Elämä ( lat. vita ) on biologian ja filosofian peruskäsite - aineen olemassaolon aktiivinen muoto , joka välttämättä sisältää " elävien ominaisuudet " [1] [2] [3] ; joukko kehossa tapahtuvia fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja, jotka mahdollistavat sen solujen aineenvaihdunnan ja jakautumisen tai lisääntymisen. Elävä solu muodostaa ympäristöön sopeutuessaan koko joukon eläviä organismeja (solun ulkopuolella ei ole elämää, virukset osoittavat elävän aineen ominaisuuksia vasta virionin geneettisen materiaalin siirtymisen jälkeen soluun). Elävän aineen pääominaisuus on replikaatioon käytettävä geneettinen informaatio .
Enemmän tai vähemmän tarkasti määritellä "elämän" käsite voi vain luetella ne ominaisuudet, jotka erottavat sen ei-elämästä. Tällä hetkellä ei ole yksimielisyyttä elämän käsitteestä, mutta tiedemiehet tunnustavat yleisesti, että elämän biologiselle ilmentymiselle on tunnusomaista: organisoituminen (korkeasti järjestynyt rakenne), aineenvaihdunta (energian saaminen ympäristöstä ja sen käyttö ylläpitämään ja vahvistamiseen ). sen järjestys), kasvu (kehityskyky), sopeutuminen (sopeutunut ympäristöönsä), vastaus ärsykkeisiin (aktiivinen vaste ympäristöön), lisääntyminen (kaikki elävät olennot lisääntyvät) ja evoluutio . Jokaiselle elävälle organismille välttämätön geneettinen informaatio jakautuu siinä, sisältyy kromosomeihin ja välittyy jokaisesta yksilöstä jälkeläisille [4] [5] . Voidaan myös sanoa, että elämä on organismin tilan ominaisuus.
Myös sana "elämä" ymmärretään yksittäisen organismin olemassaolon ajanjaksoksi sen ilmestymishetkestä sen kuolemaan [6] .
"Elämän" käsitteelle on olemassa yli sata määritelmää, ja monet niistä ovat ristiriidassa keskenään. Elämä voidaan määritellä sellaisilla sanoilla kuin "järjestelmä", "aine", "(informaation) monimutkaisuus", "(itse) lisääntyminen", "evoluutio", "prosessi" jne.
Venäläistä alkuperää oleva israelilainen geneetikko Eduard Trifonov pohti 123 elämän määritelmää. Trifonov analysoi määritelmien kielellistä rakennetta ja jakoi ne kategorioihin. Niiden monimuotoisuuden takaa Trifonov löysi perusytimen muotoilemalla minimaalisen määritelmän. Hän päätteli, että kaikki tulkinnat liittyvät yhteen asiaan: Elämä on englanniksi "itsen lisääntymistä vaihtelevalla". Elämä on itsensä lisääntymistä variaatioineen [7] [8] .
Friedrich Engels antoi seuraavan määritelmän: "Elämä on proteiinikappaleiden olemassaolon tapa , jonka olennainen kohta on jatkuva aineiden vaihto niitä ympäröivän ulkoisen luonnon kanssa, ja tämän aineenvaihdunnan lakkaamisen myötä myös elämä pysähtyy, mikä johtaa proteiinien hajoamiseen” [9] .
Elämä voidaan määritellä molekyylirakenteen aktiiviseksi ylläpitämiseksi ja itsensä lisääntymiseksi [9] , joka kulkee ulkopuolelta tulevan energian kulutuksen mukana .
Venäläinen tiedemies M. V. Volkenstein antoi uuden määritelmän elämän käsitteelle: "Maan päällä olevat elävät kappaleet ovat avoimia, itsesääteleviä ja itseään lisääntyviä järjestelmiä, jotka on rakennettu biopolymeereistä - proteiineista ja nukleiinihapoista " [10] .
