1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Сутність життя – біологія

Сутність життя – біологія

Сутність життя – одна з центральних проблем біології, яка має велике методологічне значення. У трактуванні цієї проблеми протягом всієї історії філософії і в наш час чітко видно різницю між ідеалізмом і матеріалізмом.

Матеріалізм завжди розглядав життя як єдність матерії і руху, не ототожнюючи поняття про матеріальному носієві з поняттям сутності життя, але й не протиставляючи їх. Саме ці питання вирішувалися в залежності від успіхів у розвитку природознавства. Йшлося про те, на якому рівні організації можна назвати матерію живий.

Стародавній матеріалізм зводив сутність життя до взаємодії «атомів», «елементів», «стихій» матерії. Ще Ломоносов бачив сутність життя в русі корпускул. У минулому сторіччі зародився науковий, діалектико-матеріалістичний підхід до розуміння життя. До нього стихійно примикали видатні вчені. Фізіолог Клод Бернар вважав, що всі життєві явища слід вивчати як фізико-хімічні, що матеріальним носієм життя є протоплазма.

Узагальнивши дані природознавства і послідовно застосувавши методи матеріалістичної діалектики, Ф.Енгельс дав наукові визначення розглянутих понять. Зазвичай, коли про це говорять, мають на увазі визначення: «Життя є спосіб існування білкових тіл, і цей спосіб існування полягає по своїй суті в постійному самооновлення хімічних складових частин цих тіл».

Ф. Енгельс не завжди проводив чіткі відмінності між поняттями «білок», «білкове тіло» і «протоплазма» і в деяких випадках навіть ототожнював їх. Але, підкреслюючи нерозривний зв’язок життя з білком, він мав на увазі лише земне життя.

Жодна проблема загальної біології не може нині розглядатися без урахування досягнень молекулярної біології, що відкриває дивовижну спеціалізацію молекул і їх ансамблів. Кожна клітина виявилася надзвичайно складним хімічним виробництвом з безліччю фабрик білкової і іонної продукції; встановлено специфічні функції білків, вуглеводнів, жирів, вітамінів, АТФ та інших молекул у процесах обміну. Цими даними, по суті, розвиваються думки Ф. Енгельса про зв’язок життя з певними матеріальними структурами – білками. Але тепер детермінований функціоналізм йде далі і ставить питання про причинного обумовленості якісного складу білків кожного організму. Якісна визначеність, чи індивідуальність білкового складу виявляється детермінованою у властивостях матричних молекул. Це доведено експериментально, і в цьому суть сталася революції в біології.

Заперечуючи речовина спадковості, прихильники індетерміні-рованного функціоналізму надають вирішальне значення самої організації окремих хімічних реакцій, тим факторам, які асимілюються організмами, в тому числі світла, температури і т.д., а зовсім не особливостям хімічного складу протоплазми.

Завдяки успіхам експериментальної генетики за перші 60 років минулого сторіччя була доведена провідна роль клітинного ядра (хромосом) в процесах спадковості і мінливості, в управлінні обміном речовин. Дані генетики, цитології та біохімії узгоджено свідчать про матеріальну природу явищ спадковості і мінливості, про дискретності і безперервності речовини спадковості і про лінійне розташування генів у хромосомах. Причому лінійність розташування генів була обгрунтована мікроскопічно, а в частках мікрона було визначено відстань генів один від одного в одній і тій же хромосомі. Це було зроблено на різних об’єктах. Однак ще 50 років тому залишалося неясним, який з компонентів ядра – ДНК, РНК або білок – грає роль речовини спадковості. У 1928 р англійський біолог Ф. Гріффіт встановив, що якщо в живильне середовище вносити мертві пневмококи, то живі пневмококи іншої раси можуть придбати деякі властивості мертвих. В результаті серії дослідів, проведених М. Даусона (1931 р), Д. Ол-Лоус (1932) і, нарешті, О. звіриному, К. Маклеодом і М. Маккарті (1944 р), було доведено, що переробка спадкової природи цих бактерій відбувається тільки під впливом чужорідної ДНК. Всі інші речовини, виділені з бактерій, були генетично інертними.

У 1952 р Херш і Чейз на фагах кишкових паличок встановлюють, що інфекційним початком є ДНК. Через три роки Г. Френкель-Конрат і Вільямс доводять, що у вірусів тютюнової мозаїки (ВТМ) інфекційним початком служать молекули РНК. Досліди з реконструкції РНК і білка, отриманих від різних штамів ВТМ, чітко показують, що РНК вірусу несе в собі всю генетичну інформацію. Ці та інші досліди дозволили сказати, що речовиною спадковості у всіх досліджених організмів і у фагів є молекули ДНК, а у рослинних вірусів – молекули РНК.

Заперечення речовини спадковості є найважливішою основою для затвердження можливості адекватного впливу спадкової мінливості (наслідування придбаних ознак) і раптових стрибкоподібних перетворень одних видів в інші види. Наскільки нереальні ці твердження, можна собі уявити, виходячи з даних про залежність структури білка від структури ДНК. Можна припустити, що світло, температура, іонізуючі впливу перебудовують спадковий код тільки в тих ділянках молекул ДНК, які детермінують синтез білків, що забезпечують краще пристосування саме до даних умов. Для розуміння сутності життя першорядне значення мають сучасні дані про функції молекул ДНК.

