Жизнь

Жизнь (лат. vita) — основное понятие биологии — активная форма существования материи, которая в обязательном порядке содержит в себе все «свойства живого»[1][2][3]; совокупность физических и химических процессов, протекающих в организме, позволяющих осуществлять обмен веществ и его деление. Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует всё многообразие живых организмов (вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала вириона в клетку). Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации.

Жизнь
Изучается в науки о жизни и биология
Непосредственной причиной является воспроизводство потомства[d]
Противоположно смерть
 Медиафайлы на Викискладе

Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от нежизни. На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией (высокоупорядоченное строение), метаболизмом (получение энергии из окружающей среды и использование её на поддержание и усиление своей упорядоченности), ростом (способность к развитию), адаптацией (адаптированы к своей среде), реакцией на раздражители (активное реагирование на окружающую среду), воспроизводством (все живое размножается). Генетическая информация, необходимая каждому живому организму, расщепляется в нем, содержится в хромосомах, и передаётся от каждого индивидуума потомкам[4][5]. Также можно сказать, что жизнь является характеристикой состояния организма.

Также под словом «жизнь» понимают период существования отдельно взятого организма от момента его появления до его смерти[6].

Определения

Существует более ста определений понятия «жизнь», и многие из них противоречат друг другу. Жизнь может определяться через такие слова как «система», «вещество», «сложность (информации)», «(само-)воспроизведение», «эволюция», и т. д. Минимальное определение, согласующееся со 123 определениями: жизнь это самовоспроизведение с изменениями (англ. Life is self-reproduction with variations)[7].

Фридрих Энгельс дал следующее определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка»[8].

Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии, поддержание и самовоспроизведение молекулярной структуры[8].

Российский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот»[9].

Согласно взглядам одного из основоположников танатологии М. Биша, жизнь — это совокупность явлений, сопротивляющихся смерти.

С точки зрения второго начала термодинамики, жизнь — это процесс или система, вектор развития которой противоположен по направлению остальным, «неживым» объектам вселенной, и направлен на уменьшение собственной энтропии (см. Тепловая смерть).

В. Н. Пармон дал следующее определение: «Жизнь — это фазово-обособленная форма существования функционирующих автокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счёт естественного отбора»[10].

По Озангеру и Моровицу: «Жизнь есть свойство материи, приводящее к сопряженной циркуляции биоэлементов в водной среде, движимое, в конечном счете, энергией солнечного излучения по пути увеличения сложности».

Существуют также кибернетические определения жизни. По определению А. А. Ляпунова, жизнь — это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул».

Существует и физиологическое определение жизни, данное в 1929 году А. Ф. Самойловым, которое не было великим учёным до конца исследовано: «Жизнь — это замкнутый круг рефлекторной деятельности». Разрыв данного круга в любом его месте (состояние «комы») означает резкое ограничение параметров жизни или даже отсутствие жизни. Сейчас можно несколько расширить данное понятие и указать причины, от которых зависит данный «замкнутый круг». А именно: состояние внешней среды, «власти воли» индивидуума, внутренних вегетативных начал организма, неподвластных «власти воли».

Согласно официальному определению NASA, выработанному в 1994 году и применяющемуся в задачах поиска жизни во Вселенной, жизнь — «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции»[11].

Жизнь во Вселенной

Жизнь во Вселенной — под этим термином следует понимать комплекс проблем и задач, направленных на поиск жизни. В самом общем случае жизнь трактуется максимально широко — как активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования. Таким образом, в общей постановке задачи нет требования, чтобы жизнь была похожа на земную, и есть целый ряд теорий, доказывающий, что жизнь может принимать и другие формы. Однако, основной подход, использующейся в астробиологии при построении стратегий поиска, состоит из двух этапов[12]:

  1. Изучение возникновения жизни на Земле. Выработка основных положений. В роли скелета выступают[13]:
    • Данные о геологической жизни планеты, в частности вулканизме, тектонике и магнитном поле.
    • Данные об истории климата и наше понимание механизмов, регулирующих его.
    • Основные представления об устройстве жизни, в частности о ДНК, клетках и границ выживания живых организмов
    • Данные о происхождении живых организмов и их эволюции.
  2. Согласование основных положений с астрономическими наблюдениями и теориями и целенаправленный поиск. Включает в себя:
    • Поиск жизнепригодных экзопланет
    • Построение теорий формирований, включающие в рассмотрение сложные молекулярные образования, из которых впоследствии могла зародиться жизнь.
    • Изучение Солнечной Системы и соотнесение полученных данных с данными об экстрасолнечных системах

Также в отдельную область исследований может выделить поиск внеземных цивилизаций. Основных вопросов в данной области три:

  • Что искать?
  • Как искать?
  • Где искать?