Yhden thanatologian perustajan M. Bishin näkemyksen mukaan elämä on joukko ilmiöitä, jotka vastustavat kuolemaa .
Termodynamiikan toisen lain näkökulmasta elämä on prosessi tai järjestelmä, jonka kehitysvektori on suunnaltaan vastakkainen maailmankaikkeuden muihin, "elottomiin" esineisiin nähden ja jonka tarkoituksena on pienentää omaa entropiaaan (katso Thermal kuolema ).
Akateemikko E. M. Galimov määrittelee artikkelissa Great Russian Encyclopedialle, että elämä on "eliöissä materialisoituvan lisääntyvän ja periytyvän järjestyksen ilmiö, joka on tietyissä olosuhteissa luontainen hiiliyhdisteiden kemialliseen historiaan ". Kaikille eläville organismeille on ominaista eristäytyminen ympäristöstä, kyky lisääntyä, syntymä ja kuolema, toiminta aineen ja energian vaihdon kautta ympäristön kanssa, kyky muuttua ja mukautua, kyky havaita signaaleja ja kyky vastata heille [11] .
V. N. Parmon antoi seuraavan määritelmän: "Elämä on toimivien autokatalyyttien faasista erillinen olemassaolomuoto, joka kykenee kemiallisiin mutaatioihin ja käy läpi melko pitkän evoluution luonnollisen valinnan vuoksi " [12] .
Konstantin Severinov kutsui elämää tyylikkäästi "viimeksi oikeiden päätösten tekemiseksi" [13] .
Ozangerin ja Morowitzin mukaan: "Elämä on aineen ominaisuus, joka johtaa bioelementtien kytkettyyn kiertoon vesiympäristössä, jota viime kädessä ohjaa auringon säteilyn energia monimutkaisemman tiellä."
Elämälle on olemassa myös kyberneettisiä määritelmiä. A. A. Lyapunovin määritelmän mukaan elämä on "erittäin stabiili aineen tila, joka käyttää yksittäisten molekyylien tilojen koodaamaa tietoa säilyttämisreaktioiden kehittämiseen ".
Vuonna 1994 kehitetyn NASAn virallisen määritelmän mukaan, jota käytettiin elämän etsinnässä universumissa, elämä on "itse ylläpitävä kemiallinen järjestelmä, joka kykenee darwinilaiseen evoluutioon " [14] .
Erwin Schrödinger kirjassa Mitä elämä on? ", tarjosi seuraavan määritelmän elämälle: "Elämä on aineen järjestynyt ja säännöllinen käyttäytyminen, joka ei perustu vain yhteen taipumukseen siirtyä järjestyksestä epäjärjestykseen, vaan myös osittain järjestyksen olemassaoloon, jota ylläpidetään koko ajan."
Eri aikoina on esitetty seuraavia hypoteeseja elämän alkuperästä maapallolla :
Spontaanien sukupolven ja vakaan tilan hypoteesit ovat vain historiallisesti tai filosofisesti kiinnostavia, koska tieteellisen tutkimuksen tulokset kumoavat ne.
Suuren venäläisen tietosanakirjan mukaan tärkeimmät nykyaikaiset teoriat (hypoteesit) elämän syntymisestä maapallolla ovat hypoteesi biokemiallisesta evoluutiosta (abiogeneesi) ja panspermian teoria , vaikka jälkimmäinen ei ratkaise elämän alkuperän ongelmaa. 15] .
Elävä järjestelmä on yksikkö, joka koostuu itseorganisoituvista , itseään toistuvista elementeistä, jotka ovat aktiivisesti vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa ja joilla on eläville olennoille ominaisia piirteitä.
