СУТНІСТЬ ЖИТТЯ. ВЛАСТИВОСТІ І РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИВОГО

Життя - це одна з форм існування матерії, закономірно виникла при певних умовах у процесі її розвитку. Живі організми відрізняються від неживих об’єктів сукупністю ознак: особливістю хімічного складу, метаболізму, єдиному принципу структурної організації, розмноженням, спадковістю, мінливістю, ростом і розвитком, рухом, подразливістю, дискретністю, адаптацією, авторегуляцією, ритмічністю і енергозалежністю.

Особливості хімічного складу: до складу живих організмів входять хімічні елементи, які складають об’єкти неживої природи. Але співвідношення різних елементів у живій і неживій природі неоднакове. У живих організмів хімічні елементи беруть участь у синтезі складних органічних молекул і присутність їх у неживій природі принципово інша як за кількістю, так і за сутністю.

Метаболізм: усі живі організми здатні до обміну речовин та енергії з навколишнім середовищем. Речовини, що надходять з навколишнього середовища, унаслідок пластичного обміну - асиміляції - перетворюються у речовини даного організму і з них будується тіло. У процесі енергетичного обміну - дисиміляції - відбувається розщеплення складних органічних сполук на прості з виділенням енергії. Обмін речовин забезпечує сталість, постійність хімічного складу клітин і всього організму, а відповідно і їх діяльності. Система, яка постійно взаємодіє з зовнішнім середовищем називається відкритою. Тому живий організм - відкрита система, існує до того часу, поки в нього надходить вода, поживні речовини, енергія з зовнішнього середовища, а продукти обміну речовин виділяються.

Єдиний принцип структурної організації: усі організми, до якої структурної організації вони б не належали, мають клітинну будову. Клітина - це структурно-функціональна одиниця будови та функціонування усіх живих організмів.

Розмноження: це одна з основних властивостей живих організмів, яка забезпечує продовження існування і збільшення чисельності видів у природі.

Спадковість:здатність організмів передавати свої ознаки наступним поколінням і є одною з основних ознак живої матерії. Це пояснює здатність видів рослин і тварин при розмноженні зберігати властивості виду. Ця видова особливість існує, і тому у результаті взаємодії поколінь, відбувається розмноження. Спадковість забезпечується системою «нуклеїнова кислота - білок», де нуклеїнова кислота є матеріальною основою генетичних програм, а білок функціональним виконуючим механізмом, який її регулює. Живі тіла, які живуть на Землі, представляють собою відкриті саморегулюючі і самовідновлювальні системи, що побудовані з біополімерів - білків і нуклеїнових кислот.

Мінливість: здатність організмів набувати нових ознак і властивостей. Ця різноманітність ознак з’являється у результаті зміни генетичної інформації або умов зовнішнього середовища. Мінливість виражається у тому, що у будь- якому поколінні окремі особини відрізняються один від одного і від своїх батьків. Без неї була б неможлива еволюція і велика різноманітність форм життя на Землі. В основі мінливості лежать мутації - порушення процесу самовідновлення ДНК.

Ріст і розвиток: ріст - один з проявів індивідуального розвитку організму, який пов’язаний із збільшенням маси його живої речовини. Закономірності росту організмів і кінцеві розміри тіла визначаються їхніми спадковими особливостями, що складаються історично, умовами змін середовища і внутрішніми факторами. Розвиток - незворотне направлена закономірна зміна об’єктів живої природи. Розвиток живої форми існування матерії представлений індивідуальним розвитком (онтогенезом) та історичним розвитком (філогенезом). Онтогенез супроводжується ростом. У процесі розвитку виникає специфічна структура організації індивіда, збільшення його маси обумовлене репродукцією макромолекул, елементарних структур клітин і самих клітин. Філогенез, або еволюція - це необоротній і направлений розвиток природи, який супроводжується утворенням нових видів та прогресивним ускладненням життя, результат еволюції різноманітності живих організмів на Землі.

Подразливість: здатність живого організму або його утворень сприймати зміни навколишнього і внутрішнього середовища і відповідати на ці зміни реакцією збудження. Живі організми реагують на електричні, хімічні, механічні, термічні подразники. У рослин подразливість сприймається всіма клітинами; багатоклітинні тварини - нервовою системою і органами чуття. Збудження у рослинних і тваринних клітинах супроводжується виникненням біоелектричних потенціалів.

Дискретність: це єдність протилежностей життя. Органічний світ цілісний, тому що становить систему взаємопов’язаних частин і, водночас, він дискретний, тому що складається з окремих одиниць - які теж дискретні. Окремий організм або інша біологічна система (вид, екосистема) складаються з окремих ізольованих або відмежованих у просторі, але не менш пов’язаних між собою частин, які взаємодіють між собою та утворюють структурно - функціональну єдність. Дискретні одиниці в організмі утворюють упорядковану систему, чим зумовлена добре погоджена діяльність усіх процесів, що відбуваються і у цілому організмі, і в окремих клітинах. Упорядкованість у просторі супроводжується упорядкованістю у часі, що забезпечує послідовність усіх процесів, які відбуваються у живих системах.

Адаптація: процес пристосування організмів або їх органів у процесі органічної еволюції під дією її основних факторів - мінливості, спадковості і добору.

Авторегуляція: здатність живих організмів, що живуть у безперервно нестабільних умовах навколишнього середовища, підтримувати стабільність хімічного складу та інтенсивність перебігу фізіологічних процесів - гомеостазу.

Ритмічність: періодичні зміни адаптивності фізіологічних функцій і формування процесів з різними періодами коливань (від кількох секунд до року і століття). Ритмічність спрямована на узгодження функцій організму в навколишньому середовищі, тобто на пристосування до нестабільних умов існування.

