Az élõ természet tudományainak filozófiája
Valerij Vasilievics Kashin
Az élő, molekuláris, sejtes, szövet-, szerv-, organizmus-, populáció-, faj-, biocenotikai és globális (biospherikus) szintek megszervezésében általában megkülönböztetünk. E szintek mindegyikét más szintek sajátosságai jellemzik, de minden szinten saját sajátosságai vannak.
Molekulas szint. Ez a szint mélyen az élő szervezetben van, és a sejtekben található biológiai molekulák nukleinsavak, fehérjék, szénhidrátok, lipidek és szteroidok molekulái képviselik.
A biológiai molekulák méretét igen jelentős fajta jellemzi. A legkisebb biológiai molekulák nukleotidok, aminosavak és cukrok. Ezzel szemben a fehérjemolekulákat nagy dimenzió jellemzi. Például az emberi hemoglobin molekula átmérője 6,5 nm.
Biológiai molekulák szintetizálódnak a kis molekulatömegű prekurzorok, amelyek a szén-monoxid, a víz és a nitrogén-és metabolizált alakítjuk át intermedierek a molekulatömeg növekedésével (építőelemek) biológiai makromolekulák nagy molekulatömegű. Ezen a szinten kezdik és végbemegy a létfontosságú tevékenységek legfontosabb folyamata (örökletes információ kódolása és átadása, légzés, energiacserék, változékonyság stb.).
Ennek a szintnek a fizikai-kémiai sajátossága az, hogy nagyszámú kémiai elem belép az élőlény összetételébe, de az élő alapvető elemi összetételét szén, oxigén, hidrogén és nitrogén jelenti. Az atomcsoportokból molekulák képződnek, az utóbbi összetett kémiai vegyületeket képez, amelyek szerkezetben és funkcióban különböznek egymástól. A sejtek többségét nukleinsavak és fehérjék képviselik, amelyek makromolekulája a monomerek képződésének eredményeként szintetizált polimerek és az utóbbi vegyületek egy bizonyos sorrendben. Ezenkívül a makromolekulák monomerjei ugyanabban a vegyületben ugyanazok a kémiai csoportok és kémiai kötések kapcsolódnak nem specifikus részük (szakaszok) atomjai közé.
Minden makromolekula univerzális, mivel egy terv szerint készültek, függetlenül a fajuktól. Mivel univerzálisak, mindketten egyediek, mert szerkezetük egyedülálló. Például, a DNS-nukleotidok egyike tartalmazza a négy nitrogéntartalmú bázisok ismert (adenin, guanin, citozin és timin), miáltal bármilyen nukleotid vagy nukleotid szekvencia, a DNS-molekulák egyedülálló annak összetételét, valamint a különleges és másodlagos szerkezete a DNS-molekula. A legtöbb fehérje 100-500 aminosavat tartalmaz, de a fehérjemolekulák aminosavszekvenciái egyedülállóak, ami egyedülállóvá teszi azokat.
Együtt, a különböző típusú makromolekulák alkotó szupramolekuláris szerkezetek, amelyekre példák a nukleoproteineket, amelyek komplexeket a nukleinsavak és fehérjék, lipoproteinek (lipidek és fehérje komplexek), riboszóma (komplexei nukleinsavak és fehérjék). A biológiai makromolekulákat folyamatos átalakítások jellemzik, amelyeket enzimekkel katalizált kémiai reakciók biztosítanak. Ezekben a reakciókban az enzimek rendkívül rövid idő alatt átalakítják a szubsztrátot egy reakciótermékké, amely több milliszekundum vagy akár mikrogramm is lehet. Például a kettős szálú DNS-huroknak a replikáció előtt történő feloldásához szükséges idő csak néhány mikrosodperc.
A molekuláris szint biológiai specifitását a biológiai molekulák funkcionális sajátossága határozza meg. Például a nukleinsavak specifitása az, hogy genetikai információt kódolnak a fehérjék szintéziséről. Ez a tulajdonság nem birtokolja más biológiai molekulák.