Tieteessä on mielipide, että elävistä ihmisistä koostuvalla järjestelmällä, kuten taloudellisella tai sosiaalisella, on useita ominaisuuksia, jotka tekevät siitä samanlaisen kuin elävän organismin. Se on elävä olento, jolla on omat solunsa, aineenvaihdunta ja hermosto. Siinä erilaiset sosiaaliset instituutiot näyttelevät elinten roolia, joista jokainen suorittaa oman erityistehtävänsä organismin elintärkeän toiminnan ylläpitämisessä. Esimerkiksi armeija toimii immuunijärjestelmän tavoin ja suojelee kehoa ulkopuolisilta tunkeutumisilta, kun taas hallitus toimii kuin aivot, tehden päätöksiä ja hallitsemalla. Tämän ajatuksen esitti ensimmäisen kerran antiikin aikana kreikkalainen filosofi Aristoteles .
Tiede siirtyi kehityksessään pois mekanistisesta näkemyksestä organismeihin. Elävien järjestelmien tutkimuksessa tutkijoita houkuttelevat prosessit, joiden avulla järjestelmä mukautuu jatkuvasti muuttuvaan ulkoiseen ympäristöön. Monet ideat ja menetelmät, jotka yhdistyvät "kompleksiteorian" alalla, ovat johtaneet organismien toteutumiseen itseorganisoituvina adaptiivisina systeemeinä. Tällaisten järjestelmien prosessit ovat hajautettuja, epävarmoja ja jatkuvasti muuttuvia. Tällaisten järjestelmien monimutkainen mukautuva käyttäytyminen syntyy yksittäisten autonomisten komponenttien välisessä vuorovaikutuksessa. Mallit, joissa ohjaus on alisteinen erilliselle yksikölle, todettiin riittämättömäksi todellisuuden kannalta useimmissa todellisissa järjestelmissä.
Merkittävimmät kaikille eläville järjestelmille yhteiset ja evoluution seurauksena kehittyneet ominaisuudet ovat kemiallisen organisaation yhtenäisyys, monimutkaisuus, hierarkkinen organisaatio, lisääntyminen (perinnöllisyys ja vaihtelevuus), geneettisen koodin läsnäolo, kehitys, aineenvaihdunta (aineenvaihdunta) ja vuorovaikutus. ympäristön kanssa [16] .
Aineenvaihdunta (aineenvaihdunta) on joukko kemiallisia reaktioita , jotka tapahtuvat elävässä organismissa elämän ylläpitämiseksi. Näiden prosessien avulla organismit voivat kasvaa ja lisääntyä, ylläpitää rakenteitaan ja reagoida ympäristön ärsykkeisiin.
Aineenvaihdunta jaetaan yleensä kahteen vaiheeseen: kataboliaan ja anaboliaan . Katabolismin aikana monimutkaiset orgaaniset aineet hajoavat yksinkertaisemmiksi, jolloin ne yleensä vapauttavat energiaa. Anabolismissa prosesseissa syntetisoidaan monimutkaisempia aineita yksinkertaisemmista, ja tähän liittyy energiakustannuksia.
Kaikilla elävillä organismeilla on ominaisuus lisääntyä omalla tavallaan, mikä varmistaa elämän jatkuvuuden ja jatkuvuuden. Erilaiset lisääntymismenetelmät jaetaan kahteen päätyyppiin: aseksuaaliseen ja seksuaaliseen . Solurakenteen omaaville organismeille solujen jakautuminen on kaikkien lisääntymismuotojen perusta .
Useimmiten erotetaan kahdeksan elämän rakenteellista päätasoa:
Tyypillisessä tapauksessa kukin näistä tasoista on järjestelmä alemman tason alijärjestelmistä ja ylemmän tason järjestelmän alijärjestelmä [17] .
Elämä on laadullisesti muita aineen olemassaolon muotoja parempi kemiallisten komponenttien monimuotoisuuden ja monimutkaisuuden sekä elävissä olevissa tapahtuvien muutosten dynamiikassa. Eläville järjestelmille on ominaista paljon korkeampi rakenteellinen ja toiminnallinen järjestys tilassa ja ajassa.
