Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Основні ознаки живих організмів




Живіорганізми мають ознаки і властивості, що характерні лише для них та відсутні в більшості неживих систем. Переважна більшість із них окремо існують і в неживих системах. Однак лише всі, разом узяті, вони характеризують таку особливу форму руху матерії як життя. Перелічимо основні властивості й ознаки живого.

 

4.2.1. Єдність хімічного складу; дискретність і цілісність; високий ступінь організації

Єдність хімічного складу. До складу всіх живих організмів входять ті ж хімічні елементи, які містяться й у неживій матерії. Однак їх співвідношення в живому і неживому різне. Так, у живих організмах набагато більша частина хімічного складу (98 %) припадає на чотири елементи: Вуглець, Водень, Кисень та Азот. Це органогенні елементи. Наступну групу складають макроелементи – Фосфор, Калій, Сірка, Хлор, Кальцій, Магній, Залізо, загальна кількість яких становить 1,9%. Інші хімічні елементи (понад 50) належать до мікроелементів (Йод, Кобальт, Марганець, Мідь, Цинк). Вміст кожного з них у клітині становить 10-3 – 10-12%. Ще менше у клітині ультрамікроелементів (Свинець, Бром, Срібло, Золото тощо). Усі хімічні елементи, що містяться у клітині, входять до складу органічних і неорганічних сполук або перебувають у вигляді іонів). Серед неорганічних сполук живих організмів воді належить особлива роль. Вода є основним середовищем, де відбуваються всі процеси обміну. Її вміст у більшості живих організмів становить 60 – 70%, а у деяких (медуз) – до 98%.

Крім того, всі живі організми побудовані з особливих речовин – макромолекул, які відсутні в неживій матерії. Основними серед них є білки, нуклеїнові кислоти й АТФ (аденозинтрифосфорна кислота), вуглеводи й ліпіди.

Дискретність (латин. (discretus переривчастий, тобто складається з окремих частин) і цілісність – дві фундаментальні загальні властивості організації життя на Землі. Ця властивість полягає в тому, що будь-яка жива система (клітина, організм, популяція, вид, біогеоценоз) складається з окремих, але взаємозалежних і взаємодіючих частин, що утворюють структурно–функціональну єдність, тому система являє собою єдине ціле.

Складність і високий ступінь організації. Живі системи складаються з величезної кількості молекул і структур, що зумовлює їх ускладнену внутрішню будову. Водночас будь-яка частина організму має спеціальне призначення і здатна виконувати певніфункції. Усе це забезпечує складність і високий ступінь організації живої системи загалом.

4.2.2. Обмін речовин і перетворення енергії; саморегулювання і само відтворення. Редуплікація та індивідуальний розвиток

Обмін речовин і перетворення енергії. Жива система являєсобою відкриту систему, оскільки через неї проходять потоки речовин та енергії. У клітинах має місце дуже складна і різноманітна хімічна діяльність, необхідною умовою якої є обмін речовин із навколишнім середовищем, а також перетворення форм енергії у клітинах.

Своєю чергою, підвищення і підтримання рівня упорядкованості і складності у світі живого, його біологічні процеси повинні забезпечуватися енергією, яка надходить з навколишнього середовища. Первинним джерелом енергії для всього живого є сонячна радіація, яка вловлюється зеленими рослинами і перетворюється у процесі фотосинтезу в енергію хімічних зв’язків запасних органічних речовин. Ефективне вивільнення запасеної енергії відбувається під час аеробного дихання, у процесі якого молекули, що містять запасну енергію, розщеплюються в контрольованій послідовності реакцій.

Отже, живі організми мають здатність видобувати, перетворювати й використовувати енергію навколишнього середовища — або у формі органічних поживних речовин, або у вигляді енергії сонячного випромінювання. Завдяки речовинам та енергії, що надходять із навколишнього середовища, організми та їх складові — органи й структури — здатні здійснювати різні функції. У результаті своєї життєдіяльності вони повертають у зовнішнє середовище продукти розпаду й перетворену енергію у вигляді тепла. Усе це і становить сутність обміну речовин і перетворення енергії в живих організмах.

Організми, здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами (від грец. аутос – сам і трофе – їжа, живлення). Одні з них використовують для цих процесів енергію світла – це фототрофи (від грец. фотос – світло). До фототрофних організмів належать зелені рослини, ціанобактерії, деякі одноклітинні тварини та бактерії. Енергію світла ці організми використовують для забезпечення власних процесів життєдіяльності або накопичують її у вигляді енергії хімічних зв'язків синтезованих сполук.

