Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Развитие современной концепции



Биохимического единства всего

Живого

Пока в биологии не существовало методов физико-хими­ческого исследования и сколько-нибудь ясных теоретических концепций, сущность живого сводили к наличию некоей «таинственной силы», благодаря которой развивается и воспроизво­дится все живое. Такой подход к пониманию живого называют витализмом. Витализм уводил исследователей по ложному пути и не способствовал постижению принципов функционирования живых организмов. Эти принципы были раскрыты на пути де­тального изучения процессов обмена веществом, энергией и ин­формацией в живых системах разного уровня организации, на­чиная от клетки и заканчивая биосферой.

Углубление современных знаний о происхождении жизни приводит к появлению различных теорий предбиологической эволюции. Существует несколько точек зрения на саму при­роду образования жизни на Земле.

Первая заключается в следующем: жизнь возникла на Земле из неживых (минеральных) форм.

Следовательно:

а) жизнь представляет собой направленный вектор эво­люции от неживого к живому;

б) грань живого и неживого весьма резка, а сама жизнь крайне неустойчива и может в любой момент вернуться в об­ласть неживого;

в) живое из неживого — событие почти невероятное! Осо­бенно если учесть, что на близко расположенных планетах
признаки жизни не обнаружены.

Вторая посылка: жизнь получила развитие на Земле. Это означает, что:

а) жизнь является порождением Космоса, а Земля пре­доставила лишь необходимые условия для ее развития (в косми­ческом пространстве на орбите между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов, из которого к нам на Землю по падают некоторые разновидности метеоритов (хондриты), со­держащие весьма высокие (до нескольких процентов!) концентрации углерода неорганического происхождения, из ко­торого возможен синтез первоосновы жизни — аминокислот;

б) преджизненная основа — весьма устойчивое образование, раз она может преодолевать громадные расстояния в Космосе;

в) сущность принципа Пастера — Реди (живое только от живого);

г) жизнь — не такое уж редкое событие во Вселенной.
По гипотезе английского астрофизика Джеймса Джинса(1877—1946) предполагается, что жизнь — это плесень, воз­никающая на поверхности небесных тел. Это парадоксальное утверждение было наиболее естественным объяснением воз­никновения жизни.

Анализируя феномен живого вещества, можно заключить, что он препятствует вырождению материи во Вселенной, так как часть ее бесструктурного состояния переходит в струк­турное, понижая энтропию системы. Фотосинтез прекрас­ная иллюстрация этому.



Переход от неживого к живому осуществился после того, как на базе предшествующих предбиологических структур воз­никли и развились зачатки двух основополагающих жизненных систем: системы обмена веществ (метаболизма) и системы воспроизводства живой клетки. Пока невозможно сказать, как конкретно происходило это развитие. В современной приро­де мы наблюдаем, конечный результат того качественного скач­ка, который привел к образованию живой клетки, и после­довавшего за этим процесса биологической эволюции.

Изучение указанных систем дало важнейший попутный ре­зультат: сформировалась фундаментальная для всего естество­знания идея единства состава и механизмов функционирования живой природы независимо от уровня организации составляю­щих ее структур.Эта идея, зародившаяся еще в XIX в., обре­ла вид законченной концепции биохимического единства жи­вого в 1920-х гг. благодаря трудам голландских микробиоло­гов А. Клюйвера и Г. Донкера. К настоящему времени эта падают некоторые разновидности метеоритов (хондриты), со­держащие весьма высокие (до нескольких процентов!) концентрации углерода неорганического происхождения, из ко­торого возможен синтез первоосновы жизни — аминокислот;

б) преджизненная основа — весьма устойчивое образование, раз она может преодолевать громадные расстояния в Космосе;

в) сущность принципа Пастера — Реди (живое только от живого);

г) жизнь — не такое уж редкое событие во Вселенной.
По гипотезе английского астрофизика Джеймса Джинса(1877—1946) предполагается, что жизнь — это плесень, воз­никающая на поверхности небесных тел. Это парадоксальное утверждение было наиболее естественным объяснением воз­никновения жизни.



Анализируя феномен живого вещества, можно заключить, что он препятствует вырождению материи во Вселенной, так как часть ее бесструктурного состояния переходит в струк­турное, понижая энтропию системы. Фотосинтез прекрас­ная иллюстрация этому.

