ГЛАВА 5. ХАОС. САМООРГАНИЗАЦИЯ. 4 страница

Кибернетика возникла на стыке многих областей знания: математики, логики, семиотики, биологии и социологии. Обобщающий характер кибернетических идей и методов сближает науку об управлении, каковой является кибернетика, с философией. Задача обоснования исходных понятий кибернетики, особенно таких, как информация, управление, обратная связь и др. требуют выхода в более широкую, философскую область знаний, где рассматриваются атрибуты материи - общие свойства движения, закономерности познания.

Явления, которые отображаются в таких фундаментальных понятиях кибернетики, как информация и управление, имеют место в органической природе и общественной жизни. Таким образом, кибернетику можно определить как науку об управлении и связи с живой природой в обществе и технике. Информация в живой природе в отличие от природы неживой играет активную роль, так как участвует в управлении всеми жизненными процессами.

5.5.2. Информационная структура управления

Управление представляет процесс взаимодействия компонентов системы, который осуществляется избирательно и направлен на получение фокусированного результата.

Результат в силу его физического несуществования до момента достижения, задаётся функционально, а процесс его достижения обеспечивается получением переработкой и использованием информации. Предполагается, что результат задан действием какой-либо закономерности, относящейся к соответствующей предметной области. Если результат не изменяется во времени, имеет место частный случай управления - регулирование, а система управления называется гомеостатической.

Схема управления в классическом подходе проста - каналы управления не имеют кооперативных связей друг с другом - любое появление рассогласования в канале слежения вызывает адекватную ему «сильную» реакцию системы управления именно в этом канале, а эффективность управления оценивается характером устранения «главного» нарушения. При этом не важно, как в процессе ликвидации возмущения будет меняться состояние объекта и управляющей системы.

Накопленные представления о гомеостазе показали наличие более сложных отношений между комплексом целей управления (в частности наличия целей управления, обусловленных стремлением системы к сохранению себя как целостной структуры) и организованном взаимодействии каналов управления. Эти представления все более отдалялись от классического подхода теории управления и стали ему чужды в принципе.

Шагом на пути к введению в процесс управления более сложных отношений между целями управления явился подход, получивший название «координирующего управления». Понятие цели управления теперь изменено - вместо слежения (один «главный» выход за одним входом) теперь ставится следующая задача: при наличии внешних возмущений от системы требуется сохранение заданного соотношения между некоторым числом выходных переменных. Это требование, с одной стороны, порождает взаимозависимость целей управления, но, с другой стороны, предоставляет дополнительные степени свободы у управляющей системы, которые можно использовать и для сохранения постоянства внутренней среды.

В результате появилась очевидная аналогия с гомеостазом, так как возможна ликвидация отклонений, вызываемых в функционировании системы внешними возмущениями при ненарушенном внутреннем состоянии объекта (в некоторой «существенной» его части). В отличие от классического подхода, эффективность управления теперь оценивается способностью системы сохранять функционирование при относительном постоянстве состояния. Кардинально отличается и схема управления - при возмущении в любом из каналов системы включается весь резерв механизмов управления с тем, чтобы «нагрузка» на каждый из них была минимальна, а «сильных реакций» среди «главных» переменных состояния не возникало.

Для гомеостатической формы организации систем необходимо соблюдения комплекса целей, характеризующих компромиссный характер управления. Очевидно, что отсутствие какой-либо объективно необходимой цели приводит к отсутствию целостности. Появление излишних, объективно ненужных целей управления приводит к выполнению ненужных действий - дисфункций, способных нарушить целостность. Придание какой-либо цели управления несоответствующего статуса в общей структуре также способно нарушить целостность разрабатываемой системы либо из-за недоучета каких-либо функций, либо из-за их излишнего проявления.

Структура целей управления, характерная для гомеостаза как формы структурной организации, включает в себя системную, стадийные и инфраструктурные цели.

Системная цель является интегрирующим понятием, обуславливающим общую целенаправленность функционирования систем. Системная цель в общем случае достигается в результате последовательного выполнения стадийных целей и может рассматриваться как их суперпозиция.

Общий состав стадийных целей можно описать следующими формулировками:

1. непосредственно реализующие системную цель;

2. формирующие предпосылки для выполнения действий реализующих системную цель;

3. поддержание готовности к выполнению этих действий;

4. ожидания при невозможности в ближайшее время выполнить остальные группы действий;

5. восстановление состава ресурсов управления.

