СодержаниеРеферат на тему:
«ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ»
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
1. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОГО 4
1.1. Идея самопроизвольного происхождения жизни 4
1.2. Опыты Пастера, доказывающие происхождение живого от живого 5
1.3. Гипотеза занесения живых существ на Землю из космоса 6
1.4. Гипотеза Опарина 7
1.5. Современные концепции происхождения жизни 7
2. БИОЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН 9
3. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ВЕЧНОСТЬ ЖИЗНИ 12
4. МЕТАБОЛИЗМ 16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
ЛИТЕРАТУРА 18
ВВЕДЕНИЕ
История идеи развития в биологии делится на 5 ос¬новных этапов:
1. Период от античной натурфилософии до первых био¬логических дисциплин. Здесь наблюдается фундамен¬тальный принцип науки о живом — принцип исто¬ризма.
2. Систематизация накопленного в ботанике и зооло¬гии материала.
Опубликование Дарвином труда «Происхождение ви¬дов» в 1859 г. Если XVIII в. с полным основанием можно назвать веком Ньютона, когда возник научный метод, которому сегодня мы обязаны всеми дос¬тижениями современной науки, то век XIX, надо со¬гласиться в этом с Больцманом, следует назвать ве¬ком Дарвина. Создание эволюционной теории тоже было революцией. В биологию пришли идеи движе¬ния и развития. Это период революционного перело¬ма в биологии, связанный с возникновением целых отраслей эволюционной биологии.
4. Переход к систематическому экспериментальному изучению отдельных факторов эволюции, формированию новых направлений в генетике и экологии. Этот период длился с начала XX в. до середины 30-х гг.XX в.
5. Период всеобъемлющего синтеза знаний о факторах, движущих силах и закономерностях в эволюции. Этот период берет свое начало в 40-х гг. и продолжается до настоящего времени.
1. КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОГО
Еще в глубокой древности люди задавали себе вопро¬сы: откуда произошла живая природа? Как появилась жизнь? Где та грань, через которую природа перешагну¬ла при переходе от неживого к живому? Почему живые системы для своего построения выбрали Молекулы лишь с определенной пространственной организацией
Проблема происхождения живого решалась довольно просто, пока ученые находились в счастливом неведении относительно сущности живого, как, впрочем, и того, что представляла собой Земля в младенчестве.
1.1. Идея самопроизвольного происхождения жизни
Первая идея, которая была выдвинута, — это идея самопроизвольного зарождения жизни. Эмпедокл, напри¬мер, считал, что все дышащее обязано своим существо¬ванием самозарождению отдельных органов — рук, ног, лап, голов, сердец, которые затем, случайно комбиниру¬ясь, складывались в тела и достигали в конце концов вполне удачных комбинаций.
Лет за сто до него Анаксимандр с поразительной для своего времени прозорливостью утверждал, что путь к высшим организмам природа начинала с более прими¬тивных, и, пожалуй, впервые выдвинул идею эволюции природы. Но и он за исходную субстанцию брал слож¬ный природный продукт — морской ил. По его мнению, живые существа зародились во влажном иле, который когда-то покрывал землю. Когда Земля стала высыхать, влага скапливалась в углублениях, в результате чего об¬разовывались моря, а некоторые животные вышли на сушу. Среди них были разнообразные существа, в чреве которых развивались люди. Когда люди выросли, покры¬вавшая их чешуйчатая оболочка развалилась.
Эта идея самопроизвольного зарождения организмов, видимо, представлялась многим поколениям наших да¬леких предков очень убедительной, так как просущество¬вала, не меняясь, долгие века. Самопроизвольное зарож¬дение лягушек, мышей, саламандр, ягнят и т.п. из раз¬личных материальных образований, в том числе гниющей земли, отбросов и иных объектов, рассматривалось мно¬гими выдающимися умами и мыслителями: Аристотелем, Коперником, Декартом, Галилеем, и именно благодаря этому идея имела столь широкое распространение и про¬существовала так долго.
1.2. Опыты Пастера, доказывающие происхождение живого от живого
В XVII в. опыты Реди показали, что без мух черви в гниющем мясе не обнаружатся, а если прокипятить орга¬нические растворы, то микроорганизмы в них не смо¬гут зарождаться (суждение, известное сейчас любой хо¬зяйке, занимающейся консервированием продуктов). И только в 60-х гг. XIX в. Пастер (1822-1895) в своих опытах продемонстрировал, что микроорганизмы появ¬ляются в органических растворах только потому, что туда раньше был внесен зародыш. Пастером фактичес¬ки была открыта природа брожения. Он ввел методы асептики и антисептики, а в 1888 г. создал и возглавил институт микробиологии (впоследствии Пастеровский институт).
Термин пастеризация произошел от фамилии этого ученого. Пастеризация означает способ уничтожения мик¬робов в жидкостях и пищевых продуктах однократным нагреванием до температуры ниже 100°С (обычно 60— 70 °С) с различной выдержкой (чаще всего 15-30 минут). Способ этот был предложен Л. Пастером и приме¬няется для консервирования молока, вина, пива.
Являясь основоположником современной микроби¬ологии и иммунологии, Л.Пастер известен также свои¬ми работами по асимметрии молекул, которые легли в основу стереохимии — области науки, изучающей про¬странственное строение молекул и влияние его на фи¬зические свойства, а также на направление и скорость реакций. Молекулярная асимметрия, открытая Л. Пасте¬ром (см. ТЕМУ 9.1.2.1-9.1.2.3), явилась одним из дока¬зательств земного происхождения жизни и имела огром¬ное значение для понимания особенностей мирового эво¬люционного процесса.
