Biologija(iz grčkog. bios– život + logotipi- riječ, doktrina) - znanost koja proučava život kao pojavu koja zauzima posebno mjesto u svemiru. Zajedno s drugim znanostima koje proučavaju prirodu (fizika, kemija, astronomija, geologija itd.) spada među prirodne znanosti. Obično se u samostalnu skupinu izdvajaju i humanističke znanosti (proučavanje zakonitosti postojanja i razvoja osobe, ljudskog društva); tu spadaju sociologija, psihologija, antropologija, etnografija itd.
Fenomen čovjeka (kao biosocijalnog bića) zanimljiv je i prirodnim i ljudskim znanostima. Ali biologija igra posebnu ulogu, jer je poveznica između njih. Ovaj zaključak temelji se na modernim idejama o razvoju prirode, što je dovelo do pojave života. U procesu evolucije živih organizama, osoba je nastala s kvalitativno novim svojstvima - inteligencijom, govorom, sposobnošću kreativne aktivnosti, društvenim načinom života itd.
Postojanje i razvoj nežive prirode podliježe fizikalnim i kemijskim zakonima. S pojavom živih organizama, oni počinju provoditi biološki procesi ima bitno drugačiji karakter i podliježe drugim zakonima - biološki. Međutim, važno je napomenuti da se uz to čuvaju i fizikalno-kemijski procesi koji su u osnovi nastalih (kvalitativno različitih i osebujnih) bioloških pojava.
Specifične kvalitete i društvena svojstva osobe ne isključuju njezinu prirodnu pripadnost. U ljudskom tijelu provode se i fizikalno-kemijski i biološki procesi (kao i u svim živim bićima). Međutim, pojedinac se može u potpunosti razviti samo u društvu, u komunikaciji s drugim ljudima. Samo na taj način se savladava govor i stječu znanja, vještine i sposobnosti. Temeljna razlika ovdje je u tome što se postojanje i razvoj čovječanstva temelji na njegovoj sposobnosti da zna, da akumulira znanje s generacije na generaciju, do proizvodne aktivnosti.
Uistinu grandiozna dostignuća znanosti, uključujući biologiju, u 20. stoljeću. značajno proširio i produbio naše razumijevanje kako jedinstva prirode i čovjeka, tako i njihovih složenih odnosa. Na primjer, ekološki podaci pokazali su da živi organizmi, uključujući ljude, ne samo da ovise o prirodi, već djeluju i kao snažan čimbenik koji utječe i na prirodu, pa čak i na prostor. To se posebno odnosi na Zemljinu atmosferu, stvaranje golemih geoloških slojeva, formiranje otočnih sustava itd. Čovječanstvo trenutno ima najjači utjecaj na živu i neživu prirodu planeta.
Biologija je danas kompleks znanosti koje proučavaju različita živa bića, njihovu građu i funkcioniranje, rasprostranjenost, nastanak i razvoj, kao i prirodne zajednice organizama, njihov međusobni odnos, s neživom prirodom i čovjekom.
Osim svog općeg kognitivnog značaja, biologija igra ogromnu ulogu za osobu, služeći dugo vremena. teorijske osnove medicina, veterina, agronomija, stočarstvo.
Sada postoje grane proizvodnje koje se temelje na biotehnologija, tj. koriste žive organizme u procesu proizvodnje. Možemo spomenuti prehrambenu, farmaceutsku, kemijsku industriju itd.
Različite biološke znanosti također su od velike važnosti u vezi s problemom odnosa čovjeka i prirode. Samo na znanstvenoj osnovi moguće je riješiti takve probleme kao što je racionalno korištenje prirodni resursištedljiv odnos prema svijetu oko nas, kompetentna organizacija aktivnosti zaštite okoliša.
"Opća biologija" je predmet koji je najvažniji stupanj u biološkom obrazovanju učenika Srednja škola. Oslanja se na znanja, vještine i sposobnosti koji su već stečeni u proučavanju botanike, zoologije i biologije čovjeka.
Počevši od 6. razreda upoznali ste različite skupine živih organizama: viruse, bakterije, gljive, biljke, životinje. Učili ste o njihovoj strukturi i funkcioniranju, raznolikosti oblika, rasprostranjenosti itd. U 8. razredu predmet nastave biologije bila je osoba i njezina specifičnost kao biosocijalnog bića.
Opća biologija, za razliku od drugih specijaliziranih disciplina, uzima u obzir ono što sam naziv kaže, Općenito(za sve žive organizme) osobita svojstva i kvalitete svega živ opći obrasci organizacije, života, razvoja, svojstveni svim oblicima život.