Каждая стадийная цель выполняется на фоне комплекса инфраструктурных целей, обеспечивающих самосохранительные свойства. Инфраструктурные цели определяются следующим образом: «Наиболее важной и достигаемой в первую очередь целью является поддержание стационарного неравновесного состояния. Эта цель может быть сформулирована как поддержание равенства темпов потоков вещества и энергии, поступающих в систему и покидающих ее. После этого возникает возможность поддержания постоянства внутренней среды - гомеостаза, что является целью второго порядка. Наконец, если обе эти цели достигнуты, возможно прогрессирующее улучшение качества процессов в системе. В этой ситуации можно говорить об энергетической эффективности, оптимальной конструкции, получении максимальной надежности функционирования и т.д. Однако достижение максимально высоких показателей в биосистемах является уже целью третьего порядка по сравнению с поддержанием стационарного неравновесия и гомеостаза».

Зависимость инфраструктурных целей от стадийной цели имеет как идентификационный, так и функциональный характер. Первое означает, что для конкретной стадии конкретная инфраструктурная цель может быть актуальна или неактуальна. Второе означает наличие правила конкретного выбора значений параметра, характеризующего конкретную инфраструктурную цель в зависимости от значений параметра, характеризующего стадийную цель.

5.5.3. Эффект обратной связи

Означает цикличность, замкнутость несущего информацию сигнала с выхода на вход системы управления. Посредством обратной связи осуществляется приведение объекта управления в соответствие с функционально-заданным результатом управления. Отрицательная обратная связь уменьшает действие возмущающих воздействий, положительная - усиливает, что может привести к разрушению системы управления.

В традиционной кибернетике гомеостаз рассматривается как некоторое устойчивое с точки зрения цели управления состояние объекта. Гомеостаз здесь обеспечивается тем, что всякие отклонения состояний объекта управления от цели управления компенсируются за счет отрицательной обратной связи. То есть, в этом представлении гомеостаз прочно связан с целью управления.

Если бросить взгляд на историю постановок задач в теории автоматического регулирования и затем в теории управления, то можно представить ее как постепенное их усложнение, идущее параллельно по двум направлениям.

1. Первое - использование все более сложных описаний объекта управления (в простейшем понимании это, например, поочередное описание объекта сначала линейными уравнениями «вход-выход» с одномерным управляемым сигналом, затем переход к описанию «вход-выход-состояние», использование многосвязных линейных описаний и, наконец, сложные нелинейные системы).

2. Второе - все более усложняющийся набор требований к системе управления: сначала простое обеспечение устойчивости системы, затем повышение ее качества (в том числе оптимальность), далее поддержание этого качества во все более широком диапазоне неопределенности (адаптация).

Однако при всем стремлении теории управления к строгим постановкам задач, формализации используемых методов и подходов, разработка реальных систем управления в огромной степени базировалась на эвристической основе. По сути эвристическим оставался главный выбор разработчика системы управления - между содержательной точностью постановки задачи (сложность описания объекта) и возможностями ее формализации и строгого решения. Дилемма «простое описание - точное решение» или «сложное описание - неформализуемая постановка задачи и приближенное решение» в теории управления всегда была принципиальной, хотя часто и оставалась за рамками дискуссий.

На одном полюсе - линейный n-мерный объект, описываемый обыкновенными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами. Строгое решение задачи управления таким объектом в любой постановке (например, оптимальное управление по заданному критерию) в практике управления оказывается эвристическим из-за несоответствия простоты использованного описания сложностям реальных условий функционирования системы.

На другом полюсе - «ручное» управление сложными социальными процессами, предприятиями и т.п. Эвристическая основа современного менеджмента и практическая невозможность использовать методы управления динамическими системами, оправданы тем, что управляемый объект (предприятие) при решении текущих управленческих задач берется во всей полноте живых связей, без каких-либо упрощений.

Однако сам эвристический путь совершенствования систем управления постепенно формализуется в рамках теории систем (и теории управления), в основном путем выработки синтетических обобщающих концепций методологического плана. Среди них - общая теория систем Л. фон Берталанфи, кибернетика Н. Винера, функциональная теория систем М. И. Сетрова, многочисленные ветви системного анализа, системотехнические и системологические работы, наконец - «глобальные идеи» теории управления, такие как обратная связь, адаптация. Среди этих работ важное место занимает и идея формализации гомеостаза на стыке биологии и теории управления.

