Концепции современного естествознания

 

Закрытость и открытость систем бывает разной степени выраженности. Абсолютно закрытая и абсолютно  открытая системы - это достаточно абстрактные  понятия. Даже в сложнейших научных  экспериментах и при особых природных  обстоятельствах (глубоко в космосе, в центре звезды) достижение абсолютно  открытого или закрытого состояния  невозможно. Все, что будет сказано  ниже, относиться к промежуточным  состояниям разной степени выраженности.

 

6. Чем живые системы отличаются от неживых?

 
Жизнь, высшая по сравнению с физической и химической формами существования  материи, закономерно возникающая  при определённых условиях в процессе её развития. Живые объекты отличаются от неживых обменом веществ - непременным  условием жизни, способностью к размножению, росту, активной регуляции своего состава  и функций, к различным формам движения, раздражимостью, приспособляемостью к среде и т.д. Однако строго научное  разграничение на живые и неживые  объекты встречает определённые трудности. Так, до сих пор нет  единого мнения о том, можно ли считать живыми вирусы, которые вне  клеток организма хозяина не обладают ни одним из атрибутов живого: в  вирусной частице в это время  отсутствуют метаболические процессы, она не способна размножаться и т.д. Специфика живых объектов и жизненных  процессов может быть охарактеризована в аспекте как их материальной структуры, так и важнейших функций, лежащих в основе всех проявлений жизни. Наиболее точное определение жизни, охватывающее одновременно оба эти подхода к проблеме, дал около 100 лет назад Ф. Энгельс: "Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел". Термин "белок" тогда ещё не был определён вполне точно и его относили обычно к протоплазме в целом.

 

Все известные ныне объекты, обладающие несомненными атрибутами живого, имеют в своём составе два  основных типа биополимеров: белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). Сознавая неполноту своего определения, Энгельс писал: "Наша дефиниция жизни, разумеется, весьма недостаточна, поскольку она далека от того, чтобы охватить все явления жизни, а, напротив, ограничивается самыми общими и самыми простыми среди них... Чтобы получить действительно исчерпывающее представление о жизни, нам пришлось бы проследить все формы её проявления, от самой низшей до наивысшей".

 

Ч. Дарвин в последних  строках "Происхождения видов" пишет об основных законах, лежащих, по его мнению, в основе возникновения  всех форм жизни: "Эти законы, в  самом широком смысле - Рост и  Воспроизведение, Наследственность, почти  необходимо вытекающая из воспроизведения, Изменчивость, зависящая от прямого  или косвенного действия жизненных  условий и от упражнения и неупражнения, Прогрессия размножения, столь высокая, что она ведет к Борьбе за жизнь и её последствию - Естественному Отбору... ". Если оставить в стороне роль упражнения, которое, по позднейшим данным, служит фактором ненаследственной изменчивости, обобщение Дарвина сохраняет силу и поныне, а его основные законы жизни сводятся к двум ещё более общим. Это прежде всего способность живого ассимилировать полученные извне вещества, т.е. перестраивать их, уподобляя собственным материальным структурам, и за счёт этого многократно воспроизводить их (репродуцировать). При этом, если исходная структура случайно изменилась, то она продолжает воспроизводиться в новом виде. Способность к избыточному самовоспроизведению лежит в основе роста клетки, размножения клеток и организмов и, следовательно, - прогрессии размножения (основное условие для естественного отбора), а также в основе наследственности и наследственной изменчивости.

 

Советский биохимик В.А. Энгельгардт  рассматривает воспроизведение  себе подобного как фундаментальное  свойство живого, которое ныне получает интерпретацию в терминах химических понятий на подлинно молекулярном уровне. Другая особенность живого заключается  в огромном многообразии свойств, приобретаемых  благодаря изменчивости материальными  структурами живых объектов. Каждое из этих двух фундаментальных свойств связано в основном с функцией одного из двух биополимеров. "Запись" наследственных свойств, т.е. кодирование признаков организма, необходимое для воспроизведения, осуществляется с помощью ДНК и РНК, хотя в самом процессе репродукции непременно принимают участие белки-ферменты. Живой является не отдельная молекула ДНК, белка или РНК, а их система в целом. Реализация многообразной информации о свойствах организма осуществляется путём синтеза согласно генетическому коду различных белков (ферментных, структурных и т.д.), которые благодаря своему разнообразию и структурной пластичности обусловливают развитие самых различных физических и химических приспособлений живых организмов. На этом фундаменте в процессе эволюции возникли непревзойдённые по своему совершенству живые управляющие системы.

 

Жизнь характеризуется высокоупорядоченными материальными структурами, содержащими два типа биополимеров (белок и ДНК или РНК), которые составляют живую систему, способную в целом к самовоспроизведения по принципу матричного синтеза. Характерная особенность химического состава известных нам форм жизни - асимметрия оптически активных веществ, представленных в живых объектах левовращающими или правовращающими формами.

Жизнь возможна лишь при  определённых физических и химических условиях (температура, присутствие  воды, ряда солей и т.д.). Однако прекращение  жизненных процессов, например, при  высушивании семян или глубоком замораживании мелких организмов, не ведёт к потере жизнеспособности. Если сохраняется неповрежденной структура, она при возвращении к нормальным условиям обеспечивает восстановление жизненных процессов.

 

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  упорядоченности структурной и  функциональной, в пространстве и  во времени.

 

Структурная компактность и  энергетическую экономичность живого - результат высочайшей упорядоченности  на молекулярном уровне. "Именно в  способности живого создавать порядок  из хаотического теплового движения молекул, - пишет Энгельгардт, - состоит  наиболее глубокое, коренное отличие  живого от неживого. Тенденция к упорядочению, к созданию порядка из хаоса есть не что иное, как противодействие возрастанию энтропии". Живые системы обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией, т.е. являются 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 наблюдается обратное.: восстанавливаются разности энергетических потенциалов, химического состава и т.д., т.е. непрерывно происходит работа "против равновесия" (Э. Бауэр). На этом основаны ошибочные утверждения, что живые системы якобы не подчиняются второму закону термодинамики. Однако местное снижение энтропии в живых системах возможно только за счёт повышения энтропии в окружающей среде, так что в целом процесс повышения энтропии продолжается, что вполне согласуется с требованиями второго закона термодинамики. По образному выражению австрийского физика Э. Шрёдингера, живые организмы как бы питаются отрицательной энтропией (негэнтропией), извлекая её из окружающей среды и увеличивая этим возрастание положительной энтропии в ней.

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

РОССИЙСКАЯ  АКАДЕМИЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА И  ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ

при ПРЕЗИДЕНТЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

 

Факультет юриспруденции

 

 

 

 

Оценка  «______________»

Подпись преподавателя ________

«_____»   ___________20____ г.

 

 

 

 

 

Концепции современного естествознания

Контрольная работа

Борисовой Татьяны Валерьевны

Студенки курса Ю-041(в)

Направление подготовки: 030900.62 «Юриспруденция»

 

  Руководитель:

Нескоромный Сергей Владиленович

к.ф.-м.н., доцент

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

            2013