Jedan od izazova s kojima se suočava svaka znanost je potreba za stvaranjem definicije, tj. e. kratke izjave, davanje, međutim, potpuni prikaz suštine predmeta ili pojave. U biologiji postoje deseci opcija za definiranje života, ali niti jedna od njih ne zadovoljava dva gore navedena zahtjeva odjednom. Ili definicija zauzima 2-3 stranice knjige, ili nešto važne karakteristikeživ.
Život u svojim specifičnim manifestacijama na Zemlji predstavljen je različitim oblicima organizama. Prema suvremenim biološkim spoznajama moguće je izdvojiti skup svojstava koja treba prepoznati kao zajednička sva živa bića a koji ih razlikuju od tijela nežive prirode. Dakle, na koncept život doći ćemo shvaćanjem specifičnih svojstava živih organizama.
Specifičnost kemijski sastav. Razlika između živog i neživog jasno se očituje već na razini njihova kemijskog sastava. Vrlo često možete pronaći izraz "organska priroda" kao sinonim za "divlji svijet". I ovo je apsolutno pošteno. sviorganska tvar nastaju u živim organizmima tijekom njihove vitalne aktivnosti. Kako kažu stručnjaci, oni biogeni(tj. stvorena od živih bića). Štoviše, upravo organske tvari određuju mogućnost postojanja samih živih organizama. Tako, na primjer, nukleinske kiseline sadrže nasljedne (genetske) informacije; proteini određuju strukturu, osiguravaju kretanje, regulaciju svih životnih procesa; šećeri (ugljikohidrati) obavljaju energetske funkcije itd. Na Zemlji nije poznato niti jedno živo biće koje ne bi bilo kombinacija proteina i nukleinskih kiselina.
Organske tvari imaju složenije molekule od anorganskih i karakteriziraju ih beskonačna raznolikost, koja, kao što ćemo vidjeti u nastavku, uvelike određuje raznolikost živih organizama.
Strukturna organizacija živih bića. Još u osnovnim razredima, na satovima botanike i zoologije, govorili su vam da su znanstvenici T. Schwann i M. Schleiden (1839.) formulirali staničnu teoriju strukture svih biljaka i životinja. Cage je od tada prepoznat strukturna i funkcionalna jedinica bilo koja živa bića. To znači da su njihova tijela građena od stanica (ima ih i jednostaničnih), a provedbu vitalne aktivnosti tijela određuju procesi koji se odvijaju unutar samih stanica. Ne zaboravite također da su stanice svih biljaka i životinja slične strukture (imaju membrana, citoplazma, jezgra, organele).
Ali već se na ovoj razini pojavljuje strukturalna složenost organizacija živih. U stanici postoji mnogo različitih komponenti (organela). Takva heterogenost njegovog unutarnjeg sastava omogućuje istovremeno provođenje stotina i tisuća kemijskih reakcija na tako malom prostoru.
Isto vrijedi i za višestanične organizme. Različita tkiva, organi, organski sustavi (obavljaju različite funkcije) nastaju iz raznih stanica, koje zajedno čine složen i heterogen cjeloviti sustav – živi organizam.
metabolizam u živim organizmima. Svi živi organizmi imaju inherentnu razmjenu tvari i energije s okolinom.
F. Engels krajem 19. stoljeća. izdvojio ovo svojstvo živih, duboko cijeneći njegovo značenje. Nudeći svoju definiciju života, napisao je:
Život je način postojanja proteinskih tijela čija je bitna točka stalna izmjena tvari s vanjskom prirodom koja ih okružuje, a prestankom tog metabolizma prestaje i život, što dovodi do razgradnje proteina.
Metabolizam mogu imati i anorganska tijela... Ali razlika je u tome što kod anorganskih tijela metabolizam ih uništava, dok je kod organskih tijela nužan uvjet za njihovo postojanje.
U tom procesu živi organizam dobiva tvari koje su mu potrebne kao materijal za rast, obnavljanje uništenih („iskorištenih“) komponenti i kao izvor energije za održavanje života. Nastale tvari štetne ili nepotrebne organizmu (ugljični dioksid, urea, voda itd.) izlučuju se u vanjski okoliš.
Samoreprodukcija (razmnožavanje) organizama. reprodukcija- reprodukcija vlastite vrste - najvažniji uvjet za nastavak života. Pojedinačni organizam je smrtan, životni vijek mu je ograničen, a reprodukcija osigurava kontinuitet postojanja vrsta, više nego nadoknađujući prirodnu smrt jedinki.
Nasljednost i varijabilnost.
Nasljedstvo- sposobnost organizama da s generacije na generaciju prenose cjelokupni skup karakteristika koje osiguravaju prilagodljivost organizama njihovom okolišu.
