Gyvybės samprata ir egzistavimo pagrindai doc algimantas paulauskas
5 (100%) 1 vote

Gyvybės samprata ir egzistavimo pagrindai doc algimantas paulauskas

3. GYVYBĖS SAMPRATA IR EGZISTAVIMO PAGRINDAI

Struktūra būdinga gyvoms būtybėms

Dalių sumavimas

Gyvos būtybės gauna medžiagų ir energijos

Homeostazė

Gyvos būtybės reaguoja

Gyvos būtybės dauginasi ir vystosi

Gyvos būtybės prisitaiko

Gyvybė ir vanduo

Pagrindiniai cheminiai elementai

Baltymai

Baltymų struktūra

Nukleotidai ir nukleorūgštys

Nukleotidų struktūra ir svarbiausi dariniai

Nukleorūgščių struktūra ir funkcijos

Angliavandeniai

Lipidai

Riebalų rūgštys

Riebalai (triacilgliceroliai)

Vaškai

Gyvoms būtybėms būdinga tam tikra struktūra, iš aplinkos jos ima medžiagas ir energiją, reaguoja į dirginimus, dauginasi ir vystosi, prisitaiko prie aplinkos.

Paskaitos temos

Struktūra būdinga gyvoms būtybėms



Sudėtinga gyvų būtybių struktūra prasideda ląstele, pagrindiniu gyvybės vienetu. Ląstelės sudarytos iš molekulių, kuriose yra atomai – mažiausi medžiagos vienetai, galintys jungtis chemiškai. Daugialąsčiuose organizmuose panašios ląstelės sudaro audinį, pavyzdžiui, nervinės ląstelės sudaro nervinį audinį. Audiniai sudaro organus, tarkim, susijungę įvairūs audiniai sudaro smegenis. Organai veikia organų sistemose: pavyzdžiui, nervų sistemą sudaro galvos smegenys, stuburo smegenys ir nervų tinklas. Daugialąstis organizmas turi kelias skirtingas organų sistemas.

Yra biologinės organizacijos lygmenų, aukštesnių už organizminį. Visi vienos rūšies organizmai tam tikroje vietovėje sudaro populiaciją. Kokiame nors vidutinės juostos lapuočių miške yra voverių populiacija ir ąžuolų populiacija. Įvairių augalų ir gyvūnų populiacijos miške sudaro bendrą aplinką (dirva, atmosfera ir t.t.), populiacijos sudaro ekosistemą (gr. oikos – namas + systema – tvarkingas išrikiavimas).

Paskaitos temos

Dalių sumavimas

Gyvame pasaulyje sistema yra daugiau, negu jos sudedamųjų dalių suma. Kiekviename naujame biologinės organizacijos lygmenyje atsiranda naujos savybės, kurios priklauso nuo sistemą sudarančių sudedamųjų dalių tarpusavio sąveikos. Pavyzdžiui, suardžius ląsteles iki membranos fragmentų ir išsiskyrusio skysčio, šios dalys nebegali atlikti gyvybinių funkcijų.

Supjaustykite varlę ir vėl sudėkite gabaliukus – varlė nebegalės kaišioti liežuvio ir gaudyti musių.

Gyvoms būtybėms būdingi organizacijos lygmenys -nuo ląstelių iki ekosistemų. Kiekvienam lygmeniui būdingos naujos savybės, kurios nėra paprasta sudedamųjų dalių suma.

1 pav. Biologinės organizacijos lygmenys

Gyvosios sistemos ypatybė — tipiška cheminė sudėtis, kuriai būdingos nukleorūgštys ir baltymai. Tai makromolekulės, sudarytos iš neperiodiškai sujungtų smulkių subvienetų. Todėl įvairove jos pranoksta visą gyvųjų būtybių pasaulį. Organizme makromolekulės skyla ir nuolat sintetinamos (apykaita, arba atsinaujinimas). Tokio pobūdžio medžiagų apykaita yra svarbus gyvos sistemos požymis. Apykaitai būtini išoriniai energijos šaltiniai (maištas, šviesa), nes sintezės procesams eikvojama energija. Todėl gyvoji sistema — tai atvira sistema, per kurią teka medžiagų ir energijos srautai. Kartu ją nuo aplinkos skiria struktūros, dėl kurių pasunkėja metabolizmas bei iki minimumo sumažėja medžiagų nuostoliai ir palaikoma sistemos erdvinė vienybė. Ši atskira, arba individualizacija, prasideda ląstelės lygyje (ląstelę gaubia membrana) ir tęsiasi toliau daugialąsčiuose, kuriuos kaip individus nuo aplinkos atskiria dengiamieji audiniai.

Įvairių medžiagų apykaitos reakcijos yra nevienodos. Todėl būtina atriboti erdves, kuriose tos reakcijos vyksta (kompartmentizacija). Jau ląstelės vidinės membranos formuoja organoidus.

