Властивості (ознаки) живих систем - Сутність відмінності живих відкритих систем від неживих

Отже, загальними, характерними для всього живого властивостями та їх відмінностями від схожих процесів, що протікають у неживій природі, є:

1) єдність хімічного складу,

2) обмін речовин,

3) самовідтворення (репродукція),

6) зростання та розвиток,

10) відносна енергозалежність,

1. Єдність хімічного складу. До складу живих організмів входять самі хімічні елементи, як у об'єкти неживої природи. Однак співвідношення різних елементів у живому та неживому неоднаково. Елементарний склад неживої природи поруч із киснем представлений переважно кремнієм, залізом, загнієм, алюмінієм тощо. У живих організмах 98% хімічного складу посідає чотири елементи - вуглець, кисень, азот і водень.

2. Обмін речовин. Всі живі організми здатні до обміну речовин з навколишнім середовищем, поглинаючи з неї елементи, необхідні харчування, і виділяючи продукти життєдіяльності. При небіологічному кругообігу речовин вони просто переносяться з одного місця на інше або змінюється їх агрегатний стан, тоді як у живих організмів обмін має якісно інший рівень, включаючи процеси синтезу та розпаду. Шляхом низки складних хімічних перетворень речовини, поглинені з довкілля, трансформуються в речовини живого організму, з яких будується їхнє тіло. Такі процеси називаються асиміляцією, чи пластичним обміном. Процеси, зворотні асиміляції, у яких складні органічні сполуки розпадаються на прості, отримали назву дисиміляції. При такому розпаді речовин втрачається їх схожість із речовинами організму та виділяється енергія, необхідна для реакцій біосинтезу, внаслідок чого дисиміляцію називають ще енергетичним обміном. Обмін речовинзабезпечує сталість хімічного складу та будови всіх частин організму і як наслідок - сталість їх функціонування в безперервно мінливих умовах довкілля.

3. Самовідтворення (репродукція). Самовідтворення, репродукція або розмноження - це властивість організмів відтворювати собі подібних; цей процес здійснюється на всіх рівнях організації живої матерії. Завдяки репродукції як цілі організми, а й клітини, органели клітин (мітохондрії, пластиди та інших.) після поділу подібні зі своїми попередниками. З однієї молекули ДНК – дезоксирибонуклеїнової кислоти – при її подвоєнні утворюються дві дочірні молекули, що повністю повторюють вихідну. В основі самовідтворення лежать реакції матричного синтезу, тобто утворення структур на основі інформації, що закладена в послідовності нуклеотидів ДНК.

4. Спадковість полягає у здатності організмів передавати свої ознаки, властивості та особливості розвитку з покоління в покоління. Спадковість обумовлена стабільністю, що ґрунтується на сталості будови молекул ДНК.

5. Мінливість - властивість, хіба що протилежне спадковості, але з тим тісно пов'язані з нею, оскільки у своїй змінюються спадкові задатки - гени, що визначають розвиток тих чи інших ознак. Іншими словами, мінливість - це здатність організмів набувати нових ознак і властивостей, в основі якої лежать зміни біологічних матриць. Мінливість створює різноманітний матеріал для природного відбору, тобто відбору найбільш пристосованих особин до конкретних умов існування у природі, що, своєю чергою, призводить до появи нових форм життя, нових видів організмів.

6. Зростання та розвиток. Під розвитком розуміють незворотнеспрямоване закономірне зміна складу чи структури об'єктів живої та неживої природи. Розвиток живої форми існування матерії представлено індивідуальним розвитком, або онтогенезом, та історичним розвитком, або філогенезом. У розвитку виникає специфічна структурна організація індивіда, а збільшення його біомаси обумовлено репродукцією макромолекул, елементарних структур клітин і самих клітин. Філогенез, або еволюція, - це незворотний та спрямований розвиток живої природи, що супроводжується утворенням нових видів та прогресивним (або регресивним) ускладненням (або спрощенням) життя. Результатом еволюції є все різноманіття живих організмів землі.