ГЛАВА 6. ЖИЗНЬ

6.1. Проблема возникновения жизни

Специфика жизни как особого уровня организации материи и как объекта биологического познания. ô Креационизм. ô Гипотеза спонтанного зарождения жизни. ô Гипотеза стационарного состояния. ô Гипотеза панспермии. ô Теория биохимической эволюции (А. И. Опарин, Д. Холдейн).

В развитии учений о происхождении жизни существенное место занимает теория, утверждающая, что все живое происходит только от живого - теория биогенеза. Эту теорию в середине XIX века противопоставляли ненаучным представлениям о самозарождении организмов (червей, мух и др.). Однако как теория происхождения жизни биогенез несостоятелен, поскольку принципиально противопоставляет живое неживому, утверждает отвергнутую наукой идею вечности жизни.

Абиогенез - идея о происхождении живого из неживого - исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г. известный биохимик А. И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни.

Предсказание академика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский исследователь С. Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот. Таким образом, в середине XX века был экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и других органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли.

6.1.1. Специфика жизни как особого уровня

организации материи

По данным геохимических исследований древнейших горных пород можно сделать вывод о том, что эволюционный уровень фотоавтотрофной* жизни был достигнут 4.5 - 4 млрд. лет назад. То есть фотоавтотрофная биосфера существовала не менее 4 млрд. лет назад. Однако, по данным цитологии* и молекулярной биологии* фотоавтотрофные организмы были вторичными в процессе эволюции живого вещества. Автотрофному* способу питания должен был предшествовать гетеротрофный* как более простой. Древнейшая жизнь, вероятно, существовала в качестве гетеротрофных бактерий, получавших пищу и энергию из органического материала абиогенного происхождения, образовавшегося ещё раньше. Видимо, жизнь на Земле существует столько же времени, сколько существует и сама планета.

Возможно, что химическая эволюция как существенная предпосылка биологической эволюции началась ещё в космических условиях до образования Земли. Вероятно, химическая эволюция, начавшаяся в космических условиях, продолжалась в условиях Земли и привела к возникновению примитивных живых организмов, или образование первых молекул ДНК произошло в космических условиях, а полная реализация возможностей ДНК наступила в первых водоёмах заполненных растворённым органическим веществом[47].

Несомненно, что возникновение живого вещества планеты связано со свойствами слагающих его атомов и, прежде всего, углерода. Первопричиной зарождения жизни, очевидно, стали некоторые процессы в космической эволюции вещества Солнечной системы. Главные элементы живого вещества - это широко распространённые элементы космоса. При этом Н, С, N, О - типичные «биофильные» элементы - наиболее широко распространены в природе. Живые организмы в первую очередь используют наиболее доступные атомы, которые способны образовывать устойчивые и кратные химические связи. При охлаждении первичной газовой туманности, генетически связанной с ранним Солнцем, возникли органические соединения[48].

Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. В настоящее время живое происходит только от живого (биогенное происхождение). Возможность повторного возникновения жизни на Земле исключена.

6.1.2. Гипотеза творения (креационизм)

Наряду с гипотезами абиогенного происхождения жизни существуют и другие гипотезы. Гипотеза творения утверждает, что жизнь была создана сверхъестественным существом в определённое время. Креационная модель, в отличие от эволюционной, предполагает, что все основные системы природы были созданы одновременно и в совершенном виде. Всё существующее, включая частицы атомов, вещества планеты, организмы людей и животных, изначально создано таким, каким мы его сейчас наблюдаем. Креационизм утверждает, что в природе действует правило, согласно которому совершенный порядок ухудшается, приходит в упадок по мере выполнения своего предназначения.

