2. ВЛАСТИВОСТІ (ОЗНАКИ) ЖИВИХ СИСТЕМ

Отже, загальними, характерними для всього живого властивостями та їх відмінностями від схожих процесів, що протікають в неживій природі, є:

1) єдність хімічного складу,

2) обмін речовин,

3) самовідтворення (репродукція),

4) спадковість,

5) мінливість,

6) ріст і розвиток,

7) подразливість,

8) дискретність,

9) ритмічність,

10) відносна енергозалежність,

11) гомеостаз.

1. Єдність хімічного складу. До складу живих організмів входять ті ж хімічні елементи, що і в обєкти неживої природи. Однак співвідношення різних елементів у живій і неживому неоднаково. Елементарний склад неживої природи поряд з киснем представлений в основному кремнієм, залізом, загнемо, алюмінієм і т.д. У живих організмах 98% хімічного складу припадає на чотири елементи - вуглець, кисень, азот і водень.

2. Обмін речовин. Всі живі організми здатні до обміну речовин з навколишнім середовищем, поглинаючи з неї елементи, необхідні для живлення, і виділяючи продукти життєдіяльності. При небіологічних круговороті речовин вони просто переносяться з одного місця на інше або змінюється їх агрегатний стан, тоді як у живих організмів обмін має якісно інший рівень, включаючи процеси синтезу і розпаду. Шляхом ряду складних хімічних перетворень речовини, поглинені з навколишнього середовища, трансформуються в речовини живого організму, з яких будується їх тіло. Такі процеси називаються асиміляцією, або пластичним обміном. Процеси, зворотні асиміляції, в результаті яких складні органічні сполуки розпадаються на прості, отримали назву дисиміляції. При такому розпад речовин втрачається їх схожість з речовинами організму і виділяється енергія, необхідна для реакцій біосинтезу, внаслідок чого дисиміляцію називають ще енергетичним обміном. Обмін речовин забезпечує сталість хімічного складу і будови всіх частин організму і як наслідок - сталість їх функціонування в безупинно мінливих умовах навколишнього середовища.

3. Самовідтворення (репродукція). Самовідтворення, репродукція, або розмноження, - це властивість організмів відтворювати собі подібних; цей процес здійснюється практично на всіх рівнях організації живої матерії. Завдяки репродукції не тільки цілі організми, а й клітини, органели клітин (мітохондрії, пластиди та ін) після поділу подібні зі своїми попередниками. З однієї молекули ДНК - дезоксирибонуклеїнової кислоти - при її подвоєнні утворюються дві дочірні молекули, що повністю повторюють вихідну. В основі самовідтворення лежать реакції матричного синтезу, тобто утворення структур на основі інформації, закладеної в послідовності нуклеотидів ДНК.

4. Спадковість полягає у здатності організмів передавати свої ознаки, властивості і особливості розвитку з покоління в покоління. Спадковість обумовлена стабільністю, заснованої на постійності будови молекул ДНК.

5. Мінливість - властивість, як би протилежне спадковості, але разом з тим тісно повязане з нею, так як при цьому змінюються спадкові задатки - гени, що визначають розвиток тих або інших ознак. Іншими словами, мінливість - це здатність організмів набувати нових ознак і властивості, в основі якої лежать зміни біологічних матриць. Мінливість створює різноманітний матеріал для природного відбору, тобто відбору найбільш пристосованих особин до конкретних умов існування в природі, що, у свою чергу, призводить до появи нових форм життя, нових видів організмів.

6. Ріст і розвиток. Під розвитком розуміють необоротне спрямоване закономірне зміна складу або структури обєктів живої та неживої природи. Розвиток живої форми існування матерії представлено індивідуальним розвитком, або онтогенезом, і історичним розвитком, або філогенезом. У процесі розвитку виникає специфічна структурна організація індивіда, а збільшення його біомаси обумовлено репродукцією макромолекул, елементарних структур клітин і самих клітин. Філогенез, чи еволюція, - це необоротна і спрямоване розвиток живої природи, що супроводжується утворенням нових видів і прогресивним (або регресивним) ускладненням (або спрощенням) життя. Результатом еволюції є все різноманіття живих організмів на землі.