Elävät järjestelmät vaihtavat energiaa , ainetta ja tietoa ympäristön kanssa ja ovat siten avoimia järjestelmiä . Samaan aikaan, toisin kuin elottomissa järjestelmissä, ne eivät tasaa energiaeroja ja rakenna rakenteita todennäköisempiä muotoja kohti, vaan toimivat jatkuvasti ”tasapainoa vastaan”. Tämä on perusta virheellisille väitteille, joiden mukaan elävät järjestelmät eivät ole totelleet termodynamiikan toista pääsääntöä . Entropian väheneminen elävissä järjestelmissä on kuitenkin mahdollista vain ympäristön entropian lisääntymisen vuoksi ( negentropia ), joten yleensä entropian kasvuprosessi jatkuu, mikä on täysin yhdenmukainen termodynamiikan toisen lain vaatimusten kanssa.
Organismi on elävä keho , jolla on joukko ominaisuuksia, jotka erottavat sen elottomasta aineesta. Organismi on elämän perusyksikkö, sen ominaisuuksien todellinen kantaja, koska elämänprosessit tapahtuvat vain organismin soluissa . Erillisenä yksilönä organismi on osa lajia ja populaatiota , ja se on populaatio-lajin elintasorakenneyksikkö.
Organismit ovat yksi biologian pääaineista . Harkinnan helpottamiseksi kaikki organismit on jaettu eri ryhmiin ja luokkiin, mikä muodostaa niiden luokittelun biologisen järjestelmän . Niiden yleisin jako on ydin- ja ei-ydinvoimaan . Kehon muodostavien solujen lukumäärän mukaan ne jaetaan ei-systeemisiin yksisoluisiin ja monisoluisiin luokkiin . Erityinen paikka niiden välillä on yksisoluisilla pesäkkeillä .
Integraalisen monisoluisen organismin muodostuminen on prosessi, joka koostuu rakenteiden (solut, kudokset , elimet ) ja toimintojen erilaistumisesta ja niiden integroinnista sekä ontogeneesissä että fylogeneesissä . Monet organismit ovat järjestäytyneet lajinsisäisiksi yhteisöiksi (esimerkiksi ihmisillä perhe tai työryhmä ).
Elävien olentojen maailmassa on useita miljoonia lajeja . Kaikkea tätä organismien monimuotoisuutta tutkii biologinen systematiikka , jonka päätehtävänä on rakentaa orgaanisen maailman järjestelmä. Elämä on nykyään yleensä jaettu kahdeksaan valtakuntaan : virukset , protistit , arkeat , kromistit , bakteerit , sienet , kasvit ja eläimet .
Elävä luonto on organisoitunut ekosysteemeiksi , jotka muodostavat biosfäärin .
Käyttäytyminen on eläinten kykyä muuttaa toimintaansa sisäisten ja ulkoisten tekijöiden vaikutuksen alaisena [18] , joka on eläintyyppiselle organisaatiolle ominaista piirre [19] . Käyttäytymisellä on suuri sopeutumisarvo, minkä ansiosta eläimet voivat välttää negatiivisia ympäristötekijöitä [20] . Monisoluisissa organismeissa käyttäytyminen on hermoston hallinnassa .
Kasveilla ja bakteereilla on myös kyky aktiivisesti, lisäksi säännölliseen liikkumiseen ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta ( taksit ). Esimerkkinä on bakteerien, sinilevien , foto- ja kemotaksis [21] .
Korkeammat kasvit eivät myöskään ole vailla kykyä liikkua. Kasvien nyktinastiat ovat hyvin tunnettuja - kukkien avautuminen ja sulkeminen päivän ja yön vaihdon yhteydessä, lehtien fototropismi, kasvien liikkuminen eläimiä metsästäessä , juurien hydro- ja kemotropismi [n. 1] [22] .
Koska kasvien liikemekanismit ovat luonteeltaan puhtaasti fysiologisia, on mahdotonta puhua käyttäytymisen tai psyyken läsnäolosta niissä. Psykologiassa kasvien liikettä viitataan esipsyykkiseen reflektiotasoon.