Так как среди ископаемых отсутствуют различные промежуточные формы, то делается вывод, что основные виды животных и растений не развились из предшествующих видов. Если бы было иначе, то не могло быть классификации флоры и фауны, поскольку между постоянно изменяющимися промежуточными формами нельзя провести границы. Сам Ч. Дарвин считал, что количество промежуточных разновидностей живых организмов, населявших Землю на протяжении её биологической истории, должно быть большим. К настоящему времени не удалось проследить ни одной непрерывной цепочки. Даже для объяснения эволюционного происхождения человека продолжаются поиски «недостающего звена». Само творение, поскольку оно в данный момент не происходит, не может стать объектом научных наблюдений. Эволюция, если она есть, происходит так медленно, что её нельзя подвергнуть научным исследованиям. Поскольку возможность повторить ход естественной истории отсутствует, научно доказать, какое учение истинно, также невозможно[49].

6.1.3. Гипотеза спонтанного зарождения жизни

Жизнь возникала неоднократно из неживого вещества. Представления о спонтанном зарождении жизни возникли как альтернатива креационизму ещё в древности в Китае, Вавилоне, Египте. Еще Аристотель, развивая своё учение о «лестнице природы», полагал, что определённые частицы любого вещества содержат активное начало, из которого может развиться живой организм. «Ибо природа совершает переход от безжизненных объектов к животным с такой плавной последовательностью, поместив между ними существа, которые живут, не будучи при этом животными, что между соседними группами, благодаря их тесной близости, едва ли можно заметить различия».

Лишь в 1688 году Фр. Реди из Флоренции, пожалуй, впервые сформулировал принцип биогенеза - жизнь может происходить только из предсуществовавшей жизни. В 1860 г. Луи Пастер доказал верность этого принципа. Однако подтверждение теории биогенеза породило другую проблему, коль скоро для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда же взялся самый первый живой организм?

В отношении самозарождения организмов необходимо отметить, что Французская Академия наук еще в 1859 г. назначила специальную премию за попытку осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении жизни. Эту премию в 1862 г. получил знаменитый французский ученый, основоположник современной микробиологии Луи Пастер. Своими опытами он доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.

Важно подчеркнуть, что в настоящее время жизнь на Земле не может возникнуть абиогенным путем. Еще Дарвин в 1871 г. писал: «Но если бы сейчас ... в каком-либо теплом водоеме, содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т. п., химически образовался белок, способный к дальнейшим все более сложным превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено и поглощено, что было невозможно в период возникновения живых существ».

6.1.4. Гипотеза стационарного состояния

Жизнь существовала всегда. Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно. Она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало. Виды тоже существовали всегда. Постоянно совершенствующиеся методы датирования возраста Земли дают всё более высокие оценки, и это позволяет сторонникам этой гипотезы полагать, что Земля существовала всегда. Виды не изменяются и у них только две возможности - изменение численности или вымирание. В качестве подтверждения используется, например, находка живого ископаемого - кистепёрой рыбы - латимерии, которая как считалось, вымерла около 70 млн. лет назад. Большая часть доводов в пользу этой гипотезы связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи.

6.1.5. Гипотеза панспермии

Панспермия - гипотеза о повсеместном распространении во Вселенной зародышей живых существ. Согласно панспермии, в мировом пространстве рассеяны зародыши жизни (например, споры микроорганизмов), которые движутся под давлением световых лучей, а, попадая в сферу притяжения планеты, оседают на её поверхности и закладывают на этой планете начало живого.

В 1865 г. немецкий врач Г. Рихтер выдвинул гипотезу «космозоев» (космических зачатков), в соответствии с которой жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую. Сходную гипотезу - гипотезу панспермии - в 1907 г. выдвинул известный шведский естествоиспытатель С. Аррениус, предположив, что во Вселенной вечно существуют зародыши жизни. С. Аррениус полагал, что частицы живого вещества - споры или бактерии, осевшие на микрочастицах космической пыли, силой светового давления переносятся с одной планеты на другую, сохраняя свою жизнеспособность. При попадании спор на планету с подходящими условиями они прорастают и дают начало биологической эволюции.

Жизнь занесена на планету извне. Эта гипотеза не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни. Первые опыты Л. Пастера, поставленные во второй половине XIX века показали невозможность в современных условиях Земли зарождения жизни - простейших живых организмов. Это, вероятно, в какой-то степени способствовало возникновению идей панспермии.

