Различия в функциональном плане

Различия в структурном плане

Проблема жизни

Масштабно-структурная лестница Мироздания

Иерархия уровней природных систем:

1. Истинно-элементарный уровень

1. Элементарные частицы (в основном адроны: барионы и мезоны)

1. Ядра атомов (с ростом структурного уровня возрастает разнообразие)

1. Атомы

1. Молекулы

1. Физические тела

1. Системы спутников

1. Планетная система (размеры измеряются в астрономических единицах)

1. Звездные системы

1. Галактики

1. Галактические системы

1. Метагалактика – часть Вселенной, доступная современным. Астрономическим наблюдениям

Всего по масштабной шкале ~60 порядков (от 10²⁶ до 10^-35) и каждому миру (микро-, макро-, мегамиру) соответствует примерно20 предков.

Природные системы самоподобны, примерно через 10 порядков повторяются такие структуры, которые содержат силовой центр малых масштабов и диффузную периферию (нуклон, атом, клетка, солнечная система, галактика), следовательно эволюция происходит по некоторому нелинейному «фрактальному» ключу.

Природные системы устроены гармонично (например, размеры, массы, время жизнедеятельности различных систем соотносятся гармонично), в основе либо золотое сечение (числа Фибоначчи), либо число Непера (e) и его степени.

1. Как определить жизнь?

1. Как ответить на вопрос о ее происхождении и эволюции?

Существуют два подхода:

1. Редукционизм

От сложного к простому, сводит познание к изучению элементарных форм существования; дисциплины, специализируются на изучении структурно-функциональных особенностях организма, изучают вместо целого отдельные части.

2. Виталистические принципы

«Энтелехия» - созидающая сила (Аристотель). Витализм исключает возникновение живого из неживого.

Можно подойти к определению жизни с различных точек зрения, сравнивая живое и неживое вещество.

В живом – высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения (биополимеры – белки и нуклеиновые кислоты); клеточное строение.

Существует иерархия структурных уровней живого: клетка, ткань, орган, организм, популяция, биоценоз, биосфера.

Живому существу присущи функции:

1. Устойчивость

1. Самовоспроизведение (саморепликация)

1. Адаптация к изменениям окружающей среды

1. Изменение среды (внутреннее и внешнее)

1. Поддержание целостности (гомеостаз)

В информационном плане в основе самовоспроизводства – способность молекулы ДНК к раздвоению (репликации), в ней вся биологическая информация; участок ДНК, служащий матрицей для синтеза одного белка – ген, цепи ДНК комплиментарны, образуя Отсон-Криковские пары Г-Ц, А-Т, а сами цепи антипараллельны.

Указанные отличия живого от неживого должны рассматриваться только в комплексе.

Жизнь возможна, когда выполняются физические и химические условия для ее существования. Эволюция жизни происходит по направляющим влияниям окружающей среды (представление Ламарка). По Дарвину причина эволюции – борьба за существование и естественный отбор, инструмент – изменчивость (в первую очередь, индивидуальная изменчивость), причем существуют три вида борьбы за существование: с неблагоприятными условиями природы, межвидовая, внутривидовая, цель эволюции – видообразование.

В настоящее время рассматривается симбиоз эволюционного учения и генетики, который называется современной теорией эволюции (СТЭ):

1. СТЭ выделяет элементарную структуру, с которой начинается эволюция – популяцию (не отдельный вид или особь)

1. В качестве элементарного явления – устойчивое изменение генотипа популяций

1. СТЭ выделяет среди движущих сил эволюции основные и не основные.

Основные:

1. Мутации

1. Популяционные волны численности

1. Изоляция

Основные этапы биологической эволюции:

1. Появление прокариотов (доядерные)

1. Появление эукариотов (с ядром)

1. Объединение клеток эукариотов с образованием многоклеточных организмов

1. Функциональное распределение клеток

1. Появление организмов с твердыми скелетами

1. Возникновение у высших животных развитой нервной системы

1. Формирование мозга

1. Формирование разума

1. Образование социальной общности людей

Существуют попытки сформировать свойства живого в виде аксиом теоретической биологии:

1. Все живые организмы являются единством фенотипа и генотипа

1. Генетическая программ (ГП) образуется матричным путем; в качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения используется ген предшествующего

1. В процессе передачи (из поколения в поколение) ГП в результате различных причин изменяется, такие изменения могут оказаться удачными в данной среде

1. Случайные изменения ГП при становлении фенотипа многократно усиливаются

1. Многократные изменения ГП подвергаются отбору условиями внешней среды

Жизнь представляется двумя царствами живого:

~1.5 млн. видов растений

~1.5 – 2 млн. видов животных, половина из которых – насекомые

Отличия заключаются в питании, движении, размножении, отношению поверхности к объему.

Живые (белковые) структуры имеют спиралевидную (керальную) форму; ДНК и РНК, например, образуют правую спираль.

Живые системы являются когерентными.

Все разнообразие живых организмов обусловлено свойствами углерода, способного образовывать 4 сильные ковалентные связи.

Живые системы представляют собой открытые, неравновесные термодинамические системы.

Дата добавления: 2014-01-07