Признаки живых организмов
В составе живых существ — клетки
Все живые существа содержат одну или иного клеток, при этом многоклеточные организмы отличаются сложным и упорядоченным строением.
Клетки настолько маленькие, что увидеть их можно лишь при помощи микроскопа. Из клеток состоят абсолютно все органы живого существа. Твоя кожа, волосы, ногти, кости, нервы и мышцы состоят из клеток
Клетки можно сравнить с кирпичами. Внимательно присмотрись к кирпичной кладке. Если ты находишься далеко от здания, то перед тобой будет ровная поверхность, но подойдя ближе, ты увидишь, что стена выложена из огромного количества кирпичей, причем лежат они в определенном порядке. Такое же упорядоченное строение характерно и для живого организма.
Движение
Все живые существа шевелятся или движутся. Это действительно так.
Попробуй проанализировать свои действия за последние полчаса. Возможно, ты только что проснулся, умылся, позавтракал и собираешься на улицу?
Активное движение свойственно и животным. А что происходит с растениями? Они тоже двигаются. Конечно, не так быстро, как животные, но, тем не менее, движение большинства из них заметно. Многие растения направляют свои цветки к солнцу, открывают и закрывают соцветия, а некоторые хищные даже умудряются ловить насекомых!
Спустя несколько секунд лепестки захлопнутся – и муха окажется в ловушке
Получение энергии
Все живые существа получают энергию из окружающей среды и используют ее для поддержания своих жизненных функций, роста и размножения.
Рост и развитие
Все живые организмы растут и развиваются. Жизнь каждого из них начинается по-разному но, пройдя определенные этапы развития, у большинства видов малыш в конце концов превращается во взрослое существо.
Жизненный цикл лягушки
Так, например, лягушка должна пройти стадию головастика, бабочка начинается с гусеницы, а процесс развития детенышей кенгуру просто уникален! Малыши рождаются на стадии эмбриона и сами заползают в сумку матери, где продолжают свое развитие. Растения тоже проходят определенные жизненные циклы.
Реакция на раздражители
Одна из важных отличительных черт живых организмов заключается в том, что они реагируют на изменения окружающей среды и внешние раздражители.
Например, если ты дотронешься до любого животного (кошки, собаки, хомячка и т.д.), то оно обязательно каким-то образом отреагирует на твое прикосновение (убежит, свернется в клубок, повернет к тебе голову). А если ты коснешься любого неживого предмета, то вряд ли тебе стоит ожидать какой-либо ответной реакции. В лучшем случае ты просто сдвинешь предмет с места, если он не очень тяжелый.
Размножение
Очень важной характеристикой живых существ является способность размножаться, т.е. оставлять после себя потомство
Этот процесс называется репродукцией.
Кошачья семья
Твои родители создали тебя, у кошек появляются котята, у собак — щенята. Так происходит со всеми представителями живого мира. Более того, посредством репродукции живые организмы передают свои качества новым поколениям.
Смерть
Все организмы не вечны, они умирают. Это одна из уникальных особенностей живых существ. Все живое когда-нибудь умрет. Период времени, в течение которого организмы функционируют и размножаются, называется продолжительностью жизни, и у всех она разная.
Жизнь некоторых организмов ограничивается всего лишь днями или даже часами.
Например, существуют бактерии и насекомые, которым достаточно нескольких часов, чтобы появиться на свет, повзрослеть, оставить потомство и умереть. Средняя продолжительность жизни человека составляет 65—70 лет.
А среди представителей растительного мира есть и настоящие долгожители, среди которых секвойи и баобабы. Возраст этих растений может достигать 5000 лет!
Секвойя
Генетика и наследственность
Любая форма жизни имеет свою репродуктивную систему. Организмы стремятся к самовоспроизведению, причем процесс этот хорошо сочетается с идеей эволюции. Методы воспроизведения себя отличаются довольно сильно, потому что сами жизненные формы существенно различаются. Некоторые особи плодоносят, другие рождают живых детенышей или откладывают яйца.
Общая идея репродуктивной активности – сохранение в будущем поколении генетической информации о родителях. Дубовый желудь – это не только плод, но еще и сложный набор данных о том, каким должен быть дуб. Это запрограммированная высокоуровневая система, полностью подчиняющая себе развитие организма, когда плод укоренится. Именно из заложенного в желуде следует, каким вырастет в будущем дуб, даже если место его произрастания будет на другой стороне планеты. В науке такие крошечные информационные блоки, где зафиксирована вся информация о будущем развитии, именуются генами.