Современный вариант этой идеи можно рассмотреть на примере гипотезы Ф. Хойла о возможности существования микроорганизмов в межзвёздном пространстве. Согласно его представлениям облака межзвёздной пыли сложены в основном бактериями и спорами, которые и были внесены на Землю около 4.5 млрд. лет назад. Согласно расчетам, произведенным им и С. Викрамасингом, ежегодно в верхнюю атмосферу Земли поступает 10¹⁸ космических спор. Таким образом, кометы являются переносчиками жизни, которые образовались сначала в межзвёздном пространстве и только потом попали в облако Оорта*.

6.1.6. Теория биохимической эволюции

Гипотеза А. И. Опарина о возникновении жизни на Земле опирается на представление о постепенном усложнении химической структуры и морфологического облика предшественников жизни (пробионтов) на пути к живым организмам. На стыке моря, суши и воздуха создавались благоприятные условия для образования сложных органических соединений. В концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки подобно водным растворам желатина.

А. И. Опарин назвал эти сгустки коацерватными каплями или коацерватами. Коацерваты - это обособленные в растворе органические многомолекулярные структуры. Это еще не живые существа. Их возникновение рассматривают как стадию развития преджизни. Наиболее важным этапом в происхождении жизни было возникновение механизма воспроизведения себе подобных и наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным благодаря образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Нуклеиновые кислоты, способные к самовоспроизведению, стали контролировать синтез белков, определяя в них порядок аминокислот. А белки-ферменты осуществляли процесс создания новых копий нуклеиновых кислот. Так возникло главное свойство, характерное для жизни - способность к воспроизведению подобных себе молекул.

Жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам. Теория происхождения первых живых существ из неживой материи была выдвинута Пфлюгером, Дж. Холдейном и Р. Бейтнером, но особенно детально она разработана советским биохимиком академиком А. И. Опариным в его книге «Возникновение жизни» (1936). Ещё в 1923 г. он высказал мнение, что атмосфера первичной Земли была не такой как сейчас. Она состояла из простых соединений, содержащих воду, аммиак, двуокись углерода и метан. До тех пор пока температура Земли не упала ниже 100°C вся вода находилась в парообразном состоянии. Атмосфера, видимо, была восстановительной*. Отсутствие в атмосфере кислорода было необходимым условием возникновения жизни.

Исходя из теоретических предположений, он полагал, что органические вещества, возможно углеводороды, могли создаваться в океане из более простых соединений; энергию для этих реакций синтеза, вероятно, доставляла интенсивная солнечная радиация. Разнообразие находившихся в океане соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накопились органические вещества и образовался тот «первичный бульон», в котором могла возникнуть жизнь. Главной проблемой для этой теории является необходимость объяснить появление способности живых систем к самовоспроизведению.

Чтобы определить вероятность возникновения белков, необходимых для функционирования простейшей клетки в результате случайного взаимодействия аминокислот английский астроном, Ф. Хойл и математик Ч. Викрамасингх произвели следующие вычисления. В жизнедеятельности простейшей бактерии участвует примерно 2000 различных белков, состоящих в среднем из 300 аминокислот. Функции и свойства белка зависят от последовательности, в которой аминокислоты расположены в его цепи. Поскольку в состав белков входит 20 типов аминокислот, вероятность образования белка с заданной последовательностью аминокислот равняется 1·20. Существует определённый диапазон, в пределах которого последовательность 300 аминокислот может варьировать без заметных изменений свойств белка. Поэтому Хойл и Викрамасингх увеличили вероятность возникновения белка с заданными свойствами до 10. Так как для функционирования клетки необходимо, по крайней мере, 2000 белков, они оценили вероятность случайного возникновения простейшей самовоспроизводящейся системы величиной 1·10⁴⁰⁰⁰⁰. Вероятность такого события практически равна нулю.

Существующие гипотезы пока не в состоянии дать убедительный ответ на этот вопрос. Вот пример одной из таких гипотез, пытающихся объяснить возникновение живого, исходя из поведения такого тривиального явления как капля воды. Группа биофизиков из МГУ рассуждает следующим образом: с точки зрения биофизики основа основ жизни - устойчивое неравновесие, то есть живой организм или отдельная клетка должны обладать запасом энергии, который создается постоянным обменом веществ с окружающей средой. Самый простой способ создания такого неравновесия - асимметричное или, как говорят специалисты, инвертированное распределение ионов натрия и калия.