Енергозалежність: живі організми існують до тих пір, поки в них надходить енергія та матеріал у вигляді поживних речовин із навколишнього середовища.

Живі організми різко відрізняються від об’єктів неживої природи своєю винятковою складністю та високою структурою і функціональною впорядкованістю. Ці відмінності надають життю якісно нових властивостей. Живе являє собою особливу ступінь розвитку матерії.

Рівні організації живої матерії

Рівні організації живої матерії - функціональне місце біологічної структури певного ступеня складності живої системи природи: молекулярного, клітинного, тканинного, органного, організмового, популяційно - видового, біогеоценотичного (екосистемного), біосферного.

Основні властивості життя виявляються на всіх його рівнях, але характер їх впливу на кожному рівні має свої особливості. Існування життя на всіх рівнях готується і визначається структурою нижчого рівня.

Молекулярний: представлений різноманітними молекулами, які містяться у живій клітині. Біологічна система виявляється на рівні функціонування активних макромолекул: білків, вуглеводів, ліпідів та нуклеїнових кислот. З цього рівня розпочинаються найважливіші процеси життєдіяльності - кодування і передача спадкової інформації, обмін речовин і перетворення енергії. Йому властива стійкість молекулярних структур у поколіннях. Усі процеси відбуваються у живій клітині. (рис.22.1).

Рис. 22.1.Молекулярний рівень.

Клітинний: предстставлений клітинами - організмами та клітинами багатоклітинних організмів. У кожній клітині одноклітинних і багатоклітинних організмів відбуваються процеси обміну речовин і перетворення енергії, забезпечуються процеси розмноження й передачі нащадкам спадкової інформації, розвитку і росту. Отже, клітина є структурно

- функціональною і універсальною одиницею живого. Клітинний рівень у

одноклітинних організмів збігається з рівнем організму. (рис.22.2).

Рис. 22.2.Клітинний рівень.

Тканинний: у багатоклітинних організмів під час індивідуального розвитку клітини спеціалізуються за будовою та функціями, які виконують, формуючи тканини.

Рис. 22.3. Тканинний рівень:

1 - епітеліальна; 2 - м’язова; 3 - сполучна; 4 - нервова

Органний: орган структурно-функціональні об’єднання кількох типів тканин ( наприклад, корінь, пагін, квітка - у рослин). (рис.22.4).

Рис. 22.4. Органний рівень.

Організмовий: представлений одно - і багатоклітинними організмами. Цілісна диференційована система організмів. На рівні кожного організму спостерігається найбільша різноманітність форм життя. На цьому рівні відбуваються процеси онтогенезу, тому організмовий рівень називають онтогенетичним. А також забезпечуються гармонійні відповідності організму і середовища його існування.(рис.22.5).

Рис. 22.5. Організмовий рівень.

Популяційно - видовий: представлений у природі дуже великим розмаїттям видів та їх популяцій. Вид - це сукупність близькоспоріднених організмів, що характеризуються певними, тільки їм властивими морфо- фізіологічними та еколого-географічними особливостями. Сукупність організмів одного виду, що населяють певну територію і так чи інакше ізольовані від особин інших сукупностей, утворює популяцію. Між особинами популяції відбувається вільне схрещування. Популяція - елементарна одиниця еволюційного процесу, в них розпочинаються процеси видоутворення. Цей рівень організації живого характеризується надзвичайною різноманітністю. На нашій планеті мешкає понад 2 млн видів різноманітних організмів: дроб’янок, грибів, рослин і тварин, які об’єднані певним генофондом та специфічною взаємодією з навколишнім середовищем.

Рис. 22.6. Популяційно-видовий рівень.

Біогеоценотичний (екосистемний) - різноманіття природних і культурних екосистем (біогеоценозів) в усіх середовищах. Біогеоценози - історично сформовані стійкі угрупування популяцій різних видів, що зв’язані між собою і з навколишнім середовищем обміном речовин, енергії та інформації. Для цього рівня характерні постійні потоки енергії між популяціями різних видів, а також постійний обмін речовин між живою (біотичною) та неживою (абіотичною) частинами біогеоценозів, тобто кругообігом речовин. (рис.22.7).

Рис. 22.7. Біогеоценотичний рівень.

Екосистема - це взаємозумовлений комплекс організмів, об’єднаних зв’язками та елементами їх абіотичного середовища (грунтові води, світло). Виділяють природні і штучні екосистеми, до природних належать : наземні, прісноводні, морські. До основних властивостей природних екосистем належать: цілісність - забезпечується тісними взаємозв’язками популяцій організмів між собою і фізичним середовищем; стійкість - взаємне пристосування популяцій організмів різних видів, а також їхніх адаптацій до умов фізичного середовища життя; саморегуляція - коливання кількісних і якісних показників продуктивності екосистеми, швидкості біогенної (тобто за участю організмів) міграції атомів і потоків енергії навколо певних оптимальних значень. (рис.22.8).

Рис. 22.8. Екосистемний рівень.

Біосферний: представлений вищою, глобальною формою організації біологічних систем - біосферою. Біосферу нашої планети утворюють окремі біоценози. Біосферний рівень характеризується біологічним кругообігом речовин та єдиним потоком енергії, що забезпечують функціонування біосфери, як єдиної цілісної системи. Біосфера - система вищого порядку, що охоплює всі явища на Землі: активну взаємодію живої і неживої речовини планети, біологічний і глобальний кругообіг, активну біохімічну участь людини у процесах біосфери та її господарської діяльності. (рис.22.9).

Рис. 22.9. Біосферний рівень.

23.