Поняття «життя». Основні ознаки живих систем.

Вступ

Біологія – комплексна наука про живу природу.

Біологія (від грец. «біос»- життя, «логос» – наука, 1802 р. французький вчений Ж.-Б. Ламарк) – сукупність наук про живі організми, їхню будову, процеси життєдіяльності, взаємозв'язки між собою та умовами навколишнього середовища, закономірності розповсюдження по земній кулі, походження, історичний розвиток, різноманітність тощо.

вірусологія (віруси) бактеріологія (бактерії) мікологія (гриби) ботаніка (рослини) зоологія (тварини)

БІОЛОГІЯ

анатомія (макроскопічна будова) фізіологія (процеси життєдіяльності) цитологія (будова та функції клітин) Гістологія (будова та функції тканин) Біохімія (хімічний склад)

Крім цих наук існують інші:

Систематика – біологічна наука, яка вивчає видове різноманіття живих організмів. Систематичні категорії бувають:

 

Основні	Допоміжні   До основних таксонів додається префікси над- або під-. Наприклад, існує два над царства – прокаріоти (безядерні) і еукаріоти (ядерні)
Рослини, гриби, бактерії	Тварини
Царство	Царство
Відділ	Тип
Клас	Клас
Порядок	Ряд
Родина	Родина
Рід	Рід
Вид	Вид

 

У біології існує так звана бінарна номенклатура (подвійні назви): сосна – родова назва, кримська – видова назва.

Палеонтологія – досліджує вимерлі організми.

Еволюційне вчення – встановлює закономірності історичного розвитку живої матерії.

Філогенія – вивчає шляхи історичного розвитку певних систематичних груп.

Загальна біологія вивчає закономірності, притаманні усім живим організмам, досліджує шляхи історичного розвитку біосфери, створює системи живих організмів.

Основні методи біологічних досліджень:

1. Порівняльно-описовий (найдавніший) – описання певних форм організмів чи явищ.

 

2. Експериментальний – полягає у зміні дослідником будови об'єктів досліджень чи певних умов їхнього існування і спостереження за наслідками цих змін (польові та лабораторні експерименти).

 

3. Моніторинг – спостереження за перебігом певних процесів чи за станом конкретних біологічних об'єктів.

 

4. Моделювання – метод дослідження та демонстрації структур, функцій, процесів за допомогою спрощеної імітації (математичне моделювання).

 

5. Статистичний – статистична (математична) обробка результатів спостережень, експериментів чи моделювання.

Поняття «життя». Основні ознаки живих систем.

Життя – це багаторівнева (має кілька рівнів організації) відкрита (обмінюється речовиною та енергією з довкіллям) система, яку можна охарактеризувати декількома ознаками:

1) для всіх живих організмів характерний однаковий відсот­ковий вміст хімічних елементів;

2) живі організми мають у своєму складі особливі високомолекулярні органічні сполуки: білки, вуглеводи, ліпіди, нуклеїнові кислоти;

3) живі організми обмінюються речовиною та енергією з довкіллям;

4) для всіх живих організмів характерні процеси життєдіяльності (дихання, живлення), рух, подразнення;

5) для живих організмів характерна дискретність: існування окремих клітин, особин, популяції, екосистем;

6) для всіх живих організмів характерний ріст, розмноження, індивідуальний розвиток;

7) живі організми здатні пристосовуватись до умов довкілля.

 

Рівні організації життя

Назва рівня	Характеристика
Молекулярний	предмет молекулярної біології, вивчається будова білків, нуклеїнових кислот, жирів та інших речовин, їх роль у процесах життєдіяльності
Клітинний	предмет цитології, включає проблеми морфологічної організації клітин та їх функції
Тканинний	вивчення будови і функцій тканин
Органний	вивчення будови і функцій органів
Організмовий	вивчення організму як єдиного цілого, будови і фізіологічних процесів, їх регуляції, забезпечення гомеостазу і адаптацій
Популяційно-видовий	вивчення популяцій, видів, їх характеристик, динаміки
Біогеоценотичний	вивчення проблем взаємовід­ношень організмів у біогеоценозах (БГЦ), стійкість БГЦ і їх збереження
Біосферний	вирішуються глобальні проблеми, пов'язані з функціями живої речовини на планеті, вивчення змін в біосфері, пов'язаних з діяльністю людини.

 

Гіпотези виникнення життя на Землі

Гіпотези абіогенезу (живі організми виникли з неживої матерії)

Гіпотези біогенезу (живі організми виникли з живого)

Гіпотези абіогенезу

Цей напрямок підтримували вчені Стародавньої Греції (Демокріт, Епікур, Платон, Арістотель, та ін.) та епохи Відродження (Парацельс, Декарт, Бекон). Вони вважали, що життя виникло з мулу, води, ґрунту.

Але через ряд відкриттів (вивчення фізіології розмноження багатоклітинних, відкриття клітинної теорії) від абіогенетичного напрямку гіпотез виникнення життя відмовились. До того ж на початку 19 ст. Л. Пастер у ряді дослідів довів неможливість самозародження життя на Землі: помістив «м'ясний» бульйон у колбу з довгою вузькою шийкою S-подібної форми і прокип'ятив його, щоб стерилізувати; залишив посудину з бульйоном у спокійному місці, перевіривши її через деякий час, у бульйоні живі організми не з'явились.

 

Із розвитком геологічних знань про історичний розвиток земної поверхні та молекулярної біології гіпотези абіогенезу дістали нове життя вже у 20 ст. Вчені вважали, що самозародження життя у наш час неможливе, але у минулому воно могло виникнути з хімічних сполук. Вперше цю думку висловив ще у 1820 р. французький вчений Ж.-Б.Ламарк. Лише у 20-х роках 20 ст. цю думку розвинули російський учений Опарін та англійський Холдейн у біохімічній гіпотезі: біологічній еволюції передувала хімічна еволюція органічних речовин.

Розвиток відбувався за схемою:

Неорганічні речовини (у первісній атмосфері та океані за рахунок вулканічної діяльності)	опромінення   блискавка	Органічні речовини (нуклеотиди, моносахариди, амінокислоти)	скупчення	Коацервати (скупчення органічних речовин)
	«доклітинні» форми життя		прокаріоти

У лабораторних умовах були одержані лише коацервати, далі розвиток не пішов. Абіогенез у минулому Землі, як спосіб виникнення життя, довести не вдалось.

Гіпотези біогенезу

На думку вчених, які підтримували цей напрямок, життя – це особлива форма існування матерії, яка виникла водночас з Всесвітом.

На початку 20 ст. шведський фізик Арреніус сформулював гіпотезу панспермії, а розвинув її український учений Вернадський.

Вони з'ясували, що спори (цисти) прокаріот здатні витримувати умови космічного простору. Згідно з гіпотезою панспермії, першими живими організмами були саме спори (цисти), які під дією тиску світла зірок розповсюджувались у Космосі і потрапляли на небесні тіла. У сприятливих умовах з них з'являлись різноманітні мікроорганізми, які утворювали первинні БГЦ. Подальша еволюція життя залежала від історичних змін умов довкілля тієї чи іншої планети.