A fehérjék specifitását a molekulákban lévő aminosavak specifikus szekvenciája határozza meg. Ez a szekvencia további meghatározza a fehérjék specifikus biológiai tulajdonságait, mivel ezek a sejtek alapvető folyamatai, sejtek, katalizátorok és szabályozók. Míg a szteroid hormonok formájában szteroidok fontosak számos metabolikus folyamat szabályozásához.
A biológiai makromolekulák specifikusságát az is meghatározza, hogy a bioszintézis folyamata ugyanazon anyagcsere-folyamatok eredményeképpen valósul meg. Ráadásul a nukleinsavak, aminosavak és fehérjék bioszintézise mindegyik organizmusban hasonló mintázattal megy végbe, fajuktól függetlenül. Molekulas szinten sok mutáció fordul elő. Ezek a mutációk megváltoztatják a nitrogéntartalmú DNS-molekulák szekvenciáját.
Molekuláris szinten végzett fixálás sugárzó energia és átalakítása ezt az energiát kémiai energia tárolódik a sejtek szénhidrát-és más kémiai vegyületek, és a kémiai energia a szénhidrátok és más molekulák - a biológiailag hozzáférhető tárolt energia formájában ATP makroenergeticheskih kötések. Végül, ezen a szinten a makrofób foszfátkötések energiája mechanikai, elektromos, kémiai, ozmotikusvá változik, az összes anyagcsere és energiafolyamat mechanizmusa univerzális.
Cell szint. Az élő szervezet ilyen szintjét a független szervezetek (baktériumok, protozoák stb.), Valamint a többsejtű organizmusok sejtjei képviselik. Ennek a szintnek a fő sajátossága az, hogy az élet vele kezdődik. Az élethez, növekedéshez és reprodukcióhoz képesek a sejtek az élő anyagok szervezésének fő formái, az elemi egységek, amelyekből minden élőlény (prokarióták és eukarióták) épül. A növények és az állatok sejtjei között nincs alapvető különbség a szerkezetben és a funkciókban. Néhány különbség csak a membránok és az egyes organellák szerkezetét érinti. A struktúrában észlelhető különbségek vannak a prokarióta sejtek és az eukarióta sejtek között, de funkcionális értelemben ezek a különbségek kiegyensúlyozottak, mivel a "sejt a sejtből" szabály mindenütt érvényesül.
A supramolekuláris szerkezetek ezen a szinten membránrendszert és sejtszerveket (magokat, mitokondriumokat stb.) Képeznek.
A sejtek szintjén a létfontosságú folyamatok differenciálódása és rendezése az űrben és az időben történik, amely összefüggésben áll a funkciók különböző alcelluláris struktúrákkal való elszigetelésével.
A membránszerkezetek biztosítják a sejtek környezetből való elválasztását, valamint a térbeli elválasztást számos biológiai molekula sejtjeiben. A sejtmembrán rendkívül szelektív permeabilitással rendelkezik. Ezért fizikai állapota lehetővé teszi a benne lévő fehérjék és foszfolipidek egyes molekuláinak állandó diffúz mozgását. A sejt és a környezet közötti csere szabályozása révén a membránok receptoraik érzékelik a külső ingereket. Különösen a külső ingerek érzékelésére utaló példák a fény érzékelése, a baktériumok mozgása az élelmiszer forrásaként, a célsejtek hormonok, például az inzulin reakciója. Egyes membránok egyidejűleg jeleket generálnak (kémiai és elektromos). A membránok figyelemre méltó jellemzője, hogy energiát váltanak. Különösen a kloroplasztok belső membránjánál fordul elő fotoszintézis, míg a mitokondrium belső membránján oxidatív foszforiláció lép fel.
A membrán komponensek mozgásban vannak. Főleg fehérjékből és lipidekből épül fel, a membránokat különböző átrendeződések jellemzik, amelyek meghatározzák a sejtek ingerlékenységét - az élet legfontosabb tulajdonságait.