Pruža sličnost, sličnost organizama različitih generacija. Nije slučajno da je sinonim za reprodukciju riječ samoreprodukcija. Pojedinci jedne generacije rađaju jedinke nove generacije, slične sebi. Danas je mehanizam naslijeđa dobro poznat. Nasljedne informacije (tj. informacije o karakteristikama, svojstvima i kvalitetama organizama) su šifrirane u nukleinskim kiselinama i prenose se s generacije na generaciju u procesu razmnožavanja organizama.
Očito, uz "rigidnu" nasljednost (tj. apsolutno ponavljanje roditeljskih osobina), u pozadini promjenjivih uvjeta okoliša, opstanak organizama bio bi nemoguć. Organizmi nisu mogli razviti nova staništa. Konačno, evolucijski proces, stvaranje novih vrsta, također bi bio isključen. Međutim, živi organizmi također imaju varijabilnost,što se shvaća kao njihova sposobnost da stječu nova svojstva i gube stara. Rezultat je niz jedinki koje pripadaju istoj vrsti. Promjenjivost se može pojaviti kako kod pojedinih jedinki tijekom njihovog individualnog razvoja, tako i u skupini organizama u nizu generacija tijekom razmnožavanja.
Individualni (ontogeneza) i povijesni (evolucijski; filogeneza) razvoj organizama. Svaki organizam tijekom svog života (od trenutka nastanka do prirodna smrt) prolazi redovite promjene, koje se tzv individualni razvoj. Postoji povećanje veličine i težine tijela - rast, stvaranje novih struktura (ponekad popraćeno uništavanjem prethodno postojećih - na primjer, gubitak repa punoglavcem i stvaranje sparenih udova), reprodukcija i, konačno, kraj postojanja.
Evolucija organizama je nepovratan proces povijesni razvojžive, tijekom kojih se uočava uzastopna promjena vrsta kao rezultat nestanka prethodno postojećih i pojave novih. Po svojoj prirodi, evolucija je progresivna, budući da je organizacija (struktura, funkcioniranje) živih bića prošla kroz niz faza – predstanični oblici života, jednostanični organizmi, sve složeniji višestanični organizmi i tako dalje do čovjeka. Dosljedno kompliciranje organizacije dovodi do povećanja održivosti organizama, njihovih sposobnosti prilagođavanja.
Razdražljivost i pokretljivost. Bitno svojstvo živih bića razdražljivost(sposobnost percipiranja vanjskih ili unutarnjih podražaja (utjecaja) i adekvatnog reagiranja na njih). Očituje se promjenama u metabolizmu (na primjer, smanjenjem dnevnog svjetla i smanjenjem temperature okoline u jesen kod biljaka i životinja), u obliku motoričkih reakcija (vidi dolje) i visoko organiziranih životinja (uključujući ljude) karakteriziraju promjene u ponašanju.
Karakteristična reakcija na iritaciju kod gotovo svih živih bića je pokret,tj. prostorni pomak cijeli organizam ili pojedini dijelovi njihova tijela. To je karakteristično i za jednostanične (bakterije, amebe, cilijati, alge) i za višestanične (gotovo sve životinje) organizme. Neke višestanične stanice (na primjer, krvni fagociti životinja i ljudi) također imaju pokretljivost. Višestanične biljke, u usporedbi sa životinjama, karakteriziraju niska pokretljivost, ali također imaju posebne oblike manifestacije motoričkih reakcija. Postoje dvije vrste aktivnih pokreta: rast i kontraktilna. Prvi, sporiji, uključuju, primjerice, istezanje prema svjetlosti stabljika kućnih biljaka koje rastu na prozoru (zbog jednostranog osvjetljenja). Kontraktilni pokreti opažaju se u biljkama insektojeda (na primjer, brzo savijanje lišća rosičice pri hvatanju insekata koji slijeću na nju).
Fenomen razdražljivosti je u osnovi reakcija organizama, zbog čega su podržani homeostaza.
homeostaza- to je sposobnost tijela da se odupire promjenama i održava relativnu postojanost unutarnjeg okruženja (održavanje određene tjelesne temperature, krvnog tlaka, sastava soli, kiselosti itd.).
Zbog razdražljivosti organizmi imaju sposobnost da prilagodba.
Pod, ispod prilagodba odnosi se na proces prilagodbe organizma određenim uvjetima okoline.
Zaključujući dio posvećen utvrđivanju temeljnih svojstava živih organizama, možemo izvesti sljedeći zaključak.