Определение слова «Организм» по БСЭ:
Организм (от позднелат. organizo — устраиваю, сообщаю стройный вид)любое живое существо. Одноклеточные и многоклеточные О. обладают совокупностью основных жизненных свойств, отличающих их от неживой материи: клеточной организацией (см. Клетка). обменом веществ, в котором ведущая роль принадлежит биополимерам — белкам и нуклеиновым кислотам, обеспечивающим самообновление и поддержание постоянства внутренней среды О. (см. Гомеостаз). движением с его специфическими формами — мышечным, плазматичным, ресничным и жгутиковым. Раздражимостью. Ростом и Развитием. Размножением. Изменчивостью и Наследственностью. приспособляемостью к условиям существования (см. Адаптация). Существуют также О., не обладающие типичным клеточным ядром и хромосомным аппаратом, это т. н. Прокариоты, к которым относятся бактерии, синезелёные водоросли, риккетсии, микоплазмы и др.Они проще по строению, меньше по размерам самых маленьких клеточных О. (диаметр животной клетки более 30 мкм, бактериальной — обычно менее 3 мкм. одна из мельчайших бактерий при удалении из неё воды состоит всего из 5·107 атомов).Взаимодействуя со средой обитания, О. выступает как целостная система. при этом Уровни организации живого, как и уровни целостности О. (цитоплазматический, клеточный, тканевый, органный, организменный), неодинаковы. Формирование целостного О. — исторический процесс, состоящий из дифференцировки структур (клеток, тканей, органов) и функций и их интеграции. У одноклеточных О. жизненные функции осуществляются специальными органеллами. Возникновение в процессе эволюции многоклеточности способствовало прогрессивному морфофизиологическому усложнению О., его дифференциации, которая невозможна без структурной и функциональной координации клеток, тканей и органов, осуществляемой нервным и гуморальным путём.Взаимозависимость органов в процессе эволюции О. у животных обстоятельно исследована А. Н. Северцовым и его школой. эволюция и дифференциация тканевых структур, возникших в филогенезе из клеток, объединённых общей функцией, строением и развитием, — А. А. Заварзиным, Н. Г. Хлопиным, А. В. Румянцевым и их учениками. Проблемы дифференцировки и интеграции органов и функций изучались также многими др. отечественными (И. И. Мечников, И. П. Павлов, И. И. Шмальгаузен, В. А. Догель и др.) и зарубежными (Э. Геккель, А. Дорн, Г. де Беер и др.) учёными.Достижения современной биологии, главным образом генетики, позволили выявить материальный механизм наследственной связи поколений О., связи между историческим и индивидуальным развитием целостного О. на всех уровнях его организации. См. Гистогенез, Морфогенез, Онтогенез, Органогенез, Филогенез.Лит.: Шмальгаузен И. И., Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии, М. — Л., 1938. Хлопин Н. Г., Общебиологические и экспериментальные основы гистологии, М., 1946. Северцов А. Н., Морфологические закономерности эволюции, Собр. соч., т. 5, М. — Л., 1949. Заварзин А. А., Избр. труды, т. 1-4, М. — Л., 1950-53. Шмальгаузен И. И., Интеграция биологических систем и их саморегуляция,«Бюл. Московского общества испытателей природы. Отдел биологический», 1961, т. 66, в. 2. его же, Регуляция формообразования в индивидуальном развитии, М., 1964. Амлинский И. Е., Некоторые проблемы становления многоклеточности, в сборнике: Структура и формы материи, М., 1967. Рыжков В. Л., Место индивида среди биологических систем, в сборнике: Развитие концепций структурных уровней в биологии, М., 1972. De Beer G. R., Embryos and ancestors, Oxf., 1958. Regulation and control in living systems, ed. Н. Kalmus, N. Y., 1967.И. Е. Амлинский.
Живой или нет?
Для причисления к этой категории необходимо выявить активность существа. В некоторых случаях организмы активны только внутри, природа таких процессов исключительно химическая, протекает постоянно
Объясняя, что такое организм, ученые обязательно акцентируют внимание, что эти формы жизни просто не могут существовать без той химии, которая в них заложена природой, а ее сбои приводят к смерти
Чтобы жить, организм нуждается в энергетических запасах, в противном случае активность замедляется, блокируется, полостью прекращается. Организм – это материальный объект со строго заданными природными особенностями, формой. Если некоторые клетки материи, формирующей организм, отжили, происходит регенерация, то есть замена структур на новые. Живые организмы характеризуются еще и обменом веществ. Под этим термином принято понимать сложный процесс, в котором участвуют как материальные компоненты, так и энергетические запасы.