Ці молекули здатні ауторедупліціроваться, детермінувати синтез усіх білків у клітині, визначати послідовність даних процесів, змінюватися під впливом різних впливів і зберігати ці зміни при ауторепродукции. Основні біологічні явища знаходяться в причинному залежності з цими унікальними властивостями молекул ДНК.

Чому і для чого природа з такою скрупульозною точністю розподіляє ядерна речовина між дочірніми клітинами і саме при мітозі? Відповідь ми знаходимо в редуплікаціі молекул ДНК і в їх значенні як речовини спадковості. В кожну клітину має потрапити однакову кількість хромосом. Більш того, в кожній клітині повинен бути присутнім набір всіх хромосом. Тяжкі порушення обміну при надлишку або недоліку хоча б однієї хромосоми призводять до хвороб людини.

Збереження сталості числа хромосом в організмах, що виникають шляхом статевого розмноження, забезпечується механізмом мейозу. При цьому в кожну статеву клітину потрапляє по одній хромосомі з кожної пари. При заплідненні відновлюється не тільки загальне число, а й парність хромосом. Якби в хромосомах не містилося речовина спадковості, то цей процес, як і мітоз, слід було б розглядати як безглуздою винахідливості природи.

Те, що з курячого яйця з’являється курча, а не гусеня, перестало бути загадкою на початку нашого століття після відкриття законів Менделя. Але минуло півстоліття, перш ніж було остаточно доведено, що всі ознаки визначаються ядром. Деякі ознаки залишаються незмінними сотні тисяч поколінь. Відомі види, існуючі без значних видимих змін і сотні мільйонів років. Це передбачає досить стійке існування саморепродуцірующіхся матричних молекул.

Одним з найбільших «чудес» живої природи є біогенетичний закон – повторення в ранньому онтогенезі найголовніших етапів розвитку всього ряду предкової форм. Як відомо, в онтогенезі повторюються ознаки форм, віддалені від сучасних десятками і сотнями мільйонів років. Вже в кінці минулого століття потрібно було бути дуже далеким від матеріалістичного світорозуміння, щоб не бачити зв’язку між проявами биогенетического закону і історичною наступністю речовини спадковості.

Матеріальне єдність живої природи виявляється і в дивовижній спільності біохімічної організації клітин рослин і тварин. Біохімічне різноманітність світу значною мірою пов’язане лише з різними поєднаннями одних і тих же будівельних білків біологічних полімерів, перш за все нуклеотидів в гігантських молекулах ДНК.

Всі організми, від одноклітинних до людини включно, з великою точністю вимірюють час доби. Показником часу служить рівень того чи іншого процесу життєдіяльності – дихання, температури тіла, біолюмінесценції, росту і т.д. Причому протягом доби зазвичай чергуються дві фази – посилення й ослаблення кожного процесу. Досить імовірно, що внутрішньоклітинні годинникові механізми представлені ділянками молекул ДНК, тобто генами, регулюючими послідовність утворення ферментів. За вченням Ч. Дарвіна, джерелом всього нового в живій природі є випадкові, які не спрямовані спадкові зміни. Сучасні успіхи у вивченні гена дозволили зрозуміти внутрішньоклітинні механізми нагромаджуючого дії природного відбору. З покоління в покоління відбираються тільки такі структури молекул ДНК, які забезпечують більш вигідний для організму в даних умовах характер обміну речовин. Тому теза про спрямовуючу роль зовнішніх умов у розвитку органічного світу не може бути розкритий поза вчення про генах.

Молекулярна генетика представила абсолютно чіткі докази провідного значення зміни структури, а не функцій. Характер обміну клітинних речовин стійко змінюється і тривало передається потомству при статевому розмноженні тільки за умови зміни структури молекул ДНК або їх числа. Функціональних змін обміну речовин передують зміни структури генотипу. Цікаві дані наведені Г. Френкелем-Конрат. Виявляється, що у випадках, коли мутанти ВТМ не помітні за характером і формою викликаних у рослин некрозів, їх можна розрізнити за послідовності амінокислотних залишків у молекулі білка, яка функціонально забезпечує подальше збереження виду.

Без білків ми також не можемо уявити собі земного життя. Але чи означає це, що на всіх планетах, де є життя, вона представлена білкової протоплазми?

Вельми істотно, що цей хімічний процес розташований до безперервного зміни, пристосуванню до зовнішніх умов, без чого була б неможлива й еволюція життя. Але за зміною хімічного процесу не можна не бачити інший його особливості – безперервного відтворення того, що в даний момент існує. Вражаюча сталість основного хімічного складу кожного організму протягом його життя, насамперед його білкового складу, може бути тільки результатом повторюваності, ритмічності хімічних циклів.

Передбачуване визначення житті не знаходиться в протиріччі з уявленнями, висунутими з позицій термодинаміки і кібернетики, так як воно їх увазі і включає. Самосовершаемость процесів життєдіяльності можлива завдяки безперервному витяганню речовин і енергії з навколишнього середовища.

ПОДІЛИТИСЯ: