36. Сущность жизни

Определения и обозначения

Жизнь — особая форма существования материи, проявляющаяся в работе живых систем и совокупности характерных свойств. Её нельзя свести к одному признаку: рост или движение по отдельности встречаются и у неживых объектов. Поэтому о живом судят по сочетанию свойств и их взаимосвязи, а не по одному внешнему сходству.

Живые системы — целостные образования, к которым относят организмы и другие уровни организации жизни. Их части связаны между собой, а сама система взаимодействует с окружающей средой. Это понятие помогает увидеть организм не как набор независимых органов, а как согласованное целое, работа которого зависит от обмена со средой.

Обмен веществ и энергии — поступление в систему веществ и энергии, их преобразование и удаление продуктов обмена. Он не ограничивается питанием: полученные вещества организм использует в разных процессах, а энергию преобразует и расходует. Без такого обмена невозможно поддерживать жизнедеятельность и связь с окружающей средой.

Саморегуляция — способность живой системы согласовывать процессы и поддерживать относительное постоянство внутренней среды. Это не означает, что организм всегда остаётся неизменным: он растёт, развивается и реагирует на условия. Саморегуляция нужна, чтобы внутренние процессы продолжали работать согласованно при внешних изменениях.

Как это устроено

Сущность жизни раскрывают через совокупность свойств, потому что ни одно из них не является безошибочным признаком само по себе. Например, неживой кристалл может увеличиваться, а некоторые живые организмы не проявляют заметного движения. Когда свойства рассматривают вместе, становится видно, что у организма обмен веществ, регуляция, рост и другие процессы связаны. Поэтому важно оценивать не только то, как объект выглядит, но и то, как он устроен и функционирует.

Обмен веществ и энергии связывает организм со средой: из неё поступают необходимые вещества и энергия, а наружу выводятся продукты обмена. Поступившее не просто накапливается, а преобразуется и включается в процессы жизнедеятельности. Эти процессы требуют ресурсов, поэтому прекращение обмена лишает систему возможности поддерживать свою работу. Открытость живого, таким образом, не мешает устойчивости, а обеспечивает её материальной и энергетической основой.

Наследственность и изменчивость действуют одновременно, потому что потомки должны быть связаны с родительскими организмами, но не обязаны быть их точными копиями. Наследственность передаёт признаки и сохраняет преемственность поколений. Изменчивость создаёт различия между организмами; благодаря этому разнообразие не исчезает. Размножение связывает эти свойства: при появлении потомства признаки передаются, а возможные различия становятся частью следующего поколения.

Рост, развитие, размножение и раздражимость проявляются как части функционирования живой системы, а не как изолированные метки. Рост означает увеличение организма или его частей, развитие — закономерные изменения в течение жизни, размножение — образование потомства. Раздражимостью называют способность отвечать на воздействия среды. На разных уровнях организации и у разных организмов эти проявления неодинаковы, поэтому их оценивают с учётом особенностей системы.

Целостность, открытость и саморегуляция дополняют друг друга. Целостность означает, что процессы и части системы взаимосвязаны; открытость обеспечивает поступление ресурсов и удаление продуктов обмена. Саморегуляция согласует внутреннюю работу и помогает сохранять относительное постоянство при изменении условий. Благодаря этому устойчивость не равна неподвижности: система может отвечать на среду, расти и развиваться, не теряя согласованности процессов.

Основные свойства живых систем и их значение

В таблице собраны свойства живого, способ их проявления и роль для системы. Сопоставляйте строки, чтобы увидеть, как отдельные свойства дополняют друг друга. Например, размножение обеспечивает продолжение поколений, а наследственность и изменчивость определяют, что именно передаётся и какие различия возникают.

Разбор задач

Задача 1. Назовите несколько свойств живого, проявляющихся у растения, и объясните, почему одного признака недостаточно для вывода о том, что объект живой. Нужно привести не просто перечень, а показать, что свойства встречаются у одного организма совместно. Затем следует сопоставить совокупность признаков с одним возможным сходством у неживого объекта.

1. Растение получает из среды воду и минеральные вещества, преобразует их и выделяет продукты обмена. Это показывает обмен веществ, а не только простое увеличение размеров.
2. Оно растёт и развивается, реагирует на условия среды, а при размножении передаёт потомству признаки. Различия потомков связаны с изменчивостью, поэтому признаки живого образуют взаимосвязанную систему.
3. Сравните этот комплекс с отдельным признаком, например ростом кристалла. Кристалл может увеличиваться, но одного роста недостаточно, чтобы приписать ему обмен веществ, саморегуляцию и остальные свойства живой системы.