В чём отличие живого организма от неживого вещества?
На первый взгляд, это очень простой вопрос, и отличить живое существо от неживой материи очень просто. Но чтобы сформулировать различие и выделить основные признаки живого существа, учёным пришлось проделать огромную работу. Сегодня признано, что живой организм обладает:
— обменом веществ, т.е. способностью поглощать вещества из окружающей среды, перерабатывать и частично или полностью встраивать их в себя;
— восприятием и обработкой информации, т.е. способностью реагировать на внешние раздражители произвольным изменением внутренних процессов;
— возможностью размножаться, т.е. способностью воспроизводить себе подобные организмы;
— развитием, т.е. способностью изменять с течением времени свой внешний вид, размеры и внутреннюю структуру.
Этими свойствами обладают все живые организмы, от бактерии до человека.
Любопытные факты: почему мы зеваем?
Эта особенность человеческого организма, как правило, указывает на усталость, скуку. Иногда реакцию провоцируют повышенная стрессовая нагрузка, состояние переутомления. Впрочем, это лишь общепринятая позиция, что на самом деле значит зевание, остается для ученых большим вопросом.
Дискуссии на эту тему регулярно разгораются в научном сообществе. И то верно: есть определенные основания предполагать, что зевота влияет на состояние головного мозга. Вместе с тем сложно отрицать, что процесс может быть связан с повышением концентрации в крови углекислого газа, нехваткой молекул кислорода. На практике многие путешественники знают, что избавиться от заложенности в ушах (если летите в самолете) можно очень быстро. Для этого нужно зевнуть.
Типы отношений между организмами
Основная статья: Типы отношений между организмами
Отношения могут быть как внутри-, так и межвидовые.
Возможны следующие виды влияний одних организмов на другие:
- Положительное () — один организм получает пользу за счёт другого.
- Отрицательное () — организму причиняется вред из-за другого.
- Нейтральное () — другой никак не влияет на организм.
Таким образом, возможны следующие варианты отношений между двумя организмами по типу влияния их друг на друга:
Симбиоз
Основная статья: Симбиоз
Симбио́з (от греч. συμ- — «совместно» и βίος — «жизнь») — взаимовыгодное отношение организмов двух или нескольких разных видов. В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза (мутуализм). От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений (зачастую орхидеи), чью пыльцу может распространять только один, определённый вид насекомых. Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми. В обобщённом понимании такой симбиоз — промежуточное звено между взаимодействием и слиянием.
В более широком научном понимании симбиоз — это любая форма взаимодействия между организмами разных видов, в том числе паразитизм (отношения, выгодные одному, но вредные другому симбионту). Обоюдно выгодный вид симбиоза называют мутуализмом. Комменсализмом называют отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту, а аменсализмом — отношения, вредные одному, но безразличные другому.
Львы, убившие буйвола
Хищничество
Основная статья: Хищничество
Хищничество — трофические отношения между организмами, при которых один из них (хищник) атакует другого (жертву) и питается частями его тела, то есть обычно присутствует акт умерщвления жертвы. Иногда в широком смысле под этим термином понимают всякое выедание одних организмов другими (полное или частичное без умерщвления), то есть отношение, например, животных-фитофагов и их кормовых растений, паразитов и их хозяев. Хищничество обычно противопоставляется постоянному поеданию трупов (некрофагии, хотя многие хищники также иногда питаются и падалью) и органических продуктов их разложения (детритофаги).
Довольно популярно также другое определение хищничества, предлагающее хищниками называть лишь организмы, поедающие животных, в отличие от растительноядных, поедающих растения.
В современной экологии, как правило, используется первое, более общее определение, под которое подходит в том числе и паразитизм, для которого характерен симбиоз паразита и хозяина, то есть частично по типу взаимодействия травоядных и растений. Кроме того, внутривидовым хищничеством следует считать поедание особей своего вида (каннибализм).
Кроме многоклеточных животных, в роли хищников могут выступать протисты, грибы и высшие растения.
Хищники делятся на засадников (подстерегающих свои жертвы) и преследователей. Иногда встречаются коллективные формы охоты (например, у львов, волков).
Нейтрализм
Основная статья: Нейтрализм
Нейтрализм — межвидовое взаимодействие биотических факторов. Оба вида не оказывают никакого воздействия друг на друга. В природе истинный нейтрализм крайне редок или даже невозможен, поскольку между всеми видами возможны косвенные взаимоотношения. В связи с этим понятие нейтрализма часто распространяют на случаи, когда взаимодействие между видами слабое или несущественно. Например: белка и лось, рост штаммов стрептококк и лактобактерий.
