§ 2. Основные свойства жизни

Определения и обозначения

Жизнь — особая форма существования материи, проявляющаяся в совокупности свойств живых систем. Это определение помогает отличать живое не по внешнему виду, а по тому, как устроен и действует организм. Свойства живого связаны между собой и обеспечивают существование системы.

Обмен веществ и энергии — поступление веществ и энергии в организм, их преобразование и удаление продуктов обмена. Организм использует полученное для построения своих частей и выполнения жизненных процессов. Без этого постоянного обмена он не смог бы поддерживать свою деятельность.

Саморегуляция — способность организма поддерживать относительное постоянство внутренней среды и согласовывать работу своих систем. Благодаря ей организм может сохранять нормальное течение процессов, даже когда условия вокруг меняются. Это свойство важно для устойчивой работы целого организма.

Наследственность — передача признаков от родителей потомству, а изменчивость — появление различий между организмами. Наследственность сохраняет сходство поколений, изменчивость делает потомков не полностью одинаковыми. Вместе эти свойства позволяют виду сохранять характерные черты и отличаться от поколения к поколению.

Как это устроено

Живое распознают не по одному свойству, а по их совокупности. Например, рост может быть и у кристалла, но он не питается, не регулирует внутренние процессы и не размножается как организм. Организм отличается от неживого объекта целостностью: его части связаны, взаимодействуют и вместе поддерживают жизнь. Поэтому один отдельный признак не даёт достаточного основания назвать объект живым.

Обмен веществ и энергии связывает организм с окружающей средой, потому что необходимые вещества и энергия поступают извне. Внутри организма они преобразуются: часть идёт на построение клеток, часть используется для выполнения работы, а ненужные продукты выводятся. Так организм не просто получает пищу, а постоянно обновляет вещества и поддерживает жизненные процессы. Если обмен прекратится, клетки не смогут сохранять свою структуру и выполнять функции.

Внешние условия могут меняться, но многие процессы внутри организма должны оставаться в определённых пределах. Саморегуляция согласует работу органов и систем, помогая компенсировать такие изменения. Например, при повышении температуры тела усиливается потоотделение: испаряясь, пот охлаждает поверхность кожи. Благодаря этому жизненно важные параметры сохраняются относительно постоянными, а организм продолжает нормально работать.

Размножение создаёт новых особей и тем самым обеспечивает продолжение существования вида, даже когда отдельные организмы умирают. Потомки наследуют от родителей характерные признаки, поэтому сохраняется сходство поколений. При этом изменчивость приводит к различиям между особями: они могут отличаться, например, окраской или размерами. Сочетание наследственности и изменчивости одновременно сохраняет признаки вида и создаёт разнообразие внутри него.

Рост и развитие, раздражимость и другие свойства проявляются на разных уровнях организации живого. Клетки растут и делятся, организм увеличивается в размерах и проходит изменения в течение жизни, а популяции состоят из особей с общими и различающимися признаками. Раздражимость проявляется, когда организм отвечает на воздействие среды, например растение меняет положение листьев при освещении. Эти проявления связаны: реакция клетки или органа помогает организму действовать как целостной системе.

Основные свойства живых систем и их проявления

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите наблюдаемое изменение или процесс, а затем сопоставьте его с колонкой «В чём проявляется». Пример помогает проверить выбор, но один пример сам по себе не доказывает, что перед нами живой объект: для этого учитывают совокупность свойств.

Разбор задач

Задача 1. Определите, какое свойство жизни проявляется, когда растение поворачивает листья к источнику света. Нужно выяснить, что именно изменилось и чем вызвано это изменение. Затем следует соотнести наблюдение с определением свойства, связанного с ответом на воздействие среды.

1. Растение получает воздействие извне — свет.
2. В ответ на него меняется положение листьев, то есть организм реагирует на условие среды.
3. Такая способность называется раздражимостью; поворот к свету помогает растению получать больше освещения.

Ответ: проявляется раздражимость — способность организма реагировать на воздействие среды.

Задача 2. У человека при повышении температуры окружающей среды усиливается потоотделение. Назовите свойство жизни и объясните его значение. Здесь важно не просто назвать заметную реакцию, но и понять, какой внутренний результат она помогает поддерживать. Сопоставьте происходящее с определением саморегуляции.

1. Изменение внешнего условия — повышение температуры воздуха — может привести к перегреву тела.
2. Организм отвечает усилением потоотделения; испарение пота охлаждает кожу.
3. Так организм регулирует внутренние условия и сохраняет температуру в допустимых пределах.

Ответ: проявляется саморегуляция. Она помогает поддерживать относительное постоянство внутренней среды при изменении температуры окружающей среды.

Задача 3. У потомства растений одного вида сохраняются общие признаки, но отдельные особи отличаются высотой и окраской цветков. Нужно объяснить оба наблюдения, не смешивая сохранение сходства с появлением различий. Для этого сопоставьте каждую часть условия с отдельным свойством жизни.

1. Общие признаки потомков указывают на передачу свойств от родителей следующему поколению.
2. Передачу признаков называют наследственностью; она объясняет сходство потомков и принадлежность к одному виду.
3. Различия в высоте и окраске цветков — проявление изменчивости, то есть возникновения отличий между организмами.

Ответ: общие признаки связаны с наследственностью, а различия между растениями — с изменчивостью. Эти свойства действуют одновременно: потомки похожи на родителей, но не обязательно полностью одинаковы.

Типичные ошибки

Ошибка: считать любой один признак достаточным для отнесения объекта к живому. Её допускают, когда опираются на заметное сходство, например на способность увеличиваться в размерах. Проверьте себя: ищите не единичный признак, а совокупность процессов и их связь в целостной системе.

Ошибка: называть обменом веществ простое перемещение веществ или поступление пищи. Так путают один этап процесса со всем обменом. Проверьте, учтены ли поступление, преобразование и выведение веществ, а также использование энергии.

Ошибка: смешивать размножение и рост. Это происходит потому, что оба процесса могут сопровождаться увеличением, но размножение увеличивает число организмов, а рост — размеры и массу отдельного организма. Для проверки спросите себя, появились ли новые особи или изменилась одна существующая.

Ошибка: считать наследственность и изменчивость несовместимыми. Кажется, что потомки должны быть либо похожи на родителей, либо отличаться от них. Проверьте оба аспекта: сходство показывает наследственность, а различия между особями — изменчивость; они проявляются одновременно.

Связь с другими темами

Для понимания свойств жизни нужно знать, что клетка — структурная и функциональная единица живого, а организмы взаимодействуют со средой. Это помогает увидеть, как процессы клетки связаны с работой целого организма. Понятия наследственности и изменчивости понадобятся при изучении генетики и эволюции: они объясняют передачу и разнообразие признаков. Обмен веществ и саморегуляция связаны с физиологией организмов и поддержанием гомеостаза — относительного постоянства внутренней среды.

Что запомнить

• Живые системы обладают совокупностью взаимосвязанных свойств.
• Обмен веществ и энергии связывает организм с окружающей средой.
• Саморегуляция помогает поддерживать относительное постоянство внутренней среды.
• Размножение обеспечивает продолжение существования вида.
• Наследственность передаёт признаки потомству, изменчивость создаёт различия.
• Рост и развитие сопровождают изменения организма в течение жизни.
• Раздражимость — способность реагировать на воздействия среды.