"Биология. Профильный уровень", Пономарева И.Н.
Жизнь — особая форма существования материи, которую нельзя надёжно распознать по одному внешнему признаку. Живые системы обмениваются веществами и энергией со средой, регулируют свои процессы, растут и развиваются; жизнь в поколениях сохраняется благодаря размножению и наследственности. Понимание этих признаков помогает отличать организм от неживого объекта и связывает темы клетки, обмена веществ и наследственности. Главный вывод: признаки жизни действуют совместно.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Жизнь — особая форма существования материи, для которой характерны взаимосвязанные процессы и свойства живых систем. Её нельзя свести к одному внешнему признаку: например, движение бывает и у неживых объектов. Это понятие нужно, чтобы описывать живую природу как целостное явление, а не как набор отдельных свойств.
Живое вещество — совокупность живых организмов, рассматриваемых в биологии как часть природы. Это понятие шире, чем отдельный организм: оно помогает говорить о живых компонентах среды и их роли в природных процессах. Поэтому, называя живое вещество, имеют в виду множество организмов, а не одну особь.
Живой организм — целостная биологическая система, обладающая признаками живого и способная поддерживать согласованную работу своих частей. Организмом может быть одна клетка или многоклеточное существо, но в обоих случаях его процессы связаны между собой. Это понятие позволяет рассматривать живое не как перечень признаков, а как организованное целое.
Критерии жизни — совокупность признаков, по которым живые системы отличают от неживых. Критерием служит не любой признак сам по себе, а его проявление вместе с другими свойствами системы. Такое понятие нужно, чтобы обосновывать вывод о том, является ли объект живым.
Исчерпывающее определение жизни трудно сформулировать, потому что живые системы сильно различаются по строению, размерам и образу существования. При этом отдельное свойство не всегда позволяет провести границу между живым и неживым: движение или увеличение размера можно наблюдать и вне организмов. Поэтому определение опирается на сочетание признаков и на то, как они связаны в системе. Чем больше взаимосвязанных процессов удаётся обнаружить, тем обоснованнее вывод о живом.
Обмен веществ и энергии связывает организм с окружающей средой: из неё поступают необходимые вещества и энергия, а продукты обмена выделяются наружу. Полученные ресурсы используются для построения и обновления частей организма и для протекания жизненных процессов. Без постоянного обмена система не могла бы поддерживать свою работу. Значит, обмен не просто сопровождает жизнь, а обеспечивает материальную и энергетическую основу существования организма.
Условия внутри организма меняются, поэтому его процессы должны согласовываться и подстраиваться к изменениям. Саморегуляция — способность системы управлять собственной работой — помогает удерживать внутренние параметры в пределах, подходящих для нормального функционирования. Относительное постоянство внутренней среды не означает полного отсутствия изменений: речь о том, что важные процессы не выходят за допустимые границы. Благодаря такой регуляции организм сохраняет устойчивость при колебаниях внешних условий.
Рост означает увеличение размеров или массы организма, а развитие — закономерные изменения его строения и функций в течение жизни. Эти процессы связаны с внутренней работой живой системы: вещества поступают, перерабатываются и используются для обновления и образования её частей. Размножение, в отличие от роста и развития отдельной особи, создаёт новые организмы. Благодаря передаче наследственной информации жизнь сохраняется в поколениях, даже когда конкретные организмы заканчивают существование.
К признакам живого относят также наследственность и изменчивость: организмы передают потомству особенности, но потомки не обязательно полностью одинаковы. Целостность означает, что части организма работают не независимо, а поддерживают деятельность друг друга; связь со средой проявляется, в частности, в обмене веществами и энергией. Ни один из этих признаков не следует считать универсальным доказательством в одиночку. Их рассматривают в совокупности и учитывают уровень организации, на котором изучают живую систему.
| Признак | В чём проявляется | Значение для живой системы |
|---|---|---|
| Обмен веществ и энергии | Поступление веществ и энергии, их преобразование и выделение продуктов обмена | Обеспечивает процессы жизнедеятельности и обновление организма |
| Саморегуляция | Согласование внутренних процессов и поддержание устойчивого состояния | Помогает организму сохранять работоспособность при изменениях среды |
| Рост и развитие | Увеличение размеров и закономерные изменения строения и функций | Обеспечивает изменение и формирование организма в течение жизни |
| Размножение | Образование новых организмов | Сохраняет жизнь в ряду поколений |
| Наследственность и изменчивость | Передача особенностей потомству и появление различий между организмами | Поддерживает преемственность и разнообразие живых систем |
| Целостность и связь со средой | Взаимодействие частей организма и обмен с окружающей средой | Позволяет системе действовать как единое целое |
Пользуйтесь таблицей как перечнем вопросов к объекту: ищите проявления каждого признака, а не только одного. Затем оцените, связаны ли обнаруженные свойства между собой и поддерживают ли они работу целой системы. Такая проверка помогает не принять сходство по одному признаку за доказательство жизни.