Антибиоз
Основная статья: Антибиоз
Антибиоз (от др.-греч. ἀντι- — против, βίος — жизнь) — антагонистические отношения видов, когда один организм ограничивает возможности другого, невозможность сосуществования организмов, например из-за интоксикации одними организмами (антибиотиками, фитонцидами) среды обитания других организмов. Случай, когда негативное воздействие направлено лишь в одну сторону, называется аменсализм, обоюдное негативное влияние организмов описывается термином конкуренция.
Термин введён микробиологом Зельманом Ваксмэном в 1942 году. Пример — отношения молочнокислых и гнилостных бактерий.
Многоклеточность и колониальность
В биологии различают многоклеточные организмы и колонии одноклеточных. Несмотря на некоторую схожесть этих живых объектов, между ними есть принципиальные отличия:
• Многоклеточный организм – это сообщество множества различных клеток, которые имеют свою структуру и особые функции. Его тело состоит из разных тканей. Для такого организма характерен более высокий уровень объединения клеток. Они отличаются своим многообразием.
• Колонии одноклеточных состоят из одинаковых клеток. Их практически невозможно разделить на ткани.
Граница между колониальностью и многоклеточностью нечеткая. В природе есть живые организмы, например, вольвокс, которые по своему строению являются колонией одноклеточных, но при этом в них есть соматические и генеративные клетки, отличающиеся друг от друга. Считается, что первые многоклеточные организмы появились на нашей планете только 2,1 млрд. лет назад.
Микроорганизмы
Микроорганизмами называют группу живых объектов, предельно малого размера. Их невозможно увидеть невооруженным взглядом. Чаще всего их размер составляет меньше 0,1 мм. В эту группу входят:
• безъядерные прокариоты (археи и бактерии);
• эукариоты (протисты, грибы).
Подавляющее большинство микроорганизмов представляют собой одну клетку. Несмотря на это, в природе существуют одноклеточные организмы, которые легко можно увидеть и без микроскопа, например, гиганский поликарион Thiomargarita namibiensis (морская грамотрицательная бактерия). Изучает жизнь таких организмов микробиология.
Классификация на основании строения клеток
Специалисты разделяют все формы живых организмов на 2 надцарства:
• Доядерные (прокариоты) – эволюционно первичный, наиболее простой тип клеток. Это они стали первыми формами живых организмов на Земле.
• Ядерные (эукариоты), происходящие от прокариот. Этот более прогрессивный тип клеток имеет ядро. Большинство живых организмов на нашей планете, включая человека, являются эукариотическими.
Ядерное надцарство, в свою очередь, делится на 4 царства:
• протисты (парафилитиечская группа), являющиеся предковыми для всех остальных живых организмов;
• грибы;
• растения;
• животные.
К прокариотам относят:
• бактерии, включая цианобактерии (сине-зеленые водоросли);
• археи.
Характерными особенностями этих организмов являются:
• отсутствие оформленного ядра;
• наличие жгутиков, вакуолей, плазмид;
• присутсвие структур, в которых осуществляется фотосинтез;
• форма размножения;
• размеры рибосомы.
Несмотря на то что все организмы отличаются между собой количеством клеток и их специализацией, все эукариоты характеризуются определенным сходством строения клетки. Они отличаются общим происхождением, поэтому данная группа представляет собой монофилетический таксон наивысшего ранга. По мнению ученных, эукариотические организмы появились на земле около 2 млн. лет назад. Немаловажную роль в их появлении сыграл симбиогенез, представляющий собой симбиоз между клеткой, имеющей ядро и способной к фагоцитозу, и поглощенными ею бактериями. Именно они стали предшественниками таких важных органелл, как хлоропласты и митохондрии.
Отличия от неживой природы
Живые организмы отличаются от тел неживой природы более сложным химическим составом (в частности, обязательным наличием белков и нуклеиновых кислот) и совокупностью свойств живого (по отдельности большинство из этих свойств имеются и у некоторых объектов неживой природы).
Обмен веществ
- Питание — усвоение питательных веществ, пищи живым организмом.
- Выделение — процесс вывода ненужных или вредных для организмов продуктов жизнедеятельности.
- Движение — изменение положения тела или частей тела особи в пространстве.
Наследственность и изменчивость
- Наследственность — свойство передавать потомкам свои признаки.
- Изменчивость — различия признаков между особями одного вида, в том числе наследственно обусловленные.