Razlika između živih organizama i objekata nežive prirode nije u prisutnosti nekih "neuhvatljivih", nadnaravnih svojstava (svi zakoni fizike i kemije vrijede i za živa bića), već u visokoj strukturnoj i funkcionalnoj složenosti živih sustava. . Ova značajka uključuje sva svojstva živih organizama o kojima smo gore raspravljali i čini stanje života kvalitativno novim svojstvom materije.
Do 1960-ih godina u biologiji postoji ideja o razine organizacije življenja kao konkretan izraz sve složenije uređenosti organskog svijeta.Život na Zemlji predstavljen je organizmima osebujne strukture koji pripadaju određenim sustavnim skupinama (vrstama), kao i zajednicama različite složenosti (biogeocenoza, biosfera). Zauzvrat, organizme karakterizira organska, tkivna, stanična i molekularna organizacija. Svaki organizam, s jedne strane, sastoji se od specijaliziranih organizacijskih sustava koji su mu podređeni (organi, tkiva itd.), s druge strane, on je sam po sebi relativno izolirana jedinica u sastavu supraorganizacijskih bioloških sustava (vrste, biogeocenoze i biosfera u cjelini). Razine organizacije žive tvari prikazane su na sl. jedan.
Riža. 1. Razine organizacije živih
Svi oni pokazuju svojstva života kao što su diskretnost i integritet. Tijelo se sastoji od razne komponente- organa, ali je istovremeno, zahvaljujući njihovoj interakciji, integralna. Vrsta je također integralni sustav, iako je tvore zasebne jedinice - jedinke, međutim, njihova interakcija održava cjelovitost vrste.
Postojanje života na svim razinama osigurava struktura najnižeg ranga. Na primjer, priroda stanične razine organizacije određena je substaničnom i molekularnom razinom; organizmski - organ; tkivo, stanično; vrste - organizmi itd.
Posebno se ističe velika sličnost organizacijskih jedinica na nižim razinama i sve veća razlika na višim razinama(Stol 1).
stol 1
Obilježja razina organizacije života
Živi svijet našeg planeta beskrajno je raznolik i uključuje ogroman broj vrsta organizama, što se može vidjeti iz tablice. 2.
tablica 2
Broj vrsta glavnih skupina živih bića
Zapravo, prema riječima stručnjaka, danas na Zemlji živi dvostruko više vrsta nego što znanost zna. Svake godine stotine i tisuće novih vrsta opisuju se u znanstvenim publikacijama.
U procesu spoznavanja brojnih objekata (predmeta, pojava), uspoređujući svoja svojstva i znakove ljudi proizvode klasifikacija. Zatim se slični (slični, slični) objekti spajaju u skupine. Podjela grupa temelji se na Razlike između predmeta koji se proučavaju. Na taj se način gradi sustav koji obuhvaća sve proučavane objekte (npr. minerale, kemijske elemente ili organizme) i uspostavlja odnose među njima.
Sustavnost kako se samostalna biološka disciplina bavi problemima klasifikacija organizme i zgrade sustavaživa priroda.
Pokušaji klasifikacije organizama vršeni su u antičko doba. Dugo je vremena u znanosti postojao sustav koji je razvio Aristotel (4. st. pr. Kr.). Podijelio je sve poznate organizme u dva kraljevstva - bilje i životinje, koristeći kao razlikovna obilježja nepokretnost i neosjetljivost prvi u usporedbi s drugim. Osim toga, Aristotel je sve životinje podijelio u dvije skupine: "životinje s krvlju" i "životinje bez krvi", što općenito odgovara suvremenoj podjeli na kralježnjake i beskralježnjake. Zatim je izdvojio niz manjih grupacija, vođen raznim osebujnim značajkama.
Naravno, sa stajališta moderna znanost Aristotelov sustav se čini nesavršenim, ali je potrebno uzeti u obzir razinu tadašnjeg činjeničnog znanja. Njegov rad opisuje samo 454 vrste životinja, a mogućnosti istraživačkih metoda bile su vrlo ograničene.
Gotovo dva tisućljeća nakupljao se opisni materijal u botanici i zoologiji, što je osiguralo razvoj taksonomije u 17. – 18. stoljeću, što je kulminiralo izvornim sustavom organizama C. Linnaeusa (1707. – 1778.) koji je dobio široko priznanje. Na temelju iskustva svojih prethodnika i novih činjenica koje je sam otkrio, Linnaeus je postavio temelje moderne taksonomije. Njegova knjiga, objavljena pod naslovom Sustav prirode, objavljena je 1735. godine.