Gyvo organizmo struktūra sudėtinga. Paprasčiausi struktūros elementai yra makromolekulės, membranos ir organoidai, sudėtingesni — ląstelės, o daugialąsčiuose organizmuose — audiniai, organai, organų sistemos bei visas organizmas (individas). Dar aukštesniame lygyje susidaro sudėtingos organizmų grupės (populiacijos bendrijos biocenozės), kuriose įvairiai sąveikauja tos pačios rūšies ir skirtingų rūšių individai.

Medžiagų apykaita reguliuojama biologinės katalizės būdu (katalizatoriai — baltymai).

Gyvosios sistemos išlikimui svarbu, kad vykstant metabolizmui sintetintųsi ne bet kokios makromolekulės (ir paprastos molekulės), o visą laiką tos pačios. Tai reguliuoja matricos, sudarytos iš nukleorūgšties, kurios yra specifinių molekulių sintezės ,,brėžiniai“, t.y. saugo tų molekulių struktūros informaciją. Taigi matricos reikalingos sistemai atgaminti. Matrica (kitaip negu kitos molekulės) geba identiškai padvigubėti (replikuotis) ir lemia visos gyvosios sistemos atsigaminimą. Kai molekulių daugiau sintetinasi negu skyla — organizmas auga, o kai jo dalys atsiskiria — dauginasi. Matrica replikuojasi identiškai, todėl dauginimasis yra susijęs su sistemos specifinių požymių paveldėjimu. Dėl to gyvoji sistema ne tik neišnyksta, bet net su kaupu kompensuojami irimo (mirties) nuostoliai. Sudėtingi (daugialąsčiai) organizmai dauginasi atsiskiriant mažoms, pavienėms ląstelėms. Pamažu jos kinta, virsta naujomis, visiškai susiformavusiomis to paties tipo sistemomis.

Kad gyvosios sistemos keičiantis aplinkos sąlygoms nepakistų, būtinas įvairių

procesų vidinis reguliavimas, kuris lemia šių procesų darną. Grįžtamojo ryšio principu buvo galima sukurti kibernetines reguliuojančias sistemas vidinės terpės, o kartais ir išorinės aplinkos parametrų pastovumui (homeostazei) palaikyti. Pavyzdžiui, kiekviena gyvai ląstelei tokios sistemos sukurtos remiantis cheminėmis reakcijomis, gyvūno organizmui — nervų sistema, o organizmų bendri joms — įvairia sąveika rūšies viduje ir tarp rūšių. Šioms sistemoms būdingas savaiminis reguliavimasis, ir funkciniu požiūriu jos yra labai sudėtingos save organizuojančios sistemos.

Gyvas organizmas privalo reaguoti į aplinką, nes taip išsaugoma; sistema. Taigi dar vienas gyvųjų sistemų požymis — gebėjimas atsakyti į dirginimą (dirglumas) ir gebėjimas judėti. Prisitaikymas prie aplinkos yra pagrįstas organizmų paveldimu kintamumu, t. y. savybe, priešinga identiškam atsigaminimui. Dėl matricos replikacijos atsitiktinių klaidų yra galima pakitusių sistemų atranka. Atranka -biologinis procesas, kai išlieka prie kintančios aplinkos geriau prisitaikę-organizmai. Iš vieno priešistorinės gyvosios sistemos tipo išsivystė nesuskaičiuojama daugybė organizmų rūšių; atranka — tai organizmų pozityviosios evoliucijos faktorius, lemiantis kintamumą, dėl kurio jie vis geriau prisitaiko prie nuolat kintančių aplinkos sąlygų.

Visų Žemės būtybių kilmę iš bendros šaknies patvirtina nuostabiai sutampančios pagrindinės jų ypatybės. Tai liečia ir struktūrinius (tam tikrų nukleino rūgščių molekulių sandarą arba ląstelės sandarą), ir funkcinius požymius (metabolizmo reakcijų bendrumą arba genetinio kodo universalumą). Tačiau negalima pamiršti, kad net pirmosios gyvosios sistemos, kilusios iš negyvųjų, jau buvo vystymosi produktas.

Nors milijardus metų trukusios evoliucijos padarinys — visos gyvosios sistemos yra kilusios iš negyvųjų, jos aiškiai skiriasi nuo fizikos objektų — negyvųjų sistemų. Tai ne kažkokios neapčiuopiamos metafizinės savybės (visi fizikos dėsniai tinka ir gyvoms būtybėms bet sudėtinga gyvosios sistemos struktūra ir funkcijos. Gyvoji sistema yra kokybiškai nauja, ypatinga materijos raidos pakopa (judėjimo forma).

Žemės organizmai būdinga jiems chemine sudėtimi (nukleorūgštys, baltymai) skiriasi nuo negyvo. Tam tikra prasme tarpiniai yra virusai. Jie kilę iš gyvosios sistemos dalių, sudaryti iš nukleino rūgščių ir baltymų (Kai kurie mokslininkai virusus laiko gyvaisiais organizmais). Jie geba daugintis tik įsiskverbę į šeimininką (pasinaudoja jo metabolizmo kompleksu). Taigi gyvosiomis vadinamos tokios sistemos, kurios turi nukleino rūgščių bei baltymų ir geba pačios sintetinti šias medžiagas. Šis apibrėžimas netinka seniausio gyvybės formoms, taip pat galbūt už Žemės ribų egzistuojančio kitokios sandaros gyvosioms sistemoms.