Käyttäytyminen, toisin kuin psyyke , on suoraan havaittavissa, ja se on monien eri tieteiden aiheena psykologiasta , etologiasta , eläinpsykologiasta ja vertailevasta psykologiasta käyttäytymisekologiaan .
Biologia on tiede elämästä ( elävä luonto ), yksi luonnontieteistä , jonka tutkimuskohteita ovat elävät olennot ja niiden vuorovaikutus ympäristön kanssa . Biologia tutkii kaikkia elämän osa-alueita, erityisesti elävien organismien rakennetta, toimintaa, kasvua, alkuperää, kehitystä ja jakautumista maapallolla . Luokittelee ja kuvaa eläviä olentoja, niiden lajien alkuperää , vuorovaikutusta keskenään ja ympäristön kanssa .
Biologia syntyi erikoistieteenä luonnontieteistä 1800 - luvulla , kun tiedemiehet havaitsivat, että elävillä organismeilla on tiettyjä kaikille yhteisiä ominaisuuksia. Termi "biologia" otettiin käyttöön itsenäisesti useiden kirjoittajien toimesta: Friedrich Burdach vuonna 1800, vuonna 1802 Gottfried Reinhold Treviranus [23] ja Jean Baptiste Lamarck .
Nykyaikainen biologia perustuu viiteen perusperiaatteeseen: soluteoria , evoluutio , genetiikka , homeostaasi ja energia [24] [25] . Nykyään biologia on vakioaine toisen asteen ja korkeakouluissa ympäri maailmaa. Biologiasta, lääketieteestä ja biolääketieteestä julkaistaan vuosittain yli miljoona artikkelia ja kirjaa [26] .
Biologiassa erotetaan seuraavat organisaatiotasot:
Useimmat biologiset tieteet ovat suppeamman erikoistumisen tieteenaloja . Perinteisesti ne on ryhmitelty tutkittujen organismityyppien mukaan: kasvitiede tutkii kasveja , eläintiede - eläimiä , mikrobiologia - yksisoluiset mikro -organismit . Biologian alat jaetaan edelleen joko tutkimuksen laajuuden tai käytettyjen menetelmien mukaan: biokemia tutkii elämän kemiallista perustaa, molekyylibiologia biologisten molekyylien monimutkaisia vuorovaikutuksia, solubiologia ja sytologia monisoluisten organismien, solujen perusrakennuspalikoita. , histologia ja anatomia kudosten ja organismin rakenne yksittäisistä elimistä ja kudoksista, fysiologia - elinten ja kudosten fysikaaliset ja kemialliset toiminnot, etologia - elävien olentojen käyttäytyminen , ekologia - eri organismien ja niiden ympäristön keskinäinen riippuvuus.
Perinnöllisen tiedon siirtymistä tutkii genetiikka . Kehitysbiologia tutkii organismin kehitystä ontogeniassa . Villieläinten alkuperä ja historiallinen kehitys - paleobiologia ja evoluutiobiologia .
Lähitieteiden rajoilla ovat: biolääketiede , biofysiikka (elävien esineiden tutkimus fysikaalisilla menetelmillä), biometria jne. Ihmisen käytännön tarpeisiin liittyen sellaiset alat kuin avaruusbiologia , sosiobiologia , työfysiologia , bioniikka .
Keinoelämä on elämän, elävien järjestelmien ja niiden evoluution tutkimusta ihmisen tekemien mallien ja laitteiden avulla . Tämä tieteenala tutkii kaikkien elävien järjestelmien prosessien mekanismia niiden luonteesta riippumatta. Vaikka termiä käytetään useimmiten elämänprosessien tietokonesimulaatioissa, se koskee myös elämää koeputkessa ( eng. wet alife ), keinotekoisesti luotujen proteiinien ja muiden molekyylien tutkimista.