Za osnovnu jedinicu klasifikacije Linnaeus je uzeo oblik; uveo je u znanstvenu upotrebu pojmove kao što su "rod", "obitelj", "odred" i "klasa"; sačuvala podjelu organizama na carstva biljaka i životinja. Predloženi uvod binarnu nomenklaturu(koji se još uvijek koristi u biologiji), tj. dodjeljivanje svakoj vrsti latinskog imena koje se sastoji od dvije riječi. Prvi - imenica - naziv je roda koji objedinjuje skupinu srodnih vrsta. Druga riječ, obično pridjev, je naziv prave vrste. Na primjer, vrste "kaustična ljutika" i "puzava ljutika"; "zlatni karač" i "srebrni karač".
Kasnije, početkom 19. stoljeća, J. Cuvier je u sustav uveo pojam "vrste" kao najviše jedinice klasifikacije životinja (u botanici - "odjel").
Od posebne važnosti za formiranje moderne taksonomije bila je pojava evolucijskog učenja Ch. Darwina (1859). Znanstveni sustavi živih organizama nastali u preddarvinovskom razdoblju bili su Umjetna. Oni su sasvim formalno ujedinjavali organizme u skupine prema sličnim vanjskim obilježjima, ne pridajući važnost svojim obiteljskim vezama. Ideje Charlesa Darwina dale su znanosti metodu konstruiranja prirodni sustavživi svijet. To znači da se mora temeljiti na nekima bitno, temeljna svojstva klasificiranih objekata – organizama.
Pokušajmo kao analogiju izgraditi "prirodni sustav" takvih objekata kao što su knjige, koristeći primjer osobne knjižnice. Po želji možemo složiti knjige na police ormarića, grupirajući ih po formatu ili prema boji bodlji. Ali u tim slučajevima će se stvoriti "umjetni sustav", budući da se "predmeti" (knjige) razvrstavaju prema sekundarnim, "nebitnim" svojstvima. "Prirodni" "sustav" bi bila knjižnica, gdje su knjige grupirane prema svom sadržaju. U ovom ormaru imamo znanstvenu literaturu: na jednoj polici knjige o fizici, na drugoj - o kemiji itd. U drugom ormariću - beletristika: proza, poezija, folklor. Time smo ostvarili razvrstavanje dostupnih knjiga prema glavnom svojstvu, bitnoj kvaliteti - njihovom sadržaju. Imajući sada "prirodni sustav", lako se možemo orijentirati u mnoštvu raznih "objekata" koji ga tvore. A nakon što smo nabavili novu knjigu, lako možemo pronaći mjesto za nju u određenom ormariću i na odgovarajućoj polici, odnosno u “sustavu”.
Preduvjeti za stvaranje stanične teorije bili su izum i usavršavanje mikroskopa te otkrivanje stanica (1665., R. Hooke - pri proučavanju odsjeka kore drveta pluta, bazge i dr.). Radovi poznatih mikroskopista: M. Malpighija, N. Grua, A. van Leeuwenhoeka - omogućili su uvid u stanice biljnih organizama. A. van Leeuwenhoek otkrio je jednostanične organizme u vodi. Prvo je proučavana stanična jezgra. R. Brown opisao je jezgru biljne stanice. Ya. E. Purkine uveo je koncept protoplazme - tekući želatinozni stanični sadržaj.
Njemački botaničar M. Schleiden prvi je došao do zaključka da svaka stanica ima jezgru. Osnivač CT-a je njemački biolog T. Schwann (zajedno s M. Schleidenom), koji je 1839. objavio djelo “Mikroskopske studije o korespondenciji u strukturi i rastu životinja i biljaka”. Njegove odredbe:
1) stanica - glavna strukturna jedinica svih živih organizama (i životinja i biljaka);
2) ako postoji jezgra u bilo kojoj formaciji vidljivoj pod mikroskopom, onda se može smatrati stanicom;
3) proces stvaranja novih stanica određuje rast, razvoj, diferencijaciju biljnih i životinjskih stanica. Dopune staničnoj teoriji dao je njemački znanstvenik R. Virchow, koji je 1858. objavio svoje djelo "Stanična patologija". Dokazao je da stanice kćeri nastaju diobom matičnih stanica: svaka stanica iz stanice. Krajem XIX stoljeća. mitohondrije, Golgijev kompleks i plastidi pronađeni su u biljnim stanicama. Kromosomi su otkriveni nakon što su stanice koje se dijele obojene posebnim bojama. Suvremene odredbe CT-a
1. Stanica – osnovna jedinica građe i razvoja svih živih organizama, najmanja je strukturna jedinica živog.
2. Stanice svih organizama (jednostaničnih i višestaničnih) slične su po kemijskom sastavu, građi, osnovnim manifestacijama metabolizma i vitalne aktivnosti.