И здесь в построении стратегии исследований крайне важная, если не ключевая, роль принадлежит уравнению Дрейка, в дополнении с типами цивилизаций по Кардашеву.[14]

Упорядоченность и сложность живых систем

Жизнь качественно превосходит другие формы существования материи в отношении многообразия и сложности химических компонентов и динамики протекающих в живом превращений. Живые системы характеризуются гораздо более высоким уровнем структурной и функциональной упорядоченности в пространстве и во времени.

Живые системы обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией, являясь, таким образом, открытыми системами. При этом, в отличие от неживых систем, в них не происходит выравнивания энергетических разностей и перестройки структур в сторону более вероятных форм, а непрерывно происходит работа «против равновесия». На этом основаны ошибочные утверждения, что живые системы якобы не подчиняются второму закону термодинамики. Однако снижение энтропии в живых системах возможно только за счёт повышения энтропии в окружающей среде (негэнтропия), так что в целом процесс повышения энтропии продолжается, что вполне согласуется с требованиями второго закона термодинамики.

Возникновение жизни

В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:

Гипотезы самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований их опровергают.

Гипотеза панспермии не решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в ещё более далёкое прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза о начале жизни на Земле.

Таким образом, единственной общепризнанной в науке в настоящее время является гипотеза биохимической эволюции.

Организм

Организм — живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи. Организм — это основная единица жизни, реальный носитель её свойств, так как только в клетках организма происходят процессы жизни. Как отдельная особь организм входит в состав вида и популяции, являясь структурной единицей популяционно-видового уровня жизни.

Организмы — один из главных предметов изучения в биологии. Для удобства рассмотрения все организмы распределяются по разным группам и категориям, что составляет биологическую систему их классификации. Самое общее их деление — на ядерные и безъядерные. По числу составляющих организм клеток их делят на внесистематические категории одноклеточных и многоклеточных. Особое место между ними занимают колонии одноклеточных.

Формирование целостного многоклеточного организма — процесс, состоящий из дифференцировки структур (клеток, тканей, органов) и функций и их интеграции как в онтогенезе, так и в филогенезе. Многие организмы организованы во внутривидовые сообщества (например, семья или рабочий коллектив у людей).

Разнообразие живых существ

Иерархия биологической систематики восьми основных таксономических рангов. Жизнь подразделяется на домены, которые дальше разделены по группам. Промежуточные категории не показаны

Мир живых существ насчитывает несколько миллионов видов. Всё это многообразие организмов изучает биологическая систематика, основной задачей которой является построение системы органического мира. Живая природа сейчас обычно делится на восемь царств: вирусы, протисты, археи, хромисты, бактерии, грибы, растения и животные.

Живая природа организуется в экосистемы, которые составляют биосферу.

Живая система

Живая система — единство, состоящее из самоорганизующихся, самовоспроизводящихся элементов, активно взаимодействующих с окружающей средой, имеющее специфические признаки, присущие живым существам.

В науке существует мнение, что система, состоящая из живых людей, как например экономическая или социальная, обладает рядом качеств, делающих её подобной живому организму. Это живое создание со своими клетками, обменом веществ и нервной системой. В ней различные общественные институты играют роль органов, каждый из которых выполняет свою особую функцию в поддержании жизнедеятельности организма. К примеру, армия действует аналогично иммунной системе, защищая организм от вторжений извне, тогда как правительство работает подобно мозгу, принимая решения и управляя. Эта мысль была впервые озвучена ещё в античности греческим философом Аристотелем.