Kitas apibrėžimas remiasi gyvųjų sistemų gebėjimu atskirti entropijos srautus. Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį gamtoje apskritai ir kiekvienoje izoliuotoje sistemoje entropija pastoviai didėja, o tvarka mažėja. Entropijos dydis apibūdina netvarkos laipsnį. Eikvojant energiją, palaikoma gyvosioms sistemoms būdinga tvarkinga būsena — organizuotumo laipsnis, kuris didėja sistemoms augant. Vadinasi, gyvuose organizmuose entropija mažėja. Vis dėlto antrasis termodinamikos dėsnis teisingas: dėl gyvybinės veiklos entropijos prieaugis organizmo aplinkoje didesnis, negu jos sumažėjimas organizmo viduje (tai ir yra entropijos srautų atskyrimas). Juk gyvos būtybės — ne izoliuotos, o atviros sistemos.

Gyvosiomis vadinamos tokios sistemos, kurios geba savarankiškai palaikyti ir didinti savo labai aukštą tvarkos laipsnį, būdamos aplinkoje, kurios tvarkos laipsnis mažesnis.

Paskaitos temos

Gyvos būtybės gauna medžiagų ir energijos

Gyvos būtybės negali palaikyti savo struktūros ir vykdyti gyvybinių funkcijų negaudamos iš išorės maisto medžiagų ir energijos. Maistas – tai maisto medžiagų molekulės, naudojamos kaip statybinė medžiaga arba energijos šaltinis. Energija – tai gebėjimas atlikti darbą, kurio reikia ląstelės ir organizmo struktūroms palaikyti. Kai maisto medžiagų molekulės naudojamos ląstelių dalims ir jų produktams gaminti, ląstelėje vyksta cheminės sintezės reakcijų seka.

Metabolizmu (gr. metabole – permaina, kaita), arba medžiagų apykaita, vadinamos visos ląstelėje vykstančios cheminės reakcijos.

Saulė yra pirminis energijos šaltinis beveik visai Žemėje esančiai gyvybei. Augalai ir į augalus panašūs organizmai gali sugerti saulės energiją ir vykdyti fotosintezę. Tai procesas, kuris verčia saulės energiją į cheminę energiją, slypinčią organinių molekulių jungtyse. Augalai ir gyvūnai gauna energiją skaidydami fotosintezės būdu sukurtas organines molekules.

Medžiagų ir energijos reikia organizmo struktūrai palaikyti. Žemėje esančios gyvybės pirminis energijos šaltinis yra Saulė.

Paskaitos temos

Homeostazė

Kad apykaitos procesai nenutruktų, gyvos būtybės privalo išlaikyti pastovią temperatūrą, drėgmę, rūgštingumą ir kitus fiziologinius veiksnius. Tai homeostazė (gr. homoios -panašus, primenantis + stasis – išlaikymas) – vidinių savybių palaikymas tam tikrose ribose.

Daugeliui organizmų savo vidinę aplinką reguliuoti padeda

Atšalęs driežas gali pakelti savo kūno temperatūrą šildydamasis saulėje ant karštos uolos. Kai ji pakyla per daug, driežas dumia į vėsų šešėlį. Kiti organizmai turi sąmoningo aktyvumo nereikalaujančius kontrolės mechanizmus. Kai mokinė taip įsigilina į vadovėlį, kad užmiršta papietauti, jos kepenys išmeta sukauptą cukrų, kad palaikytų cukraus lygį kraujyje normos ribose. Cukraus kaupimą ir išmetimą reguliuoja hormonai, bet kai kuriais atvejais homeostazės palaikyme dalyvauja nervų sistema.

Paskaitos temos

Gyvos būtybės reaguoja

Gyvos būtybės randa energijos ir maisto medžiagų sąveikaudamos su aplinka. Į aplinkos dirgiklius atsako netgi vienaląsčiai organizmai. Vieni judina mikroskopinius plaukelius, kiti vizgina botagėlio formos žiuželius ir taip juda artyn arba tolyn nuo šviesos ar cheminių medžiagų. Daugialąsčių organizmų atsakas gali būti žymiai sudėtingesnis. Grifas gali pajausti mėsą už mylios ir skubėti pietauti. Drugiai danaidės pajunta artėjant rudenį ir pradeda trauktis į pietus, kur dar yra maisto išteklių.

Sugebėjimas atsakyti į dirgiklius dažnai sukelia judesius: augalo lapai pasisuka į saulę, o gyvūnai skuba saugios vietos link. Sugebėjimas reaguoti užtikrina organizmo išgyvenimą ir leidžia jam atlikti kasdieninius veiksmus. Visus tokius veiksmus kartu vadiname organizmo elgesiu.

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 1779 žodžiai iš 5824 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.