Інші автотрофи для синтезу органічних сполук із неорганічних використовують енергію, яка звільняється під час хімічних реакцій. Це – хемотрофи (від грец. хемейа – хімія).

Гриби, більшість тварин і бактерій належать до гетеротрофів (від грец. гетерос – інший). Для них джерелом енергії є органічні сполуки, синтезовані іншими організмами, які вони одержують із їжею (живі організми, їхні рештки або продукти життєдіяльності). У біологічних системах енергія існує в різних формах, які можуть перетворюватись одна в одну. Живі організми використовують енергію для забезпечення різних процесів: хімічних (наприклад, синтезу органічних сполук), механічних (скорочення м’язів, руху одноклітинних організмів), електричних (проходження нервового імпульсу по нервовому волокну), теплових (підтримання сталої температури тіла), світлових (перетворення енергії хімічних зв'язків органічних сполук в енергію свічення деяких мікроорганізмів, комах, глибоководних риб тощо).

Саморегулювання. Властивість саморегулювання означає здатність живих організмів підтримувати сталість свого хімічного складу в нескінченно мінливих умовах середовища існування, використовуючи певні системи регулювання як на клітинному рівні, так і на рівні всього організму. Речовини, які споживаються рослинними і тваринними організмами з навколишнього середовища, перетворюються на необхідні для них сполуки з одночасним виділенням назовні непотрібних або кінцевих продуктів життєдіяльності. Тобто енергія і речовина розподіляється так, що система переходить у стан гомеостазу.

Самовідтворення. Це найбільш універсальна властивість живого, яка забезпечує здатність до розмноження. Саме завдяки цій властивості батьківські особини з покоління в покоління відтворюють подібне собі потомство (аксіома Вейсмана), завдяки чому життя виду не припиняється. Основою самовідтворення є процес реплікації, тобто синтезу ДНК – молекули, яка зберігає спадкову інформацію, на основі матричного принципу (аксіома Кольцова). Цей принцип виявляється в точності копіювання порівняно стабільної молекули ДНК, що забезпечує можливість ідентичного самовідтворення ( явище спадковості ).

Конваріантна редуплікація. Самовідтворення в живих організмах відбувається не як механічне повторення, а як відтворення з унесенням змін (аксіома Ч. Дарвіна). Неминучість таких змін випливає з фізико–хімічних властивостей молекули ДНК. Будь-якій молекулі, особливо досить складній, а такою і є молекула ДНК, властивий лише відносний, тобто обмежений ступінь стабільності. Час від часу вона зазнає структурних змін унаслідок руху атомів і молекул. Якщо ці зміни непризводять до летального результату, вони багаторазово підсилюються(аксіома Тимофєєва – Ресовського) і потім передаються спадково в результаті самовідтворення за матричним принципом. Конваріантна редуплікація означає можливістьспадкової передачі дискретних відхилень від вихідного стану, тобто генетичних змін (явище мінливості).

Здатність до росту та індивідуального розвитку. Дана властивість притаманна всім живим організмам. Ріст – збільшення маси й розмірів особини. При цьому зберігаються окремі риси будови, властиві даному виду. Ріст багатоклітинного організму починається з однієї клітини і розділяється на три стадії:

1. Поділ клітин (гіперплазія) – збільшення кількості клітин у результаті мітозів).

2. Ріст клітин (гіпертрофія) – незворотне збільшення розмірів клітин у результаті синтезу.

3. Диференціація клітин – це спеціалізація клітин.

У живих організмів виокремлюють такі типи росту:

· ізометричний ріст (від грец. isos – однаковий, metron – міра): певний орган росте із середньою швидкістю, як і весь організм (у риб);

· алометричний ріст (від грец. allos – інший): орган росте з іншою швидкістю, ніж весь організм (у ссавців).

· обмежений ріст: організм росте до певного часу, після чого ріст зупиняється;

· необмежений ріст: ріст організму відбувається протягом усього життя.

Ріст супроводжується розвитком. Індивідуальний розвиток (онтогенез) — уся сукупність перетворень особини з моменту зародження до кінця життя, у процесі яких виникає конкретнийякісний стан організму.

Розвиток багатоклітинної рослини. У рослин запліднена яйцеклітина (зигота) розвивається у насінину. При проростанні насінини спочатку формується корінець, а потім надземні органи.

У багатоклітинних тварин в онтогенезі виокремлюють три періоди:

1. Передзародковий (проембіональний) – це період від утворення статевих клітин (гаметогенез) до запліднення й утворення зиготи.

2. Ембріональний (зародковий) – від утворення зиготи до народження, вилуплення із яйця або проростання.