В своем развитии наука отошла от механистического взгляда на организмы. В изучении живых систем ученых привлекает многообразие процессов, с помощью которых система адаптируется к постоянно изменяющейся внешней среде. Множество идей и методов, объединённых в области «теории сложности», привели к осознанию организмов как самоорганизующихся адаптивных систем. Процессы в таких системах децентрализованы, неопределенны и постоянно изменяются. Сложное адаптивное поведение таких систем возникает в процессе взаимодействия между отдельными автономными компонентами. Модели, в которых управление подчинено отдельному блоку, были признаны недостаточно соответствующими действительности для большинства реальных систем.

Обмен веществ

Обмен веществ (метаболизм) — это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Метаболизм обычно делят на две стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. В процессах анаболизма из более простых синтезируются более сложные вещества, и это сопровождается затратами энергии.

Размножение

Всем живым организмам присуще свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Разные способы размножения подразделяются на два основных типа: бесполое и половое. Для организмов, обладающих клеточным строением, в основе всех форм размножения лежит деление клетки.

Поведение

Поведение — способность животных изменять свои действия под влиянием внутренних и внешних факторов[15], характерная черта животного типа организации[16]. Поведение имеет огромное приспособительное значение, позволяя животным избегать негативных факторов окружающей среды[17]. У многоклеточных организмов поведение находится под контролем нервной системы.

Растения и бактерии тоже обладают способностью к активному, более того, упорядоченному перемещению под действием внешних факторов (таксису). Примером служат фото- и хемотаксисы бактерий, синезелёных водорослей[18].

Высшие растения также не лишены способности к движению. Хорошо известны никтинастии растений — открывание и закрывание цветков в связи со сменой дня и ночи, фототропизмы листьев, движения растений при охоте на животных, гидро- и хемотропизмы корней[прим. 1][19].

Тем не менее, поскольку механизмы движения растений носят чисто физиологический характер, нельзя говорить о наличии у них ни поведения, ни психики. В психологии движения растений относят к допсихическому уровню отражения.

Поведение, в отличие от психики, доступно для непосредственного наблюдения и является предметом широкого спектра наук, от психологии, этологии, зоопсихологии и сравнительной психологии до поведенческой экологии.

Уровни организации жизни

Чаще всего выделяют восемь основных структурных уровней жизни:

  1. молекулярный,
  2. клеточный,
  3. тканевый,
  4. органный,
  5. организменный,
  6. популяционно-видовой,
  7. биогеоценозный,
  8. биосферный.

В типичном случае каждый из этих уровней является системой из подсистем нижележащего уровня и подсистемой системы более высокого уровня.[20]

Биология

Биология — наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, объектами изучения которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле. Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.

Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, в 1802 году Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом[21] и Жаном Батистом Ламарком.

В основе современной биологии лежат пять фундаментальных принципов: клеточная теория, эволюция, генетика, гомеостаз и энергия[22][23]. В наше время биология — стандартный предмет в средних и высших учебных заведениях всего мира. Ежегодно публикуется более миллиона статей и книг по биологии, медицине и биомедицине[24].

В биологии выделяют следующие уровни организации:

  • Клеточный, субклеточный и молекулярный уровень: клетки содержат внутриклеточные структуры, которые строятся из молекул.
  • Организменный и органно-тканевой уровень: у многоклеточных организмов клетки составляют ткани и органы. Органы же, в свою очередь, взаимодействуют в рамках целого организма.
  • Популяционный уровень: особи одного и того же вида, обитающие на части ареала, образуют популяцию.
  • Видовой уровень: свободно скрещивающиеся друг с другом особи обладающие морфологическим, физиологическим, биохимическим сходством и занимающие определённый ареал (район распространения) формируют биологический вид.
  • Биогеоценотический и биосферный уровень: на однородном участке земной поверхности складываются биогеоценозы, которые, в свою очередь, образуют биосферу.

Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов: ботаника изучает растения, зоология — животных, микробиология — одноклеточные микроорганизмы. Области внутри биологии далее делятся либо по масштабам исследования, либо по применяемым методам: биохимия изучает химические основы жизни, молекулярная биология — сложные взаимодействия между биологическими молекулами, клеточная биология и цитология — основные строительные блоки многоклеточных организмов, клетки, гистология и анатомия — строение тканей и организма из отдельных органов и тканей, физиология — физические и химические функции органов и тканей, этология — поведение живых существ, экология — взаимозависимость различных организмов и их среды.