3. Razmnožavanje stanica događa se njihovom diobom (svaka nova stanica nastaje tijekom diobe matične stanice); u složenim višestaničnim organizmima stanice imaju različite oblike i specijalizirane su prema svojim funkcijama. Slične stanice tvore tkiva; tkiva se sastoje od organa koji tvore organske sustave, usko su međusobno povezana i podložna živčanim i humoralnim mehanizmima regulacije (kod viših organizama).
Značaj stanične teorije
Postalo je jasno da je stanica najvažnija komponenta živih organizama, njihova glavna morfofiziološka komponenta. Stanica je osnova višestaničnog organizma, mjesto biokemijskih i fizioloških procesa u tijelu. Na staničnoj razini u konačnici se događaju svi biološki procesi. Stanična teorija omogućila je zaključak da je kemijski sastav svih stanica sličan, opći plan njihovu strukturu, što potvrđuje filogenetsko jedinstvo cjelokupnog živog svijeta.
2. Definicija života u sadašnjem stupnju razvoja znanosti
Prilično je teško dati potpunu i nedvosmislenu definiciju pojma života, s obzirom na ogromnu raznolikost njegovih manifestacija. U većini definicija pojma života, koje su kroz stoljeća davali mnogi znanstvenici i mislioci, uzete su u obzir vodeće osobine koje razlikuju živo od neživog. Na primjer, Aristotel je rekao da je život “prehrana, rast i dotrajalost” tijela; A. L. Lavoisier definirao je život kao “kemijsku funkciju”; G. R. Treviranus je vjerovao da je život „stabilna uniformnost procesa s razlikom vanjski utjecaji". Jasno je da takve definicije nisu mogle zadovoljiti znanstvenike, budući da nisu odražavale (i nisu mogle odražavati) sva svojstva žive tvari. Osim toga, zapažanja pokazuju da svojstva živih nisu izuzetna i jedinstvena, kao što se činilo prije, ona se zasebno nalaze među neživim objektima. AI Oparin definirao je život kao "poseban, vrlo složen oblik kretanja materije". Ova definicija odražava kvalitativnu originalnost života, koja se ne može svesti na jednostavne kemijske ili fizikalne zakone. No, čak i u ovom slučaju, definicija je opće prirode i ne otkriva specifičnu posebnost ovog pokreta.
F. Engels u "Dijalektici prirode" napisao je: "Život je način postojanja proteinskih tijela čija je bitna točka izmjena materije i energije s okolinom."
Za praktičnu primjenu korisne su one definicije koje sadrže osnovna svojstva koja su nužno svojstvena svim živim oblicima. Evo jednog od njih: život je makromolekularni otvoreni sustav, koji karakterizira hijerarhijska organizacija, sposobnost samoreprodukcije, samoodržanja i samoregulacije, metabolizam, fino reguliran protok energije. Prema ovoj definiciji, život je srž reda koji se širi u manje uređenom svemiru.
Život postoji u obliku otvorenih sustava. To znači da svaki živi oblik nije zatvoren samo u sebe, već neprestano izmjenjuje materiju, energiju i informacije s okolinom.
3. Temeljna svojstva žive tvari
Ova svojstva u kompleksu karakteriziraju svaki živi sustav i život općenito:
1) samo-ažuriranje. Povezan s protokom materije i energije. Osnova metabolizma su uravnoteženi i jasno međusobno povezani procesi asimilacije (anabolizam, sinteza, stvaranje novih tvari) i disimilacije (katabolizam, propadanje). Kao rezultat asimilacije, strukture tijela se ažuriraju i nastaju novi dijelovi (stanice, tkiva, dijelovi organa). Disimilacija određuje razgradnju organskih spojeva, osigurava stanicu plastičnom tvari i energijom. Za stvaranje novog potreban je stalan priljev potrebnih tvari izvana, au procesu života (a posebice disimilacije) nastaju proizvodi koje je potrebno unijeti u vanjsko okruženje;
2) samoreprodukcija. Omogućuje kontinuitet između uzastopnih generacija bioloških sustava. Ovo svojstvo povezano je s tokovima informacija ugrađenim u strukturu nukleinskih kiselina. U tom smislu, žive strukture se neprestano reproduciraju i ažuriraju, ne gubeći svoju sličnost s prethodnim generacijama (unatoč kontinuiranoj obnovi materije). Nukleinske kiseline su sposobne pohranjivati, prenositi i reproducirati nasljedne informacije, kao i ostvarivati ih sintezom proteina. Informacije pohranjene na DNK prenose se na proteinsku molekulu uz pomoć RNA molekula;