Ответ: у растения проявляются обмен веществ и энергии, рост и развитие, раздражимость, размножение, наследственность и изменчивость. Один признак не даёт надёжного вывода, потому что отдельное внешнее сходство может встречаться у неживого объекта.

Задача 2. Кристалл увеличивается в размерах. Можно ли считать его живым только на основании роста? Для решения отделите наблюдаемый признак от комплекса свойств, по которому характеризуют живые системы. Затем объясните, почему увеличение кристалла не равнозначно росту организма.

1. Зафиксируйте, что именно известно: размеры кристалла становятся больше. Это позволяет говорить об увеличении объекта, но не сообщает, как он получает и преобразует вещества и энергию.
2. Проверьте, достаточно ли этого признака. Рост встречается и у неживых объектов, поэтому он сам по себе не подтверждает наличие обмена, саморегуляции и других свойств живого.
3. Сделайте вывод по совокупности признаков, а не по внешнему сходству. В условии приведён только рост, следовательно, оснований считать кристалл живым нет.

Ответ: нет, увеличение размеров кристалла само по себе не доказывает, что он живой. Для такого вывода потребовалось бы учитывать комплекс свойств живой системы.

Задача 3. Проследите, как наследственность, изменчивость и размножение связаны в последовательности поколений организмов. Здесь важно не определять свойства изолированно, а выстроить их в логическую цепочку. Покажите, что происходит с признаками при появлении потомства и почему потомки не всегда полностью одинаковы.

1. При размножении организм образует потомство, поэтому возникает новое поколение. Без этого процесса последовательность поколений не продолжалась бы.
2. Потомки получают от родителей признаки благодаря наследственности. Так сохраняется преемственность, и организмы следующего поколения связаны с предыдущим.
3. Одновременно проявляется изменчивость: между организмами возникают различия. Поэтому передача признаков не означает, что все потомки полностью одинаковы.

Ответ: размножение создаёт потомство, наследственность передаёт ему признаки родителей, а изменчивость приводит к различиям между потомками. Вместе эти свойства обеспечивают и преемственность поколений, и разнообразие организмов.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что живое обязательно обладает одним универсальным признаком. Такое представление возникает потому, что отдельные проявления, например рост или движение, легко заметить, а взаимосвязи процессов увидеть сложнее. Но каждое из подобных свойств по отдельности может встречаться и у неживых объектов. Проверьте себя: можете ли вы привести пример, где один признак есть, а комплекса свойств живого нет?

Ошибка — сводить обмен веществ к питанию. Так думают, когда внимание сосредоточено только на поступлении пищи, хотя обмен включает также преобразование веществ и энергии и удаление продуктов обмена. Если из определения выпадает хотя бы эта часть, оно становится неполным. Для проверки перечислите весь ход обмена: поступление, преобразование, удаление.

Ошибка — смешивать наследственность и изменчивость. Их путают, потому что оба понятия описывают сходство и различия организмов в поколениях. Наследственность передаёт признаки, а изменчивость создаёт различия; одно не отменяет другого. Проверьте себя вопросом: речь идёт о сохранении признаков или о появлении различий?

Ошибка — понимать саморегуляцию как полную неизменность организма. Её могут так истолковать из-за слов о постоянстве внутренней среды, но это постоянство относительное. Организм способен развиваться и реагировать на среду, одновременно согласуя внутренние процессы. Проверьте себя: допускает ли ваше объяснение и устойчивость, и изменения?

Связь с другими темами

Для понимания сущности жизни нужно представлять уровни организации живой природы и организм как целостную систему. Эти знания позволяют увидеть, что живые процессы связаны между собой и проявляются на разных уровнях. Без такого взгляда свойства легко превратить в отдельный список, не объясняя их взаимодействия.

Тема пригодится при изучении клеточного обмена веществ, наследственности, эволюции и взаимодействия организмов со средой. Она помогает связывать процессы в клетке с работой целого организма, а передачу признаков — с разнообразием и изменениями организмов. Так формируется основа для объяснения того, как живое функционирует и меняется.

Что запомнить

• Жизнь характеризуется совокупностью взаимосвязанных свойств.
• Живые системы открыты: они обмениваются веществом и энергией с окружающей средой.
• Обмен веществ и энергии необходим для жизнедеятельности.
• Саморегуляция помогает поддерживать относительное постоянство внутренней среды.
• Наследственность обеспечивает преемственность поколений, а изменчивость — разнообразие.
• Рост, развитие, размножение и раздражимость — важные проявления жизни.