Передачу наследственной информации изучает генетика. Развитие организма в онтогенезе изучается биологией развития. Зарождение и историческое развитие живой природы — палеобиология и эволюционная биология.

На границах со смежными науками возникают: биомедицина, биофизика (изучение живых объектов физическими методами), биометрия и т. д. В связи с практическими потребностями человека возникают такие направления, как космическая биология, социобиология, физиология труда, бионика.

Искусственная жизнь

Искусственная жизнь — изучение жизни, живых систем и их эволюции при помощи созданных человеком моделей и устройств. Данная область науки изучает механизм процессов, присущих всем живым системам, невзирая на их природу. Хотя этот термин чаще всего применяется к компьютерному моделированию жизненных процессов, он также подходит и к жизни в пробирке (англ. wet alife), изучению искусственно созданных белков и других молекул.

Признаки жизни

Признаки жизни — характеристики, по которым можно обнаружить наличие жизни у организма, на местности, на других планетах.

Внеземная жизнь

Внеземная жизнь (инопланетная жизнь) — гипотетическая форма жизни, возникшая и существующая за пределами Земли. Является предметом изучения космической биологии и ксенобиологии, а также одним из вымышленных объектов в научной фантастике.

Жизнь на Марсе
Марс в изображении художника после процесса терраформирования

Однозначного ответа о существовании жизни на Марсе в настоящее время наука дать не может, однако близость и сходство с Землёй дают предпосылки к поиску возможных форм жизни. Вопрос о существовании в настоящее время или же в прошлом жизни на Марсе остаётся открытым[25].

Жизнь после смерти

Жизнь после смерти или загробная жизнь — представление о продолжении сознательной жизни человека после смерти. В большинстве случаев подобные представления обусловлены верой в бессмертие души, характерной для различного вида религиозных мировоззрений.

Представления о загробной жизни присутствуют в различных религиозных и философских учениях. Среди основных представлений:

  • воскрешение мёртвых — люди будут воскрешены Богом после смерти;
  • реинкарнация — душа человека возвращается в материальный мир в новых воплощениях;
  • посмертное воздаяние — после смерти душа человека попадает в ад или рай в зависимости от земной жизни человека.

Бессмертие

Джулио Романо (1492—1546). Аллегория Бессмертия. Около 1540

Бессмертие — жизнь в физической или духовной форме, не прекращающаяся неопределённо (или сколько угодно) долгое время.

Говоря о бессмертии в физической форме, различают условное биологическое бессмертие (отсутствие индивидуальной смерти как заключительной стадии онтогенеза — см. Размножение делением) одноклеточных организмов и гипотетическое биологическое бессмертие сложноорганизованных многоклеточных живых существ[26], в том числе — и прежде всего — человека[27].

Под бессмертием в духовной форме — в религиозном, философском, мистическом и эзотерическом смыслах — подразумевают вечное существование индивидуумая», душа, монада), индивидуальной воли (палингенезия в философской системе Артура Шопенгауэра), комплекса составляющих индивидуальной личности (скандхи в феноменологии буддизма), универсального духовного субстрата (трансперсональное бессознательное в аналитической психологии Карла Густава Юнга, ноосфера в религиозно-философской концепции Пьера Тейяра де Шардена и др).

Отдельный предмет религиозно-философских рассуждений — бессмертие (вечносущность) как атрибут Бога.

