдяки теорії еволюції Ч. Дарвіна в науці переміг історичний погляд на природу, однак віталістичний принцип далеко не відразу був витіснений із природознавства. Для обґрунтування своїх поглядів віталісти висували два основні положення. Перше полягало в тому, що в організмах виробляються особливі органічні речовини. Оскільки ці речовини створює життєва сила, то штучно відтворити їх неможливо. Друге положення заперечувало застосовність закону збереження енергії до живих тіл.

Перше із цих положень вдалося спростувати ще в 1828 p., коли німецький хімік і лікар Ф. Велер встановив, що речовина, яку він синтезував раніше із ціановокислого амонію, є сечовиною. Це був перший синтез органічної речовини з неорганічної. З того часу в цій галузі досягнуто великих успіхів, і список органічних речовин, синтезованих з неорганічних (понад 100 тисяч), зайняв би багато сторінок. Досить нагадати, що здійснено штучний синтез таких складних органічних речовин, як поліпептиди. Саме вони як первинна структура лежать в основі будови білкової молекули, а без білка життя просто неможливе.

Друге положення вдалося спростувати завдяки розшифруванню механізму фотосинтезу, у процесі якого за участю живих організмів відбувається перетворення сонячної енергії на інші види енергії. Як виявилося, закон збереження енергії застосовний і до живих тіл.

Уявлення про те, що життя має матеріальну основу й перебуває в єдності з неорганічною природою, ми знаходимо в античних мислителів. Але пізніше, зокрема в "похмуру епоху" середньовіччя, у зв'язку із значним поширенням релігійних поглядів і найжорстокішим придушенням "інакомислення" (суд інквізиції), це уявлення було відкинуто. І лише у XVIII столітті, яке ввійшло в історію науки як "епоха Просвітництва", під впливом французьких філософі в-матеріал істі в поширюється матеріалістичний погляд на природу. Однак його прихильники, виступаючи проти ідеалістичного трактування сутності життя, зводили всі прояви життя тільки до фізичних і хімічних явищ. Звідси виникло однобічне уявлення про організми як про тіла, які. відрізняються не якісною своєрідністю, а тільки складністю будови. Така механістична концепція виявилася неспроможною вирішити проблему сутності життя, тому що її автори не розуміли специфіки живих тіл природи.

Діалектико-матеріалістичний підхід до проблеми сутності життя включає дві основні вимоги:

1) розглядати життя як закономірний етап у розвитку матерії, тобто як природний, матеріальний процес;

2) виявити якісні закономірності життя, що характеризують його як особливий ступінь розвитку та спадкоємності форм руху матерії.

Саме з таких позицій ще в 19 столітті Ф. Енгельс охарактеризував життя як якісний стрибок у розвитку матерії, який відбувся "при переході від звичайної хімічної дії до хімізму білків, що ми називаємо життям" ("Анти-Дюринг", 1957, с. 63). У визначенні життя, яке дав Ф. Енгельс, сутність життя розглядається як функція певного матеріального субстрату: "Життя є спосіб існування білкових тіл, і цей спосіб існування полягає по своїй суті в постійному самовідновленні хімічних складових частин цих тіл" ("Анти-Дюринг", 1957, с. 77).

Успіхи молекулярної біології значно розширили уявлення про хімічний субстрат життя. До його складу поряд з білковими молекулами входять такі найважливіші хімічні речовини, як нуклеїнові кислоти. Сучасна наука виявила також ряд істотних властивостей життя. Зокрема, було доведено, що життя пов'язане зі складним колоїдним станом протоплазми; що йому властивий не тільки обмін речовин, але й перетворення енергії.

Таким чином, життя можна визначити як спосіб існування відкритих колоїдних систем, які, перетворюючи речовини та енергію зовнішнього середовища, виявляють здатність до саморегуляції, відтворення й розвитку на основі біохімічної взаємодії білків, нуклеїнових кислот та інших сполук.

