При всем своем многоплановом разнообразии живые системы имеют некоторые, хотя и немногочисленные, но неотъемлемые общие особенности, определяемые фундаментальными общими свойствами живого. Таких особенностей три: 1) наличие собственной программы развития системы, развертываемой на основе активно регулируемых информационных взаимосвязей ее с внешней средой, 2) иерархическая функционально-структурная организация и 3) высокая функционально-структурная сложность.
Наличие собственной программы развития — основополагающее свойство всех живых систем, поскольку оно определяет их главную общую черту — иерархическую функционально-структурную организацию, которая представляет собою высшую форму упорядоченности системы и служит источником ее антиэнтропичности. Именно иерархическая организация живых систем позволяет им достигать той характерной для них высокой функционально-структурной сложности, особенно на молекулярном уровне, которая и создает специфику живого на основе развития функционально необходимых внутренних информационных, материальных и энергетических связей живой системы и ее разносторонних контактов с внешней средой. Поэтому любое усложнение живой системы в итоге ведет к более разветвленной иерархии в ее целостной функционально-структурной организации. Оба эти процесса — общее усложнение системы и прогрессивное развитие иерархического характера ее организации — происходит на основе соответствующего усложнения собственной программы развития системы. В схематическом виде основные связи живой системы показаны на рис. 1.
Инженерная биология: как программировать живые системы
Наличие собственной программы развития системы и способность к активному оперированию информацией
Всем живым системам любого уровня сложности, как организменным„ так и надорганизменным, совершенно независимо от их функционально-структурных особенностей, элементарной основы и всех других качеств, свойственно наличие определенной собственной программы развития, реализация которой обеспечивает сохранение системы в меняющихся условиях внешней среды.
Наличие собственной программы развития — важнейшая особенность живых систем, определяющая все их другие специфические свойства.
В зависимости от уровня функциональной организации живой системы собственная программа ее развития существенно изменяется по своей структуре, сложности и степени централизации. В связи с этим значительные различия существуют между собственными программами развития организменных и надорганизменных систем.
У организмов собственная программа развития имеет в своей основе генетическую программу, материализованную на молекулярном уровне в виде генома. Генетическая программа содержит конкретную генетическую информацию, необходимую для обеспечения онтогенетического развития организменной системы и ее самовоспроизведения в цикле развития вида. Эта программа в своей основе имеет: 1) закономерности кодирования, транскрипции и трансляции генетической информации; 2) закономерности репликации и сегрегации генетического материала; 3) закономерности самосборки первичных биологических структур, т. е. совокупности сложных биополимеров — нуклеиновых кислот и белков, взаимодействие между которыми обеспечивает возможность саморегуляции живых систем организменного уровня.
Как работает программа? Как компилируется код? (устройство компьютерных программ) [2020]
Собственная программа развития организма всегда является централизованной, однако формы и степень этой централизации различны в зависимости от уровня структурной агрегации организменной системы. Монобионтная программа развития всегда централизована на генетическом уровне, т.е. построена по принципу генетического моноцентризма; метабионтная программа лишена генетического моноцентризма и централизована уже на уровне межклеточных взаимодействий; а централизация ценометабионтной программы осуществляется на уровне взаимодействий многоклеточных суборганизменных структурных блоков, имеющих ранг метабионтов. Таким образом, с повышением уровня структурной агрегации организменной системы уровень централизации ее собственной программы развития закономерно удаляется от молекулярного уровня материализации генетической программы. Только у монобионтов эти уровни совпадают и генетическая программа представляет собою единственный элемент собственной программы развития организма, которая вследствие этого является генетически моноцентричной. В метабионтных и ценометабионтных организменных системах этот моноцентризм генетической программы сохраняется только на своем прежнем, монобионтном уровне, т.е. на уровне клетки.
Централизация собственной программы развития — важнейшая особенность информационной структуры организменных живых систем. Эта особенность, связанная с функционально-структурной целостностью и неделимостью организма, принципиально отличает любые организменные системы от надорганизменных.
В надорганизменных живых системах подобная централизованная программа развития отсутствует. Собственная программа развития надорганизменной системы формируется как интегральный результат взаимодействия некоторого множества ее централизованных подпрограмм, т.е. собственных программ развития тех организмов, которые образуют данную надорганизменную систему. Этот интегральный генофонд надорганиз-менной системы в конечном итоге образует столь же определенную программу ее развития на основе тех же принципов самовоспроизведения и саморегуляции, что и в случае отдельных организмов.
Способность к активному оперированию информацией столь же специфична для живых систем, как и само наличие собственной программы развития. Все биологические процессы связаны с той или иной формой активного оперирования с информацией и могут осуществляться лишь на основе постоянного поддержания в живой системе строго определенных параметров информационных потоков.