3) samoregulacija. Temelji se na skupu tokova materije, energije i informacija kroz živi organizam;
4) razdražljivost. Povezan je s prijenosom informacija izvana u bilo koji biološki sustav i odražava reakciju ovog sustava na vanjski podražaj. Zahvaljujući razdražljivosti, živi organizmi mogu selektivno reagirati na uvjete okoliša i iz njega izvlačiti samo ono što je potrebno za njihov opstanak. Razdražljivost je povezana sa samoregulacijom živih sustava prema principu povratne sprege: otpadni produkti mogu djelovati inhibitorno ili stimulativno na one enzime koji su bili na početku dugog lanca kemijskih reakcija;
5) održavanje homeostaze (od grč. homoios - "sličan, identičan" i stasis - "nepokretnost, stanje") - relativna dinamička postojanost unutarnje okoline tijela, fizikalno-kemijskih parametara postojanja sustava;
6) strukturna organizacija - određena uređenost, sklad živog sustava. Nalazi se u proučavanju ne samo pojedinačnih živih organizama, već i njihovih agregata u vezi s okolišem - biogeocenozama;
7) adaptacija - sposobnost živog organizma da se stalno prilagođava promjenjivim uvjetima postojanja u okoliš. Temelji se na razdražljivosti i njezinim karakterističnim adekvatnim odgovorima;
Natalija Sergejevna Kurbatova, E. A. Kozlova
Opća biologija
1. Povijest razvoja stanične teorije
Preduvjeti za stvaranje stanične teorije bili su izum i usavršavanje mikroskopa te otkrivanje stanica (1665., R. Hooke - pri proučavanju odsjeka kore drveta pluta, bazge i dr.). Radovi poznatih mikroskopista: M. Malpighija, N. Grua, A. van Leeuwenhoeka - omogućili su uvid u stanice biljnih organizama. A. van Leeuwenhoek otkrio je jednostanične organizme u vodi. Prvo je proučavana stanična jezgra. R. Brown opisao je jezgru biljne stanice. Ya. E. Purkine uveo je koncept protoplazme - tekući želatinozni stanični sadržaj.
Njemački botaničar M. Schleiden prvi je došao do zaključka da svaka stanica ima jezgru. Osnivač CT-a je njemački biolog T. Schwann (zajedno s M. Schleidenom), koji je 1839. objavio djelo “Mikroskopske studije o korespondenciji u strukturi i rastu životinja i biljaka”. Njegove odredbe:
1) stanica - glavna strukturna jedinica svih živih organizama (i životinja i biljaka);
2) ako postoji jezgra u bilo kojoj formaciji vidljivoj pod mikroskopom, onda se može smatrati stanicom;
3) proces stvaranja novih stanica određuje rast, razvoj, diferencijaciju biljnih i životinjskih stanica.
Dopune staničnoj teoriji dao je njemački znanstvenik R. Virchow, koji je 1858. objavio svoje djelo "Stanična patologija". Dokazao je da stanice kćeri nastaju diobom matičnih stanica: svaka stanica iz stanice. Krajem XIX stoljeća. mitohondrije, Golgijev kompleks i plastidi pronađeni su u biljnim stanicama. Kromosomi su otkriveni nakon što su stanice koje se dijele obojene posebnim bojama. Suvremene odredbe CT-a
1. Stanica – osnovna jedinica građe i razvoja svih živih organizama, najmanja je strukturna jedinica živog.
2. Stanice svih organizama (jednostaničnih i višestaničnih) slične su po kemijskom sastavu, građi, osnovnim manifestacijama metabolizma i vitalne aktivnosti.
3. Razmnožavanje stanica događa se njihovom diobom (svaka nova stanica nastaje tijekom diobe matične stanice); u složenim višestaničnim organizmima stanice imaju različite oblike i specijalizirane su prema svojim funkcijama. Slične stanice tvore tkiva; tkiva se sastoje od organa koji tvore organske sustave, usko su međusobno povezana i podložna živčanim i humoralnim mehanizmima regulacije (kod viših organizama).
Značaj stanične teorije
Postalo je jasno da je stanica najvažnija komponenta živih organizama, njihova glavna morfofiziološka komponenta. Stanica je osnova višestaničnog organizma, mjesto biokemijskih i fizioloških procesa u tijelu. Na staničnoj razini u konačnici se događaju svi biološki procesi. Stanična teorija omogućila je izvođenje zaključka o sličnosti kemijskog sastava svih stanica, općem planu njihove strukture, što potvrđuje filogenetsko jedinstvo cijelog živog svijeta.