3. Післязародковий (постембріональний) – з моменту народження (виходу із зародкових оболонок, покривів насінини) до статевої зрілості.

У тварин виокремлюють три типи онтогенезу:

1. Личинковий тип розвитку характерний для тих видів (жаб, комах), яйця яких бідні на жовток. Тому організм рано виходить із яйцевих оболонок і деякий час існує у вигляді личинки, яка суттєво відрізняється від дорослої форми. Личинковий етап розвитку завершується метаморфозом, при якому у личинки зникають одні органи і з’являються інші, властиві дорослій тварині. Личинка перетворюється на імаго.

2. Неличинковий тип розвитку властивий тваринам, яйцеклітини яких дуже багаті на жовток (риби, плазуни, птахи).

3. Внутрішньоутробний тип розвитку характерний для вищих ссавців і людини. Яйцеклітини, які мають мало жовтка, після запліднення розвиваються в матці, де з тканин матері і зародка утворюється плацента, за допомогою якої відбувається обмін речовин у зародку, що забезпечує його розвиток.

4.2.3. Подразливість; пристосованість до середовища існування

Подразливість. Подразливість – це здатність клітин і цілих організмів реагувати на вплив зовнішнього середовища. Ця специфічна здатність живого зумовлена і тісно пов’язана з чутливістю до того чи іншого чинника. Найважливішим елементом у процесі подразливості є рецептори – клітини, структури або органи, які здійснюють сприйняття чинників навколишнього середовища і перетворюють одержану інформацію у різні сигнали, які потім передаються іншим клітинам або цілому організму. У рослин рецепторні структури не настільки диференційовані, як у тварин.

Отже, подразливість є істотною властивістю всього живого. Вона пов’язана з передаванням інформації із зовнішнього середовища живим організмам і виявляється в їхніх реакціях на зовнішні впливи. Завдяки властивості подразливості живі організми вибірково реагують на зовнішні впливи відповідно до своїх спадкових особливостей.

Усі рослини, крім деяких одноклітинних, здатні до локомоції (руху всього організму). Рухи, що виникають під впливом зовнішнього середовища, можна розділити на кілька категорій, зокрема:

1. Тропізми – переміщення частини рослини, що викликається і направляється зовнішнім стимулом. Розрізняють позитивні і негативні тропізми, залежно від того, чи рух здійснюється у напрямі фактора впливу, чи у протилежному. Виокремлюють такі тропізми: під впливом світла – фототропізм, сили тяжіння – геотропізм, хімічних факторів – хемотропізм, води – гідротропізм тощо.

2. Таксиси – це переміщення клітини або всього організму у напрямі зовнішнього стимулу, зокрема, фототаксис – рух евглени до освітленої частини водойми; хемотаксис – рух бактерій до харчових субстратів; реотаксис – рух планарії проти течії, а метеликів проти вітру.

3. Настії – це ненаправлений рух частини рослини у відповідь на зовнішній подразник. Гіпонастії – закривання квіток рослин на ніч; епінастії – розкриття ранком; фотонастії – розкриття або закриття квітки рослини залежно від зміни освітленості або термонастії – температури.

Пристосованість до середовища існування. З огляду на те, що живі організми специфічно реагують на зміни зовнішнього середовища, зрозуміло, що вони можуть до нього пристосовуватися. Особливості будови, функцій і поведінки даного організму, які відповідають його способу життя і здатності до відтворення в даних умовах середовища, називаються адаптаціями (пристосуваннями). Одні організми можуть активно пристосовуватися до середовища існування, тобто регулюючи процеси життєдіяльності залежно від змін умов довкілля (наприклад, температура тіла птахів і ссавців залишається сталою при зміні температури навколишнього середовища, пустельні членистоногі підтримують постійний вміст води в тілі за умов значної посухи тощо). У інших формування адаптацій до умов існування має пасивний характер, коли процеси життєдіяльності організмів підпорядковуються їхнім змінам (при пониженні температури у холоднокровних тварин понижується обмін речовин, деякі входять у стан криптобіозу, у рослин припиняється процес фотосинтезу тощо).

Пристосованість до середовища існування у тварин проявляється по–різному. Одні тварини із захисним забарвленням і формою, маскуючись, набувають певного положення тіла (наприклад, гусінь метеликів–п’ядунів або тропічні комахи – паличники схожі на сухі сучки; у разі небезпеки вони завмирають і стають зовсім непомітними на рослинах).

