Специфика живого.

Предмет изучения, задачи и методы биологии. Биология – совокупность или система наук о живых системах. Предмет изучения биологии – все проявления жизни, а именно: строение и функции живых существ и их природных сообществ; распространение, происхождение и развитие новых существ и их сообществ; связи живых существ и их сообществ друг с другом и с неживой природой.

Задачи биологии состоят в изучении всех биологических закономерностей и раскрытии сущности жизни. К основным методам биологии относятся: наблюдение, позволяющее описать биологическое явление; сравнение, дающее возможность найти закономерности, общие для разных явлений; эксперимент, в ходе которого исследователь искусственно создает ситуацию позволяющую выявить скрытые свойства биологических объектов; исторический метод, позволяющий на основе данных о современном мире живого и о его прошлом, раскрывать законы развития живой природы.

Биология как система наук может быть классифицированы различным образом. 1. По предмету изучения: ботаника, зоология, микробиология и т.д. 2. По общим свойствам живых организмов: - генетика (закономерности наследственности) - биохимия (превращения вещества и энергии) - экология (взаимоотношения живых существ и их природных сообществ с окружающей средой) и т.п.

3. По уровню организации живой материи, на котором рассматриваются живые системы: - молекулярная биология; - цитология (изучает живые клетки, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти); - гистология (изучает строение тканей живых организмов.) и т.п.

Существует также 4 магистральных направления биологии. 1). Традиционная или натуралистическая биология. Её объектом изучения является живая природа в её естественном состоянии и нерасчлененной целостности. Сформировалась она в м веках. Одним из важных этапов формирования этого направления является создание классификаций животных и растений Карла Линиея.

2). Функционально-химическая биология. отражающая сближение биологии с точными физико-химическими науками. Одним из важнейших разделов физико- химической биологии является молекулярная биология – наука изучающая структуру макромолекул, лежащих в основе живого вещества. 3). Эволюционная биология. Это направление биологии изучает закономерности исторического развития организмов. В основе современной эволюционной биологии лежит теория Дарвина.

4). Теоретическая биология. Целью теоретической биологии является познание самых фундаментальных и общих принципов, законов и свойств, лежащих в основе живой материи.

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

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.

Свойства живого: упорядоченная структура; получение энергии из внешней среды; живые организмы не только изменяются, но и усложняются; активная реакция на внешнюю среду самовоспроизводство; способность сохранять и передавать информацию; высокая приспособляемость к внешней среде.

Качества живых систем. 1). Единство химического состава. 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 свойственны.

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 – синтез веществ и распад сложных веществ на простые с выделением энергии, которая используется для биосинтеза.

3). Живые системы – самоуправляющиеся, саморегулирующиеся, самоорганизующиеся системы. Саморегуляция – свойство живых систем автоматически устанавливать и поддерживать на определенном уровне те или иные физиологические 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.

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.

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 и историческим. 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. Например: организм состоит из клеток. Живая система целостна, поскольку входящие в неё элементы выполняют свои функций не самостоятельно, а во взаимосвязи с другими элементами системы. Специфика живого заключается в том, что ни один из этих признаков не является самым главным, Только наличие всех этих признаков вместе взятых позволяет провести границу между живым и неживым в природе.

Уровни организации живых систем. Каждая живая система состоит из единиц, которые ей подчинены и является единицей, которая входит в состав живой системы, которой она сама подчинена.

1). Молекулярный уровень. 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. 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.

3). Тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань. 4). Органный уровень. Орган (греч. Organon – инструмент) – обособленная совокупность различных типов клеток и тканей, выполняющая определённую функцию в пределах живого организма.

5). Организменный уровень. 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. Она является элементарной единицей эволюционного процесса; в ней начинаются процессы видообразования.

7). Биоценотический уровень. Биогеоценозы – исторически сложившиеся устойчивые сообщества популяций различных видов, связанных между собой и окружающей средой обменом веществ, энергии и информации. 8). Биосферный уровень. Совокупность всех биогеоценозов составляют: биосферу и обуславливают все процессы, протекающие в ней.

Уровни материи в биологии отличаются не столько размерами или уровнями сложности, но главным образом, закономерностями функционирования.