Переход от неживого к живому осуществился после того, как на базе предшествующих предбиологических структур воз­никли и развились зачатки двух основополагающих жизненных систем: системы обмена веществ (метаболизма) и системы воспроизводства живой клетки. Пока невозможно сказать, как конкретно происходило это развитие. В современной приро­де мы наблюдаем, конечный результат того качественного скач­ка, который привел к образованию живой клетки, и после­довавшего за этим процесса биологической эволюции.

Изучение указанных систем дало важнейший попутный ре­зультат: сформировалась фундаментальная для всего естество­знания идея единства состава и механизмов функционирования живой природы независимо от уровня организации составляю­щих ее структур.Эта идея, зародившаяся еще в XIX в., обре­ла вид законченной концепции биохимического единства жи­вого в 1920-х гг. благодаря трудам голландских микробиоло­гов А. Клюйвера и Г. Донкера. К настоящему времени эта концепция обоснована результатами всесторонних исследований, которые исчерпывающе демонстрируют единство всего живого по самым фундаментальным свойствам: схожесть химического состава, свойство хиральности живого, универсаль­ная роль аденозинтрифосфата (АТФ) в качестве аккумулято­ра и переносчика биологически запасенной энергии; универ­сальность генетического кода и др.

 

61. За счет чего функционирует энергетика живого?

Все функции живых систем, требующие расходования энер­гии, должны обеспечиваться ею от некоторых внешних источ­ников. Ими являются органические вещества с запасенной в них химической энергией. Часть организмов синтезирует эти вещества внутри себя из неорганических веществ. Например, из углекислого газа и воды под действием солнечного света (такой процесс называется фотосинтезом)или в процессе окис­ления хемосинтез в некоторых бактериях). Эти организмы называют автотрофами. Большинство автотрофов — это зеле­ные растения, осуществляющие фотосинтез. Другая часть орга­низмов (например, все животные и человек), называемых гетеротрофами, приспособилась к потреблению энергии из го­товых органических веществ, синтезированных автотрофами.

Питательные органические вещества, поглощаемые гетеротрофами, обладают большей упорядоченностью (меньшей энтропией), чем выделяемые продукты обмена. Организмы гетеротрофов переносят упорядоченность (негэнтропию) из внешней среды в самих себя. Для автотрофов эта же цель до­стигается путем выполнения внутренней работы за счет энер­гии электромагнитного излучения солнца.

Таким образом, назначение метаболизма, то есть обмена веществ живой системы с внешней средой, состоит в поддержа­нии определенного уровня организации этой системы и ее час­тей.Эта цель достигается за счет отбора извне веществ и энер­гии, которые обеспечивают химический синтез необходимых организму соединений, а также вывод из живой системы все­го, что не может быть ею использовано. Метаболизм необхо­дим для противодействия увеличению энтропии, обусловленно­му необратимыми процессами в живой системе.

Между двумя типами организмов — авто- и гетеротрофами — существует пищевая (трофическая) связь. Живые системы об­разуют пищевые цепочки: энергия, накопленная при фотосинте зе растениями, передается через травоядных к хищникам; заключительным звеном пищевой цепочки являются микробы, перерабатывающие вещество отмерших организмов в неорганические вещества. В последующем эти молекулы вновь могут участвовать в образовании живых систем. В итоге в биосфере сформировался глобальный круговорот веществ, который обусловлен так называемыми биогеохимическими циклами. Основ­ными являются циклы обращения в биосфере воды, а также элементов, из которых состоят живые системы.

Первоисточником энергетического потока, проходящего сквозь все пищевые цепочки в биосфере, служит энергия сол­нечного электромагнитного излучения,попадающая на поверхность Земли в видимом диапазоне (свет). Финалом преобра­зований в пищевых цепочках является освобождение энергии в виде тепла при переработке микробами органических остат­ков. Вся высвободившаяся в процессе жизнедеятельности в биосфере энергия возвращается поверхностью Земли в миро­вое пространство главным образом в виде электромагнитного излучения инфракрасного диапазона.

В глобальном энергетическом балансе принципиально важ­но, что энтропия поступающего на Землю коротковолнового излучения меньше, чем энтропия длинноволнового излучения, переизлучаемого нашей планетой.За счет этой отрицательной разности энтропии на поверхности Земли возможно образо­вание и поддержание упорядоченных структур (как это про­исходит и во многих других природных системах). Вся био­сфера Земли представляет собой высокоорганизованную сис­тему, упорядоченность в которой поддерживается за счет отрицательного энтропийного баланса.

 

Особенности термодинамики,


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!