7. Подразливість. Будь-який організм нерозривно пов'язані з навколишнім середовищем: витягує з неї поживні речовини, піддається впливу несприятливих чинників середовища, вступає у взаємодію Космосу з іншими організаціями тощо. У процесі еволюції у живих організмів виробилося і закріпилося властивість вибірково реагувати зовнішні впливи. Ця властивість зветься дратівливості. Будь-яка зміна навколишніх організм умов середовища є по відношенню до нього подразнення, а його реакція на зовнішні подразники служить показником його чутливості та проявом подразливості. Реакція багатоклітинних тварин на роздратування здійснюється за допомогою нервової системи і називається рефлексом.

8. Дискретність. Саме слово "дискретність" означає уривчастість, розділеність і характеризує властивість життя виявлятися у вигляді дискретних форм. Окремий організм або інша біологічна система (вид, біоценоз та ін.) складається з окремих ізольованих, тобто відокремлених або відмежованих у просторі, але, проте тісно пов'язаних і взаємодіючих міжсобою елементів, що утворюють структурно-функціональну єдність. Будь-який вид організмів включає окремі особини. Тіло високоорганізованої особини утворює просторово відмежовані особини, які у свою чергу складаються з окремих клітин. Енергетичний апарат клітини представлений окремими мітохондріями, апарат синтезу білка – рибосомами тощо. до макромолекул. Властивість дискретності організму є основою його структурної впорядкованості, можливості постійного самооновлення із заміною структурних елементів (молекул, ферментів, органоїдів клітини та цілих клітин) без припинення виконуваної функції. Дискретність виду визначає можливість його еволюції шляхом загибелі чи усунення від розмноження непристосованих особин та збереження індивідів з корисними ознаками.

9. Ритмічність. Під ритмом (від грецьк. " ритмос " - теку) розуміється повторення однієї й тієї ж події чи стану через суворо певні відрізки часу. У фізиці періодичні процеси виражаються у герцах (Гц). Гц - частота періодичного процесу, коли за час 1 з відбувається один цикл періодичного процесу. Найменший проміжок часу, через який система, що здійснює коливання, знову повертається в той самий стан, в якому вона знаходилася в початковий момент, називається періодом коливань. У біології під ритмічністю розуміють періодичні зміни інтенсивності фізіологічних функцій з різними періодами коливань (від кількох секунд до року та століття). Добре відомі добові ритми сну та неспання у людини; сезонні ритми активності та сплячки у деяких ссавців (суслики, їжаки, ведмеді) та багато інших. Ритмічність спрямована на узгодження функцій організму з навколишнім середовищем, тобто на пристосування до мінливих змінумов існування.

10. Відносна енергозалежність. Живі тіла являють собою "відкриті" системи, стійкі лише за умови безперервного доступу до них енергії та матерії у вигляді їжі з навколишнього середовища. Живі організми на відміну об'єктів неживої природи відмежовані від довкілля оболонками (зовнішня клітинна мембрана в одноклітинних, покривна тканина у багатоклітинних). Ці оболонки ускладнюють обмін речовин між організмом та зовнішнім середовищем, зводять до мінімуму втрати речовин та підтримують просторову єдність системи. Таким чином, живі організми різко відрізняються від об'єктів фізики та хімії – неживих систем – своєю винятковою складністю та високою структурною та функціональною впорядкованістю. Ці відмінності надають життю якісно нових властивостей. Живе є особливим щаблем розвитку матерії.

11. Гомеостаз (саморегуляція) – сукупність пристосувальних реакцій організму, спрямованих на збереження динамічного стану його внутрішнього середовища (температури тіла, кров'яного тиску та ін.). У його основі лежить принцип негативного зворотний зв'язок. Саме ця здатність живих систем зберігати стаціонарний стан в умовах безперервно змінного середовища та обумовлює їхнє виживання.