Говоря об активном оперировании информацией, мы хотели бы обратить внимание на тот факт, что неживые системы способны только к пассивному информационному обмену с окружающей их средой, который не включает в себя регулирование информационных потоков и специальную обработку поступающей в систему информации. Для живых систем характерно, напротив, 1) постоянное активное регулирование параметров двусторонних информационных потоков, связывающих систему с внешней средой, и 2) постоянная обработка, накопление и хранение поступающей в систему информации, что составляет необходимое условие реализации собственной программы развития живой системы.
Таким образом, развертывание собственной программы развития живой системы состоит в постоянном оперировании информацией, без чего эта программа не может быть реализована. Как некоторый конечный по объему комплекс информации собственная программа развития сама по себе еще не является достаточной для управления всей совокупностью жизненных процессов, осуществляемых живой системой. Информационный комплекс программы может быть приведен в действие лишь на основе постоянного притока информации извне, т. е. во взаимодействии с информационным полем окружающей среды, что представляет собою один из аспектов взаимосвязи живой системы с окружающей средой.
Информационный баланс живой системы всегда является положительным. Это правило не имеет исключений и составляет основу понимания жизни как процесса, связанного с уменьшением энтропии в живых системах при одновременном возрастании ее в окружающей их среде. Антиэнтропичность живых систем выражается, в частности, в их роли как концентраторов информации, своеобразных «информационных сгустков».
Способность живых систем к концентрированию информации обусловлена их иерархической структурой и их высокой функционально-структурной сложностью.
Наличие собственной программы развития — изначальное свойство живых систем. Именно возникновение программы развития, представляющей собою необходимое условие самоповторения системы, привело к появлению организмов как относительно стабильных в качественном отношении дискретных единиц живого и явилось исходным пунктом собственно биологической эволюции. В этом смысле эволюция организмов есть эволюция их собственных программ развития.
Пространственно-временная дискретность живого, находящая свое выражение в существовании организмов, предъявляет весьма жесткие требования к структуре и качеству информационного потока как в рамках онтогенеза, где этот поток определяет все элементы функционально-структурной специфики развивающейся организменной системы и порядок выражения отдельных морфопоэтических факторов, так и в филогенетическом, эволюционном плане, где от упорядоченности информационного потока зависит точность передачи всех свойств живой системы в чреде поколений и, соответственно, мера преемственности результатов эволюционного процесса. Эти строго определенные параметры информационного потока, создающего достаточную основу для управления процессами онтогенеза и филогенеза, и обеспечиваются конкретной пограммой развития, содержащейся в материализованной форме в живых системах организмен-ного уровня. Естественно поэтому, что без собственной программы развития были бы невозможны ни самовоспроизводство живых систем, ни их эволюция.
В необозримом многообразии живых систем можно различать разные уровни сложности собственной программы развития системы и различные формы записи ее элементов, но это — уже второстепенные детали. Главное и общее состоит в том, что собственная программа развития свойственна всем живым системам и всегда функционирует во взаимосвязи с информационным полем окружающей среды, причем живая система непрерывно потребляет информацию извне и активно оперирует ею. Заметим, что под оперированием информацией следует понимать не только традиционно включаемые в это понятие действия органов чувств или обмен химическими сигналами внутри организма, но также и усвоение различных веществ в процессе питания или акцептора электронов в процессе дыхания. Действительно, в этом смысле вряд ли можно видеть принципиальную разницу между усвоением молекул любого вещества в кишечнике и восприятием мышечной клеткой медиатора, выделяемого аксоном в синаптическую щель. В обоих случаях происходит усвоение информации, содержащейся в структуре конкретной молекулы, только в первом случае эта информация подвергается организмом длительной переработке, тогда как во втором — анализ ее совершается в доли секунды.
Источник: studentopedia.ru
Живые системы и их особенности
Живые системы обладают рядом свойств, которые отличают их от систем неживой природы. Такими особенностями являются:
- обмен веществ
- единство химического состава
- наследственность
- репродукция
- развитие и рост
- изменчивость
- ритмичность
- дискретность
- раздражимость
- гомеостаз
- энергозависимость.
Характеристика особенностей
Единство химического состава означает, что в составе всех живых организмов находятся те же химические элементы, что и в объектах неживой природы. Но соотношение этих элементов в живых и неживых объектах отличается. Состав объектов неживой природы представлен, кроме кислорода, алюминием, магнием, железом, кремнием и т.д. А живые организмы на 98% состоят из четырех элементов – кислорода, углерода, водорода и азота.
К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из окружающей среды элементы, которые необходимы для питания, и выделяют продукты жизнедеятельности.
Однако, в случае с небиологическом круговоротом веществ они лишь перемещаются с места на место либо меняется их агрегатное состояние, тоу живых организмов обмен веществ происходит на качественно другом уровне, включая процессы распада и синтеза. В процессе целого ряда разных сложных химических превращений поглощенные из окружающей среды вещества трансформируются в вещества, из которых строится тело живого организма.