В результате концентрация нужного элемента в околоклеточной жидкости может достигать десятикратного превосходства по сравнению с окружающей средой. Ведает подобным распределением мембрана, пропускающая какие-то ионы внутрь и не выпускающая их наружу. Но как клетка научилась такой избирательности? В поисках ответа ученые обратили внимание на то, что поверхностный слой океана может накапливать ионы калия и других микроэлементов за счет неравновесных термодинамических процессов между водой и атмосферой. А лабораторные опыты позволили зарегистрировать разность потенциалов в несколько милливольт между поверхностной пленкой и находящейся под ней так называемой объемной фазой. Она образуется морской волной, захватывающей в толщу воды большое количество воздуха, который, поднимаясь, затем создает пену, брызги, пузырьки разного диаметра. Схлопываясь, пузырек воздуха выбрасывает на несколько сантиметров вверх струйку воды, распадающуюся на массу мелких капель. Последние скользят по поверхностной пленке океана, их так и называют - пленочные капли. В них-то и накапливаются ионы калия. Но чтобы стать подобием живой клетки, такой капельке нужна еще и водонепроницаемая оболочка - прообраз клеточной мембраны. Как она может возникнуть? Оказывается, в некоторых районах океана поверхностная пленка содержит жировые или липидные молекулы небиологического происхождения. Они всегда располагаются строго определенным образом, окутывая капельку. Не в таких ли колыбельках зародилась жизнь?

6.2. Структура живого вещества

Признаки живого вещества. Питание. Дыхание. Раздражимость. Подвижность. Выделение. Размножение. Рост. ô Виды регуляции организма. Саморегуляция. Роль мембран в процессах регуляции. ô Иерархический контроль живых систем. Роль биологического узнавания.ô Постоянство внутренней среды. Развитие представлений о гомеостазе. Формы и уровни управления в живых системах.

Так как нам неизвестна тайна происхождения жизни, то мы не в состоянии выделить фундаментальный признак (или признаки), отделяющий живое от неживого. Сегодня, в качестве такого признака выступает молекула ДНК, несущая в себе наследственную информацию, но ситуация может измениться. Кроме того, раскрыть тайну происхождения жизни, значит ответить на вопрос: почему и как образовалась эта молекула. Ответ на этот вопрос особенно важен именно тогда, когда мы начинаем активно вторгаться в генетическую структуру живого вещества и, не зная, как возникла жизнь, по сути вслепую манипулируем конечными следствиями её существования. Поэтому важно хотя бы наиболее полное понимание структуры и признаков живого вещества.

6.2.1. Признаки живого вещества

Не существует строгого определения, что такое жизнь. Вместо формулирования заведомо неполного представления о ней лучше попытаться представить жизнь через совокупность её наиболее существенных признаков.

Первым из таких признаков является:

1. Питание. Оно служит для живых организмов источником энергии и веществ. Растения усваивают энергию непосредственно, через процесс фотосинтеза. Животные и грибы через расщепление чужой органики. Первые именуются автотрофами, а вторые - гетеротрофами.

2. Дыхание. Одной из основных его функций является освобождение энергии при расщеплении высокоэнергетических соединений. Высвобождаемая при этом энергия запасается в молекулах АТФ*.

3. Раздражимость является способностью реагировать на изменение внешней и внутренней среды.

4. Подвижность следует понимать не только как действие, ведущее к изменению положения в пространстве, например, для растений это менее всего характерно, но в большей степени как общий приспособительный элемент адаптационного поведения, чаще всего выраженный в изменении пространственных координат.

5. Выделение является выведением из организма конечных продуктов обмена веществ.

6. Размножение. Его эволюционная роль заключается в сохранении главных признаков родителей у потомства.

7. Рост - это один из наименее специализированных признаков живого вещества. Он характерен и для неживой материи, например, кристалл, но и здесь существуют различия. Так кристалл растёт «снаружи», присоединяя новое вещество к поверхности, а живое растёт «изнутри».

6.2.2. Виды регуляции организма

Жизнь начинается тогда, когда в живой элементарной конструкции - клетке начинается саморегуляция, обеспечивающая смену поколений, приспособление к меняющимся условиям внешней среды и к взаимодействию клеток друг с другом. Тысячи ферментных процессов координируются клеткой, обеспечивая циклику ее развития. Это же относится к комплексу клеток и, наконец, к организму в целом.