7. Подразливість. Будь-який організм нерозривно повязаний з навколишнім середовищем: дістає з неї поживні речовини, піддається впливу несприятливих факторів середовища, вступає у взаємодію з іншими організаціями і т.д. У процесі еволюції у живих організмів виробилося і закріпилося властивість вибірково реагувати на зовнішні впливи. Це властивість носить назву подразливості. Будь-яке зміна навколишніх організм умов середовища являє собою по відношенню до нього роздратування, а його реакція на зовнішні подразники є показником його чутливості і проявом подразливості. Реакція багатоклітинних тварин на подразнення здійснюється за посередництвом нервової системи і називається рефлексом.

8. Дискретність. Саме слово "дискретність" означає уривчастість, розділеність і характеризує властивість життя проявлятися у вигляді дискретних форм. Окремий організм або інша біологічна система (вид, біоценоз і ін) складається з окремих ізольованих, тобто відокремлених або відмежованих в просторі, але, тим не менш тісно повязаних і взаємодіючих між собою частин, що утворюють структурно-функціональну єдність. Будь-який вид організмів включає окремі особини. Тіло високоорганізованої особини утворює просторово відмежовані особини, які, у свою чергу, складаються з окремих клітин. Енергетичний апарат клітини представлений окремими мітохондріями, апарат синтезу білка - рибосомами і т.д. аж до макромолекул. Властивість дискретності організму є основою його структурної впорядкованості, можливості постійного самооновлення із заміною структурних елементів (молекул, ферментів, органоїдів клітини і цілих клітин) без припинення виконуваної функції. Дискретність виду зумовлює можливість його еволюції шляхом загибелі або усунення від розмноження непристосованих особин і збереження індивідів з корисними для виживання ознаками.

9. Ритмічність. Під ритмом (від грец. "Рітмос" - течу) розуміється повторення одного і того ж події або стану через строго певні відрізки часу. У фізиці періодичні процеси виражаються в герцах (Гц). Гц - частота періодичного процесу, при якій за час 1 с відбувається один цикл періодичного процесу. Найменший проміжок часу, через який система, що здійснює коливання, знову повертається в той же стан, в якому вона перебувала в початковий момент, називається періодом коливань. У біології під ритмічністю розуміють періодичні зміни інтенсивності фізіологічних функцій з різними періодами коливань (від кількох секунд до року і століття). Добре відомі добові ритми сну і неспання у людини; сезонні ритми активності і сплячки у деяких ссавців (ховрахи, їжаки, ведмеді) та багато інших. Ритмічність спрямована на узгодження функцій організму з навколишнім середовищем, тобто на пристосування до постійно мінливих умов існування.

10. Відносна енергозалежність. Живі тіла представляють "відкриті" системи, стійкі лише за умови безперервного доступу до них енергії і матерії у вигляді їжі з навколишнього середовища. Живі організми на відміну від обєктів неживої природи відмежовані від навколишнього середовища оболонками (зовнішня клітинна мембрана в одноклітинних, покривна тканина у багатоклітинних). Ці оболонки ускладнюють обмін речовин між організмом і зовнішнім середовищем, зводять до мінімуму втрати речовин і підтримують просторове єдність системи. Таким чином, живі організми різко відрізняються від обєктів фізики і хімії - неживих систем - своєю винятковою складністю і високою структурною і функціональною впорядкованістю. Ці відмінності надають життю якісно нових властивостей. Живе представляє собою особливу ступінь розвитку матерії.

11. Гомеостаз (саморегуляція) - сукупність пристосувальних реакцій організму, спрямованих на збереження динамічного стану його внутрішнього середовища (температури тіла, кровяного тиску тощо). У його основі лежить принцип негативного зворотного звязку. Саме ця здатність живих систем зберігати стаціонарний стан в умовах безперервно змінюваного середовища і обумовлює їх виживання.