Решение. Чтобы обосновать ответ, не ограничивайтесь одним свойством и выберите разные стороны жизнедеятельности. Затем проверьте, что речь идёт о характеристиках организма как системы, а не об отдельных внешних эффектах. Такой подход показывает, почему перечисление должно включать несколько взаимосвязанных признаков.
Ответ. К признакам живого относят обмен веществ и энергии, саморегуляцию, рост и развитие, наследственность и изменчивость, размножение, целостность и связь со средой. Принадлежность организма к живым системам устанавливают по совокупности этих признаков.
Решение. Сначала установите, что означает рост в каждом из двух случаев. Затем сравните механизм увеличения размера и проверьте, есть ли у кристалла другие признаки живого. Такое сравнение показывает, почему одинаковый внешний результат ещё не означает одинаковую природу процесса.
Ответ. Увеличение кристалла само по себе не доказывает, что он живой: его размер может расти за счёт оседания вещества. Для вывода о жизни нужно обнаружить другие взаимосвязанные признаки живого организма.
Решение. В утверждении важно различить два уровня: жизнь отдельного организма и сохранение живого в поколениях. Размножение относится к продолжению жизни и образованию новых особей, но не обязательно происходит у каждой особи. Поэтому нужно оценивать не только функцию, но и то, к какому уровню она относится.
Ответ. Утверждение неверно: размножение не обязательно для каждого отдельного организма. Оно важно для сохранения жизни в поколениях, но неспособность особи размножаться сама по себе не делает её неживой.
Ошибка — считать любой один признак достаточным для определения жизни. Её допускают, потому что отдельное свойство, например движение или рост, легко заметить и хочется сразу использовать для вывода. Но похожее проявление может встречаться у неживого объекта. Проверьте себя: назвали ли вы несколько критериев и показали ли, как они связаны?
Ошибка — полагать, что каждый организм обязан размножаться. Так думают, смешивая продолжение жизни в поколениях с существованием отдельной особи. Организм может быть живым, даже если не оставляет потомства; размножение важно для сохранения жизни в целом. Проверьте, не переносите ли вы свойство группы организмов на каждую особь без исключения.
Ошибка — отождествлять рост организма с увеличением размера неживого объекта. Причина часто в том, что внешне оба процесса выглядят одинаково: объект становится больше. Однако за ростом организма стоят внутренние процессы и обмен веществ, а увеличение кристалла может происходить из-за присоединения частиц снаружи. Чтобы проверить вывод, сравните не только результат, но и механизм процесса.
Ошибка — рассматривать организм как набор не связанных друг с другом признаков. Перечисление свойств без объяснения их взаимодействия создаёт впечатление, будто достаточно найти любое совпадение. В живой системе процессы и части связаны и поддерживают целостную работу организма. Проверьте себя вопросом: объясняет ли ваш ответ, как признаки действуют совместно и помогают системе существовать?
Перед изучением темы полезно вспомнить уровни организации живой природы и понятие биологической системы. Уровни помогают понять, почему жизнь можно изучать на разных масштабах, от клетки до организма и живого вещества. Представление о системе подсказывает, что её свойства нельзя объяснить простым перечислением частей.
Признаки жизни связывают эту тему с изучением клетки и обмена веществ: клетка выполняет процессы, необходимые для существования живого. Наследственность и изменчивость ведут к темам передачи признаков, а размножение — к вопросу о сохранении жизни в поколениях. Эти знания также понадобятся при изучении происхождения жизни и различий между живым и неживым.
Почему у жизни нет одного простого определения?
Живые системы очень разнообразны, а отдельные их свойства могут встречаться и у неживых объектов. Например, кристалл способен увеличиваться, но это не означает, что он живой. Поэтому жизнь описывают через совокупность взаимосвязанных признаков.
Можно ли считать обмен веществ главным признаком жизни?
Обмен веществ и энергии необходим организму: благодаря ему он получает материалы и энергию для поддержания процессов. Но один признак не даёт исчерпывающего определения жизни. Его оценивают вместе с саморегуляцией, ростом, развитием и другими свойствами.
Почему рост сам по себе не доказывает, что объект живой?
Размер неживого объекта тоже может увеличиваться, например, когда на кристалле оседают частицы вещества. Рост организма связан с внутренними процессами и обменом веществ, а не только с накоплением материала снаружи. Поэтому нужно проверить и другие признаки живого.
Обязательно ли каждому организму размножаться?
Нет, отдельный организм может не размножаться, например из-за возраста, условий среды или особенностей его состояния. Размножение важно для сохранения жизни в поколениях, но не является обязательным событием в жизни каждой особи.
Чем признаки живого отличаются от критериев жизни?
Признаки живого — это свойства, характерные для живых систем, например обмен веществ или наследственность. Критерии жизни — совокупность таких признаков, которую используют, чтобы отличать живое от неживого. Смысл в том, чтобы оценивать их вместе, а не по одному.
§ 6. Определение понятия «жизнь»