2. Život. Svojstva žive tvari
Život je makromolekularni otvoreni sustav, koji karakterizira hijerarhijska organizacija, sposobnost samoreprodukcije, samoodržanja i samoregulacije, metabolizam, fino reguliran protok energije.
Svojstva stambenih objekata:
1) samo-ažuriranje. Osnova metabolizma su uravnoteženi i jasno međusobno povezani procesi asimilacije (anabolizam, sinteza, stvaranje novih tvari) i disimilacije (katabolizam, propadanje);
2) samoreprodukcija. U tom smislu, žive strukture se stalno reproduciraju i ažuriraju, ne gubeći svoju sličnost s prethodnim generacijama. Nukleinske kiseline su sposobne pohranjivati, prenositi i reproducirati nasljedne informacije, kao i ostvarivati ih sintezom proteina. Informacije pohranjene na DNK prenose se na proteinsku molekulu uz pomoć RNA molekula;
3) samoregulacija. Temelji se na skupu tokova materije, energije i informacija kroz živi organizam;
4) razdražljivost. Povezan je s prijenosom informacija izvana u bilo koji biološki sustav i odražava reakciju ovog sustava na vanjski podražaj. Zahvaljujući razdražljivosti, živi organizmi mogu selektivno reagirati na uvjete okoliša i iz njega izvlačiti samo ono što je potrebno za njihovo postojanje;
5) održavanje homeostaze - relativna dinamička postojanost unutarnje okoline tijela, fizikalno-kemijskih parametara postojanja sustava;
6) strukturna organizacija - uređenost, živog sustava, pronađena u proučavanju - biogeocenoze;
7) prilagodba - sposobnost živog organizma da se stalno prilagođava promjenjivim uvjetima postojanja u okolišu;
8) reprodukcija (reprodukcija). Budući da život postoji u obliku zasebnih živih sustava, a postojanje svakog takvog sustava strogo je vremenski ograničeno, održavanje života na Zemlji povezano je s reprodukcijom živih sustava;
9) nasljednost. Omogućuje kontinuitet između generacija organizama (na temelju tokova informacija). Uslijed naslijeđa s koljena na koljeno prenose se osobine koje omogućuju prilagodbu okolišu;
10) varijabilnost – živi sustav zbog varijabilnosti poprima obilježja koja su mu prije bila neobična. Prije svega, varijabilnost je povezana s pogreškama u reprodukciji: promjene u strukturi nukleinskih kiselina dovode do pojave novih nasljednih informacija;
11) individualni razvoj (proces ontogeneze) - utjelovljenje početne genetske informacije ugrađene u strukturu molekula DNK u radne strukture tijela. Tijekom tog procesa očituje se takvo svojstvo kao što je sposobnost rasta, što se izražava povećanjem tjelesne težine i veličine;
12) filogenetski razvoj. Temelji se na progresivnoj reprodukciji, naslijeđu, borbi za postojanje i selekciji. Kao rezultat evolucije pojavio se ogroman broj vrsta;
13) diskretnost (diskontinuitet) i ujedno cjelovitost. Život je predstavljen skupom pojedinačnih organizama, ili pojedinaca. Svaki je organizam, pak, također diskretan, budući da se sastoji od skupa organa, tkiva i stanica.
3. Razine organizacije života
Živa priroda je holistički, ali heterogen sustav koji karakterizira hijerarhijska organizacija. Hijerarhijski sustav je takav sustav u kojem su dijelovi (ili elementi cjeline) raspoređeni od najvišeg prema najnižem.
Mikrosustavi (predorganizmski stadij) uključuju molekularnu (molekularno-genetičku) i substaničnu razinu.
Mezosustavi (stadij organizma) uključuju staničnu, tkivnu, organsku, sistemsku, organizmsku (organizam u cjelini) ili ontogenetsku razinu.
Makrosustavi (supraorganizmski stadij) uključuju populacijsko-vrstu, biocenotičku i globalnu razinu (biosferu u cjelini). Na svakoj razini može se izdvojiti elementarna jedinica i pojava.
Elementarna jedinica (EE) je struktura (ili objekt), čije redovite promjene (elementarne pojave, EE) daju svoj doprinos razvoju života na određenoj razini.
Hijerarhijske razine:
1) molekularno genetska razina. EE je predstavljen genomom. Gen je dio molekule DNA (a kod nekih virusa i RNA molekule) koji je odgovoran za stvaranje bilo koje osobine;
2) substanična razina. EE je predstavljen nekom substaničnom strukturom, tj. organelom koja obavlja svoje inherentne funkcije i doprinosi radu stanice kao cjeline;
3) stanična razina. EE je stanica koja je samofunkcionalni elementar