У випадку явища демонстрації, навпаки, забарвлення і поведінка тварин роблять їх дуже помітними на тлі довкілля. Попереджувальне забарвлення – дуже яскраве і пов’язане з різними способами захисту (колорадський жук, сонечко, оси, бджоли). Погрозливе забарвлення та поведінку спостерігають у видів, які відлякують своїх ворогів (змії, оскал хижаків).

Явище адаптації з матеріалістичних позицій уперше в науці розглянув саме Ч. Дарвін, який пояснив механізм утворення пристосувань. Дію цього механізму можна простежити, зокрема, на прикладі такого дивного пристосування, яким є мімікрія (подібність у формі тіла й забарвленні незахищених тварин до захищених, як, наприклад, деякі види неотруйних змій і комах схожі на отруйних або тих, які можуть ужалити). Особини з найменшими спадковими відхиленнями у формі тіла, забарвленні, поведінці, що підсилюють подібність із захищеними тваринами, мали більше шансів вижити й залишити потомство порівняно із тими особинами, які не мали корисних змін. Із покоління в покоління корисні зміни підсилювалися й удосконалювалися під впливом боротьби за існування й природного добору, що сприяло нагромадженню ознак подібності із захищеними тваринами.

4.2.4. Здатність до історичного розвитку (філогенезу)

Засновником філогенетичного (від грец. філон – рід, пам’ять) напряму є німецький вчений Е. Геккель. Він звернув увагу на те, що протягом історичного розвитку певної систематичної групи ті організми, котрі зазнали еволюційних змін, передають нащадкам свої властивості. Отже, філогенез – це історичний розвиток як усього живого загалом, так і окремих його груп. Для визначення філогенезу певної групи Е. Геккель запропонував метод потрійного паралелізму: зіставлення даних палеонтології, порівняльної анатомії та ембріології.

Дослідження решток викопних організмів та порівняння їх із сучасними видами, а також порівняння будови сучасних видів між собою дають змогу виявити певні відмінності між ними, а також установити напрями історичних змін як окремих рис будови, так і типу організації загалом. Таким чином, викопні і сучасні форми ніби зв’язуються в один філогенетичний ряд – послідовність історичних змін організмів загалом чи окремих їхніх органів у межах певної систематичної групи. Е. Геккель паралельно з Ф. Мюллером відкрив біогенетичний закон, який показує зв’язок між філогенезом і онтогенезом: індивідуальний розвиток (онтогенез) будь-якого організму – це вкорочене і стисле повторення історичного розвитку (філогенезу) даного виду. На прикладі багатоклітинних тварин доведено наявність однакових початкових фаз ембріонального розвитку (яйце, бластула, гаструла), що свідчить про спільне їхнє походження.

Завдання для контролю та самоперевірки: 1. Що включають концепції сутності життя? 2. Хто є основоположником ідеалістичної концепції сутності життя? 3. Визначте основні положення віталізму. 4. Які два основні положення для обґрунтування своїх поглядів висунули віталісти? 5. У чому сенс діалектико-матеріалістичного підходу до проблеми сутності життя? 6. Перелічіть особливості живої матерії. 7. У чому проявляється єдність хімічного складу клітини? 8. Як відбувається обмін речовин і перетворення енергії у клітині? 10. Охарактеризуйте здатність живих організмів підтримувати сталість свого хімічного складу. 11. У чому полягає здатність живих організмів до відтворення? 12. Дайте характеристику росту як однієї із важливих функцій багатоклітинного організму. 13. Дайте характеристику стадій росту багатоклітинного організму. 14. Характеристика типів росту. 15. Як відбувається розвиток багатоклітинної рослини? 16. Охарактеризуйте періоди онтогенезу багатоклітинних тварин. 17. Охарактеризуйте типи онтогенезу у тварин. 18. Охарактеризуйте подразливість як здатність клітин і цілих організмів реагувати на вплив зовнішнього середовища. 19. Дайте характеристику рухів у рослин, що виникають під впливом зовнішнього середовища. 20. Дайте характеристику тропізмів. 21. Дайте характеристику таксисів. 22. Дайте характеристику настій. 23. У чому виражається пристосованість організмів до середовища існування? 24. Охарактеризуйте демонстрації, наведіть приклади. 25. Охарактеризуйте мімікрію, наведіть приклади. 26. У чому проявляється здатність організмів до історичного розвитку (філогенезу)? 27. Охарактеризуйте палеонтологічні докази еволюції органічного світу. 28. Охарактеризуйте порівняльно–анатомічні палеонтологічні докази еволюції органічного світу. 29. Охарактеризуйте ембріологічні докази еволюції органічного світу.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-26; Просмотров: 3327; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.027 сек.