Презентація "Визначення життя. Властивості живих систем"

Хлус Лариса Миколаївна, к.б.н., доцент Визначення життя. Властивості живих систем

7 питань Е. Дюбуа-Реймона: Сутність матерії та енергії; Походження руху; Походження життя; Доцільність у природі; Виникнення відчуттів та свідомості; Природа розумової діяльності та мови; Питання про свободу волі

Основні компоненти визначення життя: Характеристика субстрату життя, тобто тих матеріальних об’єктів, у формі яких воно існує; Характеристика процесів,за допомогою яких воно реалізується; Основні специфічні властивості, притаманні живим системам, які відрізняють їх від інших природних об’єктів

Сучасне формулювання: Життя являє собою форму організації відкритих саморегульованих та самовідтворюваних дискретних ієрархічних систем, побудованих на основі білків та нуклеїнових кислот

Відкриті системи Термін характеризує термодинамічні властивості живих об’єктів: їх безперервний обмін речовиною та енергією з оточуючим середовищем; Це відрізняє живі об’єкти від ізольованих систем, які не обмінюються із довкіллям ні речовиною, ні енергією, а також від замкнених (адіабатичних) систем, які обмінюються лише енергією; Класична термодинаміка була розроблена для ізольованих та замкнених систем; Сучасна термодинаміка відкритих систем розроблена у 1940-50-х рр. австрійським фізиком-теоретиком Ервіном Шредингером та бельгійським біофізиком російського походження Іллєю Романовичем Пригожиним

Здатність до саморегуляції Включає дві складові, які мають спільну біофізичну природу: 1. Здатність до активних реакцій на зовнішні впливи: енергетичні особливості живого організму дозволяють здійснювати багатоваріантні активні зміни його стану у відповідь на зовнішні впливи та зміни внутрішнього середовища, які не завжди можна однозначно передбачити; 2. Здатність підтримувати у певних межах сталість свого стану при змінах умов оточуючого середовища

Гомеостаз Уявлення про відносну сталість внутрішнього середовища організму вперше були сформульовані у другій половині ХІХ ст. французьким фізіологом Клодом Бернаром; У 1929 р. американський фізіолог Уолтер Бредфорд Кеннон запропонував для згаданої властивості термін “гомеостаз”

Обидва типи регуляторних процесів реалізуються завдяки особливостям перетворень енергії у живих системах; Особливо значний вплив на них здійснюють біологічні властивості білків, які є каталізаторами хімічних реакцій обміну речовин

Самовідтворення Здатність живих систем породжувати собі подібні; Специфічна риса живих об’єктів, обумовлена самоподвоєнням (реплікацією) молекул ДНК, завдяки чому стає можливим поділ клітин; Жоден неживий об’єкт не здатний до довільної, спонтанної фрагментації з наступним відтворенням у відокремлених частин вихідної структури; такі процеси відомі лише у живій природі

Ієрархічна структура Поняття запозичене із загальної теорії систем та означає супідрядність елементів, взаємодія яких формує більш високий рівень організації; У будь-якому біологічному об’єкті можна виділити різні рівні організації; Ієрархічна структура є ознакою високої впорядкованості живих систем, що органічно пов’язує її з характером енергетичних процесів, які в ній відбуваються: у природі ймовірність реалізації будь-якої системи перебуває у зворотному зв’язку зі ступенем впорядкованості її структурних елементів

Рівні організації життя Клітина – найменш складна структура, яка володіє усіма ознаками живого об’єкта, тому її називають структурно-функціональною (елементарною) одиницею життя; Виділяють клітинний, організмовий, популяційно-видовий, біоценологічний та біосферний рівні організації життя; Елемент будь-якого з рівнів є відкритою саморегульованою та самовідтворюваною системою (згідно визначення життя)

Енергія Колообіг речовин та енергії – необхідна ознака життя як явища природи. Цим обумовлена необхідність живлення організмів; Основні типи використання енергії: автотрофний (організми використовують джерела енергії небіологічного походження) та гетеротрофний (джерелом енергії є речовини зі складу інших організмів чи продуктів їх життєдіяльності)

Живлення Автотрофне – за рахунок засвоєння світлової енергії (фотосинтез) або ж енергії хімічних зв’язків неорганічних речовин (хемосинтез); Гетеротрофне: голозойне (анімальне) – активне захоплення харчових об’єктів у вигляді оформлених фізичних тіл; сапрофітне – поглинання вільних органічних речовин; окремий випадок – паразитичне – особина одного виду живиться за рахунок особини іншого виду

Дискретність Категорія, протилежна неперервності: живі об’єкти, незалежно від рівня організації, представлені конкретними носіями, відокремленими один від одного; Для існування повноцінного життя потрібен принаймні клітинний рівень; Клітина є чітко обмежованим у просторі (поверхневий апарат) та часі (від народження до загибелі) об’єктом