Эти процессы называются ассимиляцией. В результате обратных процессов – диссимиляции, происходит распад сложных соединений на простые. В этом случае выделяется энергия, которая необходима для реакции биосинтеза. Поэтому процесс диссимиляции называется энергетическим обменом. Благодаря обмену веществ обеспечивается постоянство химического состава, а также структуры всех составляющих частей организма, тем самым обеспечивается постоянство их функционирования.
Еще одной особенностью живых систем является способность к самовоспроизведению. Самовоспроизведение, размножение, репродукция – это способность организмов производить себе подобных. Процесс репродукции осуществляется на всех уровнях организации живой материи.
Такое свойство живых систем, как наследственность, состоит в способности живых организмов к передаче своих свойств, особенностей развития, признаков из поколения в поколение. Свойство наследственности обусловливается стабильностью, которая основана на постоянстве строения ДНК.
Противоположным наследственности, но тесно с ней связанным свойством является изменчивость. Под изменчивостью понимается способность организмов приобретать новые свойства и признаки. Изменчивость является основой для естественного отбора, что приводит к возникновению новых видов живых организмов и появлению новых форм жизни.
Следующей особенностью живых систем является рост и развитие. Развитие означает необратимое направленное изменение структуры объектов или их состава. Развитие живых форм представлено онтогенезом и филогенезом, то есть индивидуальным и историческим развитием. В ходе развития проявляется специфическая структурная организация индивидуальной особи, а репродукция макромолекул, клеток и их элементарных структур вызывает увеличение биомассы. Результатом филогенеза является многообразие живого на Земле.
«Живые системы и их особенности»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
Раздражимость – еще одно свойство живых систем. Любой организм связан с окружающей средой, он получает из нее питательные вещества, взаимодействует с другими организмами, подвергается влиянию факторов окружающей среды и т.д. В ходе эволюции у организмов выработалось и укрепилось свойство реагировать избирательно на воздействия извне. Такое свойство называется раздражимостью.
Любое изменение условий окружающей среды является раздражением для организма, реакция организма на раздражители показывает его чувствительность. Реакция многоклеточных организмов на внешний раздражитель называется рефлексом, и происходит посредством нервной системы.
Определение 1
Под словом дискретность понимается свойство живых систем проявляться в виде разделенных, дискретных форм.
Отдельно взятый организм либо какая-то другая биологическая система состоит из отдельных, обособленных либо ограниченных в пространстве, но при этом тесно взаимодействующих частей, которые образуют структурно-функциональное единство. Каждый вид включает отдельные особи. Каждая особь состоит из органов, которые состоят из клеток. Свойство дискретности живой системы выступает в качестве основы структурной упорядоченности и способности самообновления. Дискретность вида обусловливает возможность его эволюции посредством устранения от размножения либо гибели неприспособленных особей и сохранение организмов с признаками, полезными для выживания.
Определение 2
Ритмичность живых систем означает периодические изменения интенсивности физиологических функций.
Период колебаний может быть разным, от секунд до столетий. Например, известны суточные ритмы бодрствования и сна; сезонные ритмы активности у ряда животных и т.д. Ритмичность обеспечивает согласование функций организма со средой его обитания. Другими словами, ритмичность – приспособление организма к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды.
Живые системы являются относительно энергозависимыми. Все живые организмы представляют собой открытые системы, которые устойчивы только при условии непрерывного доступа энергии и материи из окружающей среды. В отличие от неживых объектов, живые организмы от окружающей среды ограничены оболочками – у многоклеточных организмов это покровная ткань, а у одноклеточных — клеточная мембрана. Оболочки сводят к минимуму потерю веществ и обеспечивают поддержание пространственного единства живой системы.
Определение 3
Под гомеостазом понимается совокупность приспособительных реакций организма, которые направлены на сохранение динамического состояния его внутренне среды – кровяного давления, температуры и т.д.
Принцип отрицательной обратной связи является основой гомеостаза. Саморегуляция позволяет живым системам сохранят стационарное состояние в непрерывно меняющейся окружающей среде, и обеспечивает их выживание.
Источник: spravochnick.ru
В чем заключается суть программы живые системы
Ссылки на фотоматериалы и описания можно брать на страницах курсов:
Трансформационный терапевтический поток с Марией Шишкиной
— Открытый онлайн семинар ЦЕННОСТЬ СЕБЯ – https://livesystem.ru/selfvalue
Открытый практический онлайн семинар с проработкой ограничивающих убеждений
по теме ценности, важности и значимости себя в этом мире
— Знакомство с практиками шаманского путешествия
Вводные занятия полного курса Квантовый Шаман
https://quantumshaman.ru
Открыты модуль «Домашний эко-фермер»
Прикладные детали того, как прорастить дома, сделать полезные напитки и удобные заготовки для приготовления живых энзимных блюд. На основе 20-ти летнего личного опыта и 60-летней системы Института Живого Питания Энн Вигмор, США
Источник: livesystem.ru