Таким образом, опыты Пастера имели двоякое зна¬чение:
1. Доказали несостоятельность концепции самопроизвольного зарождения жизни.
2. Обосновали идею о том, что все современное живое
происходит только от живого.Введение2. БИОЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН
Термин биоэнергоинформатика был введен д.т.н., про¬фессором МГТУ им. Н.Э. Баумана В.Н. Волченко в 1989 г., когда им и его единомышленниками была прове¬дена первая Всесоюзная конференция по биоэнергоин-форматике в Москве.
Новое понятие — биоэнергоинформационный обмен — возникло в сфере биофизики, биоэнергетики и экологии в связи с последними достижениями в этих областях. Изучение его дало основание высказать пред¬положение об информационном единстве Вселенной, о наличии в ней «Информации — Сознания», а не только известных форм материи и энергии. Одним из элемен¬тов этой концепции выступает наличие во Вселенной некоторого общего замысла, плана. Эта гипотеза под¬тверждается современной астрофизикой, согласно ко¬торой фундаментальные свойства Вселенной, значения основных физических констант и даже формы физичес¬ких закономерностей тесно связаны с фактором струк¬турности Вселенной во всех ее масштабах и с возмож¬ностью Жизни. Иначе говоря, Вселенная такова, как это нужно ей для существования Жизни и Сознания в ней самой.
Отсюда следует второй элемент концепции биоэнерго-информатики — Вселенную нужно рассматривать как живую систему. А в живых системах фактор Сознания (информации) наряду с материей — энергией должен за¬нимать весьма существенное место. Принципы живого, как правило, связывают со вторым началом термодина¬мики. Э. Шредингер показал, что живое как бы питает¬ся отрицательной энтропией. Однако Л. Больцман пи¬сал, что «живое... борется за энтропию», но он имел в виду рост химического или структурного многообразия живого.
Причина отмеченных противоречий содержится в том, что термодинамика имеет модель «энергия—вещество» с безликими идеальными частицами — точками для тех структур, а следовательно, и не может быть того инфор¬мационного поля, которое мы вынуждены вводить. Имен¬но оно обеспечивает структурную изменчивость как жи¬вого, так и всей материи во Вселенной.
Таким образом, можно говорить о необходимости три¬единства Вселенной: материи, энергии, информации (эти вопросы еще будут затрагиваться и подробно рассматри¬ваться дальше). Но информация здесь не просто сооб¬щение, она глубоко структурирована вплоть до уровня Сознания. Исходя из этого триединства, можно по-но¬вому определить само понятие нетермодинамического равновесия в Природе.
С учетом концепций биоэнергоинформатики сфор¬мулированы основные свойства живых систем Вселенной:
избирательность информационно-энергетических вза¬имодействий (наряду с материально-энергетически¬ми), приводящих к иерархическому структурирова¬нию вещества, энергии, информации и наличию ин¬
формационно-энергетического обмена со средой;
целесообразность рассмотрения энтропии в трех со¬ставляющих: энергетической, конфигурационной и структурно-информационной вместо одной для обыч¬ных термодинамических систем;
изменчивость за счет наличия внутренних сил, само¬
произвольно реализующих состояние системы;
живые системы, изменяясь, эволюционируют. По
А. Эйнштейну, «жизни присущ элемент истории». Репродуцируемость, или же воспроизведение, упоминаемое обычно как признак живого, присуща и кос¬ной природе.
Неживые технические системы обладают высокой энергетичностью, например, лазерные технологии и термоядер¬ный синтез дают плотность мощности 1010—1020 Вт/см2. В космических лучах при столкновении частиц энергии достигают значений порядка 1012 эВ и выше. Но инфор¬мативность в перечисленных процессах невелика: десят¬ки — сотни бит. Для информативности суперкомпьюте¬ров известен предел Бреммермана — 1047 бит/с на грамм массы или 1093 бит. При переходе к живым организмам информативность, как структурное разнообразие, несом¬ненно, более высокая, но измерять ее в битах бессмыс¬ленно (хотя Д. фон Нейман дал приближенно оценку емкости человеческого мозга в 1019 Мегабайт).
В то же время энергетичность клеточных структур (по данным КВЧ-терапии ММ-радиоволнами) составляет 10-5эВ. Таким образом, структурное совершенство жи¬вых систем можно оценивать по их информационно-энергетическому показателю. В полевой форме жизни высочайшее информационно-структурное разнообразие достигается почти при нулевой энергетичности систе¬мы. Это скорее характерно для Сознания как элемента Вселенной.
Доказывать концепцию биоэнергоинформатики уже не надо. Ее надо развивать.Литература1. В.П. Бондарев Концепции современного естествознания. – М.: Альфа-М, 2003. – 464с.
2. В.М. Найдыш, Концепции современного естествознания, - М.: Гардарики, - 2000. – 476 с.
3. А.Ю. Скопин, Концепции современного естествознания, - М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, - 2003. – 392 с.
4. С.Г. Хорошавина, Концепции современного естествознания: курс лекций, - Ростов н/Д: Феникс, - 2005. – 480 с.
5. Г.И. Рузавин, Концепции современного естествознания, - М.: Проект, - 2002. – 336с.
|
|