Elämä maailmankaikkeudessa - tämä termi tulisi ymmärtää ongelmien ja tehtävien kokonaisuutena, joka on suunnattu elämän etsimiseen. Yleisimmässä tapauksessa elämä tulkitaan mahdollisimman laajasti - aineen olemassaolon aktiivisena muotona , tietyssä mielessä korkein verrattuna sen fysikaalisiin ja kemiallisiin olemassaolomuotoihin. Ongelman yleisessä muotoilussa ei siis vaadita, että elämä olisi maan kaltaista, ja on olemassa useita teorioita, jotka osoittavat, että elämä voi ottaa muita muotoja. Kuitenkin pääasiallinen lähestymistapa, jota astrobiologiassa käytetään hakustrategioita rakennettaessa, koostuu kahdesta vaiheesta [27] :
Myös maan ulkopuolisten sivilisaatioiden etsiminen voidaan nostaa omaksi tutkimusalueeksi . Tällä alueella on kolme pääkysymystä:
Ja tässä tutkimusstrategian rakentamisessa äärimmäisen tärkeä, ellei keskeinen rooli kuuluu Draken yhtälölle Kardaševin [29] mukaisten sivilisaatiotyyppien lisäksi .
Maan ulkopuolinen elämä (alien life) on hypoteettinen elämänmuoto , joka on syntynyt ja olemassa maan ulkopuolella. Se on avaruusbiologian ja ksenobiologian tutkimusaihe sekä yksi tieteiskirjallisuuden fiktiivisistä kohteista.
Elämä MarsissaTällä hetkellä tiede ei voi antaa yksiselitteistä vastausta elämän olemassaolosta Marsissa , mutta läheisyys ja samankaltaisuus Maan kanssa luovat edellytykset mahdollisten elämänmuotojen etsimiselle . Kysymys elämän olemassaolosta Marsissa tällä hetkellä tai menneisyydessä on edelleen avoin [30] .
Kuolemattomuus on elämää fyysisessä tai henkisessä muodossa, joka ei lopu loputtomiin (tai niin paljon kuin haluat) pitkäksi aikaa.
Fyysisen muodon kuolemattomuudesta puhuttaessa erotetaan yksisoluisten organismien ehdollinen biologinen kuolemattomuus (yksilöllisen kuoleman puuttuminen ontogenisoitumisen viimeisenä vaiheena - ks . Lisääntyminen jakautumalla ) ja kompleksisesti järjestäytyneiden monisoluisten olentojen hypoteettinen biologinen kuolemattomuus [31] , mukaan lukien - ja ennen kaikkea ihmiset [32] .
Kuolemattomuus henkisessä muodossa - uskonnollisessa , filosofisessa , mystisessä ja esoteerisessa mielessä - tarkoittaa yksilön (" minä ", sielu , monadi ), yksilöllisen tahdon ( palingeneesi Arthur Schopenhauerin filosofisessa järjestelmässä ), kokonaisuuden ikuista olemassaoloa . yksilöllisen persoonallisuuden komponentit ( skandhat buddhalaisuuden fenomenologiassa ) , universaali henkinen substraatti ( transpersonaalinen alitajunta Carl Gustav Jungin analyyttisessä psykologiassa , noosfääri Pierre Teilhard de Chardinin uskonnollisessa ja filosofisessa käsityksessä jne.).
Erillinen uskonnollisen ja filosofisen päättelyn aihe on kuolemattomuus (ikuinen olemus) Jumalan ominaisuutena .
Kuoleman jälkeinen elämä eli kuolemanjälkeinen elämä on ajatus ihmisen tietoisen elämän jatkumisesta kuoleman jälkeen . Useimmissa tapauksissa tällaiset ajatukset johtuvat uskosta sielun kuolemattomuuteen , mikä on ominaista erilaisille uskonnollisille maailmankatsomuksille.
Ajatuksia kuolemanjälkeisestä elämästä on läsnä erilaisissa uskonnollisissa ja filosofisissa opetuksissa. Tärkeimpiä esityksiä:
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
---|---|---|---|---|
|