Рост, развитие, размножение
- Рост — увеличение массы и размеров особи за счёт процессов биосинтеза.
- Развитие — относительно необратимые изменения организма в течение жизни.
- Размножение — воспроизведение себе подобных особей.
Другие виды организмов
Микроорганизм
Основная статья: Микроорганизмы
Микрооргани́змы, (микро́бы) — собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом (их характерный размер — менее 0,1 мм). В состав микроорганизмов входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протисты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу. Большинство микроорганизмов состоят из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы, точно также как и есть некоторые одноклеточные макроорганизмы, видимые невооружённым взглядом, например Thiomargarita namibiensis, представители рода Caulerpa (являются гигантскими поликарионами). Изучением этих организмов занимается наука микробиология.
Борьба с микробами. Французская карточка 1900 года
Колониальный организм
Основная статья: Колониальный организм
Колониа́льный органи́зм — термин, который объединяет две группы организмов:
- Организмы, состоящие из множества клеток, слабо дифференцированных и не разделённых на ткани; во многих случаях каждая такая клетка сохраняет способность к размножению (вольвоксовые зелёные водоросли Pandorina, Eudorine и др., многие виды сувоек и другие группы протистов).
- Многоклеточные организмы, образующие колонии из нескольких особей, более или менее тесно связанных между собой, обычно имеющих одинаковый генотип и общий обмен веществ и системы регуляции. Среди животных к таким организмам относятся многие виды коралловых полипов, мшанок, губок и др. В ботанике для обозначения таких организмов принят термин «модулярные» (в противоположность унитарным) — это, например, корневищные злаки, ландыш и др.
От истинно многоклеточных организмов колониальные отличаются прежде всего более низким уровнем целостности (например, на отдельные раздражители часто реагируют отдельные особи, а не вся колония как целое), а колониальные протисты — также более низким уровнем дифференциации клеток. У многих высокоинтегрированных подвижных колоний (морские перья, сифонофоры и др.) уровень целостности достигает уровня единого организма, а отдельные особи выполняют роль органов колонии. У таких (и многих других) колоний имеется общая часть (стебель, ствол), которая не принадлежит ни одной из особей.
Трансгенный организм
Основная статья: Трансгенный организм
Трансге́нный органи́зм — живой организм, в геном которого искусственно введён ген другого организма. Ген вводится в гено́м хозяина в форме так называемой «генетической конструкции» — последовательности ДНК, несущей участок, кодирующий белок, и регуляторные элементы (промотор, энхансер и пр.), а также в некоторых случаях элементы, обеспечивающие специфическое встраивание в геном (например, т. н. «липкие концы»). Генетическая конструкция может нести несколько генов, часто она представляет собой бактериальную плазмиду или её фрагмент.
Целью создания трансгенных организмов является получение организма с новыми свойствами. Клетки трансгенного организма производят белок, ген которого был внедрён в геном. Новый белок могут производить все клетки организма (неспецифическая экспрессия нового гена), либо определённые клеточные типы (специфическая экспрессия нового гена).
Создание трансгенных организмов используют:
- в научном эксперименте для развития технологии создания трансгенных организмов, для изучения роли определённых генов и белков, для изучения многих биологических процессов; огромное значение в научном эксперименте получили трансгенные организмы с маркерными генами (продукты этих генов с лёгкостью определяются приборами, например зелёный флуоресцентный белок, визуализируют с помощью микроскопа, так легко можно определить происхождение клеток, их судьбу в организме и т. д.);
- в сельском хозяйстве для получения новых сортов растений и пород животных;
- в биотехнологическом производстве плазмид и белков.
Вирусы как живые организмы
Основная статья: Вирусы
Дополнительные сведения: Прионы
Вопрос отнесения вирусов к живым организмам носит дискуссионный характер, так как они не способны к самостоятельному размножению вне живых клеток.
Что говорят специалисты?
Если западные врачи воспринимают организм как систему для изучения, каждый объект рассматривают сам по себе, то восточные подходы несколько другие. Для западных докторов организм – сложный набор из кожи, костей, мышечной ткани. Китайские медики говорят, что каждый человек – это миниатюрная модель вселенной. Такая медицина – не просто врачебная практика в понимании наших соотечественников, но еще и глубокая философия.
Как говорят китайские специалисты, организм – это место, где протекают уникальные процессы, связанные с двумя противоборствующими силами: Инь и Ян. Первая – внутренняя, вторая – внешняя. Одна отражает, какие возможности есть у организма, вторая показывает воздействие внешних факторов.