Аксіоми біології

Б. М. Мєдніков (1982) визначив особливості живої матерії у вигляді аксіом теоретичної біології.

1. Усі живі організми являють собою єдність фенотипу (сукупності всіх ознак і властивостей організму, що сформувалися в процесі індивідуального розвитку) і програми для його побудови (генотипу), яка передається спадково з покоління в покоління (аксіома А. Вейсмана)

2. Генетична програма створюється матричним шляхом. Як матриця, на якій вибудовується ген майбутнього покоління, використовується ген попереднього покоління (аксіома М. К. Кольцова).

3. У процесі передавання з покоління в покоління генетичні програми з різних причин змінюються випадково й нецілеспрямовано, і лише випадково такі зміни можуть виявитися вдалими в даному середовищі (1-а аксіома Ч. Дарвіна).

4. Випадкові зміни генетичних програм у процесі становлення фенотипу багаторазово посилюються (аксіома М.В. Тимофєєва-Ресовського).

5. Багаторазово посилені зміни генетичних програм зазнають добору, який здійснюють умови зовнішнього середовища (2-а аксіома Ч. Дарвіна).

Аксіоми біології визначають всі основні властивості живої природи.

Основні властивості та ознаки живих організмів

Живі організми мають ознаки й властивості, які відсутні в більшості неживих систем. Переважна більшість із них окремо зустрічаються й у неживих системах. Однак лише всі разом узяті, вони характеризують особливу форму руху матерії — життя. Перелічимо основні властивості й ознаки живого.

1. Єдність хімічного складу. До складу всіх живих організмів входять ті ж хімічні елементи, які містяться й у неживій матерії. Однак їх співвідношення в живому й неживому різне. Так, у живих організмах набагато більша частина хімічного складу (98 %) припадає на чотири елементи: вуглець, водень, кисень та азот. Крім того, усі живі організми побудовані з особливих речовин — макромолекул, які відсутні в неживій матерії. Основними серед них є такі: білки, нуклеїнові кислоти й АТФ (аденозинтрифосфорна кислота), вуглеводи й ліпіди.

2. Дискретність (латин, discretus — переривчастий, тобто складається з окремих частин) і цілісність - дві фундаментальні загальні властивості організації життя на Землі. Ця властивість полягає в тому, що будь-яка жива система (клітина, організм, популяція, вид, біогеоценоз) складається з окремих, але взаємозалежних і взаємодіючих частин, що утворюють структурно-функціональну єдність, тому вона являє собою єдине ціле.

3. Складність і високий ступінь організації. Живі системи складаються з величезної кількості складних молекул і структур, що зумовлює їх ускладнену внутрішню будову. При цьому будь-яка частина організму має спеціальне призначення й здатна виконувати певні функції. Усе це забезпечує складність і високий ступінь організації живої системи в цілому.

4. Обмін речовин і перетворення енергії. Жива система являє собою відкриту систему, оскільки через неї проходять потоки речовин та енергії. Щодо енергії, то живі організми мають здатність видобувати, перетворювати й використовувати енергію навколишнього середовища — або у формі органічних поживних речовин, або у вигляді енергії сонячного випромінювання. Завдяки речовинам та енергії, що надходять з навколишнього середовища, організми та їх складові — органи й структури — здатні здійснювати різні функції. У результаті своєї життєдіяльності вони повертають у зовнішнє середовище продукти розпаду й перетворену енергію у вигляді тепла. Усе це і становить сутність обміну речовин і перетворення енергії в живих організмах.

5. Саморегулювання. Властивість саморегулювання означає здатність живих організмів підтримувати сталість свого хімічного складу в нескінченно мінливих умовах середовища існування, використовуючи певні системи регулювання як на клітинному рівні, так і на рівні всього організму.

6. Самовідтворення. Це найбільш універсальна властивість живого, яка забезпечує здатність до розмноження. Саме завдяки цій властивості батьківські особини