A szövetek szintjét olyan szövetek képviselik, amelyek egy bizonyos szerkezetet, mérett, elhelyezkedést és hasonló funkciójú sejteket egyesítenek. A szövetek a történeti fejlődés során és a multicellularitással jöttek létre. A multicelluláris organizmusokban a sejtek differenciálódásának következtében alakulnak ki ontogenezis során. Az állatok különböző típusú szöveteket különböztetnek meg (hám, kötő, izom, ideges, valamint vér és nyirok). A növények megkülönböztetik a merisztematikus, védő, bázikus és vezető szöveteket. Ezen a szinten történik a sejtek specializálódása.
A szervek szintjét a szervezetek szervezetei képviselik. A legegyszerűbb emésztés során a légzés, az anyagmozgás, a kiválasztás, a mozgás és a reprodukció a különböző szervek rovására történik. A jobb organizmusok szervrendszerek. A növényeknél és az állatoknál a szövetek különböző számú szövetből származnak. A gerinceseket cefalizáció jellemzi, melyet a legfontosabb központok és a fej érzékszervi szervezetei védenek.
A szervezet szintje. Ezt a szintet képviseli a nagyon élő szervezetek - egysejtű és többsejtű növényi és állati eredetű szervezetek. A szervezet szintjének sajátos jellemzője, hogy ezen a szinten a genetikai információt dekódolják és implementálják, a faj szervezeteiben rejlő strukturális és funkcionális sajátosságokat. A szervezetek egyedülállóak, mert genetikai anyaguk, meghatározó fejlődése, funkciói és a környezethez fűződő kapcsolatuk egyedülálló.
Népességi szint. A növények és állatok önmagukban nem léteznek; a népességben egyesülnek. Szuperorganizmus-rendszer kialakításával a populációkat bizonyos génállomány és bizonyos élőhely jellemzi. A populációkban elkezdődnek az elemi evolúciós átalakulások, és kialakul egy adaptív forma.
Fajszint. Ezt a szintet a növények, állatok és mikroorganizmusok, amelyek a természetben élő kapcsolatokként léteznek. A fajok népsűrűsége rendkívül változatos. Az egyik faj egy-több ezer lakosságból állhat, amelyek képviselőit az élőhelyek széles köre jellemzi, és különböző ökológiai rétegeket foglalnak el. A fajok az evolúció eredménye és a változékonyság. A mai létező fajok nem olyanok, mint a múltban létező fajok. A faj az élőlény osztályozásának egysége is.
A biocenotikai szintet képviselik a biocenózisok - különböző fajokból álló szervezetek közösségei. Ilyen közösségekben a különböző fajok organizmusai egy fokig függenek egymástól. A történelmi fejlődés során olyan biogeocenosisok (ökoszisztémák) alakultak ki, amelyek egymástól függő közösségekből és abiotikus környezeti tényezőkből álló rendszerek. Az ökoszisztémák inherens dinamikus (mobil) egyensúlyt mutatnak a szervezetek és az abiotikus tényezők között. Ezen a szinten valós energiaciklusokat hajtanak végre a szervezetek életaktivitásával kapcsolatban.
Bioszféra (globális) szint. Ez a szint a legmagasabb szervezeti életforma (élő rendszerek). Ezt a bioszféra képviseli. Ezen a szinten az anyag-energia ciklusok egyetlen óriási bioszféra anyagcserére és energiára épülnek.
Az élet különböző szervezeti szintjei között dialektikus egységet élnek, az életet a rendszervezetés típusának megfelelően szervezzük, amelynek alapja a rendszerek hierarchiája. Az egyik szintről a másikra történő átmenet összefügg az előző szinteken működő funkcionális mechanizmusok megőrzésével, és az új típusú struktúrák és funkciók megjelenésével, valamint az új jellemzőkkel jellemzett kölcsönhatásokkal van társítva. egy új minőség megjelenésével jár.