См. также

Примечания

  1. Жизнь // Культурология. XX век. Энциклопедия. 1998.
  2. Жизнь — статья из Новой философской энциклопедии
  3. Жизнь // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  4. Definition of Life. California Academy of Sciences (2006). Дата обращения: 7 января 2007. Архивировано 21 августа 2011 года.
  5. П. Кемп, К. Армс Введение в биологию. — М.: Мир, 1988. — ISBN 5-03-001286-9. — Тираж 125000 экз. — С. 19-21
  6. Статья «Жизнь» в Толковом словаре Ожегова (недоступная ссылка). Дата обращения: 12 января 2014. Архивировано 31 июля 2013 года.
  7. Trifonov E. N. Vocabulary of definitions of life suggests a definition //Journal of Biomolecular Structure and Dynamics. — 2011. — Т. 29. — №. 2. — С. 259—266.
  8. Жизнь. (Определение)// Биологический энциклопедический словарь. (Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Баев, Г .Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1989. — 864 с., ил., 30 л. ил.)
  9. Н. В. Чебышев, Гузикова Г.С., Лазарева Ю.Б., Ларина С.Н. Биология: справочник. — ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 608 с. — ISBN 978-5-9704-1817-8.
  10. Пармон В. Н. Новое в теории появления жизни, «Химия и жизнь» № 5, 2005
  11. Benner S. A. Defining Life // Astrobiology. — 2010. — Vol. 10. — P. 1021—1030. ISSN 1531-1074. doi:10.1089/ast.2010.0524.
  12. Edwin A. Bergin. Astrobiology: An Astronomer’s Perspective. — 2013. arXiv:1309.4729.
  13. Jeffrey Bennett, Seth Shostak. Life in the Universe. — 3-ие. — 2012. — ISBN 0-321-68767-1.
  14. Adam Frank, Woodruff Sullivan. Sustainability and the Astrobiological Perspective: Framing Human Futures in a Planetary Context. — 2013. arXiv:1310.3851.
  15. Определение дано по Биологический энциклопедический словарь / под. ред. М.С. Гилярова. — второе, исправленное. — Москва: Советская энциклопедия, 1989. — С. 483. — 864 с. — ISBN 5-85270-002-9.
  16. Ю.К. Рощевский. Особенности группового поведения животных. — учебное пособие. — Куйбышев: обл. типография им. Мяги, 1978. — С. 9—10. 1000 экз экз.
  17. Хлебосолов Е. И. Роль поведения в экологии и эволюции животных (рус.) // Русский орнитологический журнал. — 2005. Т. 14, вып. 277. С. 49—55. ISSN 0869-4362.
  18. Бактерии, их поведение и способы перемещения в пространстве (недоступная ссылка). МИКРОМИР. Дата обращения: 14 января 2011. Архивировано 24 августа 2011 года.
  19. Рейхольд Вайнар. Движения у растений / перевод А.Н. Сладкова. — Москва: Знание, 1987. — С. 75, 122—125. — 174 с. — (Переводная научно-популярная литература).
  20. D.Sh. Экология: биология взаимодействия. 1.05. Уровни организации биосистем. Лекторий-библиотека Batrachos.com (29 июля 2011). Дата обращения: 14 января 2022.
  21. Treviranus, Gottfried Reinhold, Biologie : oder Philosophie der lebenden Natur für Naturforscher und Aerzte, 1802
  22. Avila, Vernon L. Biology: investigating life on earth (неопр.). — Boston: Jones and Bartlett, 1995. — С. 11—18. — ISBN 0-86720-942-9.
  23. Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden. Biology: Exploring Life (неопр.). — Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall, 2006. — ISBN 0-13-250882-6.
  24. King, TJ & Roberts, MBV. Biology: A Functional Approach (неопр.). Thomas Nelson and Sons, 1986. — ISBN 978-0174480358.
  25. Статья «Есть ли жизнь на Марсе» на сайте «Солнечная Система»
  26. В соответствии с крупнейшей базой данных по старению и продолжительности жизни животных AnAge, в настоящее время найдено семь видов практически нестареющих (бессмертных) многоклеточных организмов — Sebastes aleutianus, Chrysemys picta, Emydoidea blandingii, Terrapene carolina, Strongylocentrotus franciscanus, Arctica islandica, Pinus longaeva. Есть основания предполагать биологическое бессмертие у некоторых представителей отряда Tricladida (Барнс Р. и др. Беспозвоночные: новый обобщённый подход. — М.: Мир, 1992. — С. 86).
  27. Понятие «бессмертие» следует отличать от понятий, характеризующих возможность живого организма существовать долго в зависимости от скорости метаболизма в нём, или существовать дольше обычных сроков существования для подобных организмов (долгожительство). На практике — особенно в художественном творчестве, а также в переносном (метонимическом) употреблении — эти понятия смешиваются.
  1. Мимоза стыдливая способна очень эффектно складывать листья при прикосновении или сотрясении. Причём, если прикоснуться к верхушке листа, то можно наблюдать последовательное распространение реакции сверху вниз — сначала сложатся листочки, затем черешочки, затем опустится черешок

Литература

Ссылки

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.