Смерть и бессмертие в живой природе. Концепции биологического значения смерти

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Волгоградская  государственная академия физической культуры» 
 

Кафедра: Гостиничного и туристического менеджмента 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ 

На тему: Смерть и бессмертие в живой природе. 
Концепции биологического значения смерти. 
 
 
 

                                                                                                           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                         Выполнила: ст-ка гр.305-М

                                                                                                            Великанова Р. А.

                                                                                                  Проверил: Билда С.С. 
 
 
 
 
 
 

Волгоград 2011 
 

Содержание: 
 

1. Определение понятия жизни
2. Определение понятия бессмертия
3. Концепции биологического значения смерти

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Определение понятия жизни.

 
 

  Существует  много определений жизни, поскольку  изменялись представления о ней, совершенствовалась научная картина  мира и ее философское осмысление. Рассмотрим несколько известных  определений. Для естествознания XIX в. наиболее удачным можно считать определение Ф. Энгельса, согласно которому жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел. Данное определение являлось фундаментом диалектического материализма и многих разделов естествознания, развивавшихся на его основе, вплоть до середины XX в.

В XX в. понятие  жизни существенно углубилось. Качественным структурным отличием жизни на всех ее ступенях является то, что структура живого динамична и лабильна. Живое не ограничивается белком в качестве субстрата и обменом веществ в качестве функции. Современной наукой полностью доказано, что качественное отличие живого от неживого заключено в структуре их соединений, в строении и связях, в особенностях функций, в характеристике и организации взаимодействующих процессов. В то же время установлено полное единство в составе химических элементов живого и неживого.

Во второй половине XX в. было предложено следующее  определение: жизнь есть способ существования  материи, закономерно возникающей  на уровне высокомолекулярных соединений и характеризующейся динамичными, лабильными структурами, функцией самообмена, а также процессами саморегулирования, самовосстановления и накопления наследственной информации. В этом определении жизнь представляет собой диалектическое единство трех особенностей — формы, функций, процессов, в то время как определение Ф. Энгельса является диалектическим единством двух особенностей — формы и функций.

  Из  других определений отметим определения  современных ученых: российского  Челикова и канадского Селье. Согласно первому, жизнь есть способ существования специфически гетерогенного материального субстрата, универсальность и уникальность которого обусловливают целесообразное самовоспроизведение всех форм органического мира в их единстве и многообразии. По определению известного канадского биолога Г. Селье (1907—1982), жизнь — это процесс непрерывной адаптации организмов к постоянно изменяющимся условиям внешней и внутренней среды [3,с.104]. Адаптации заключаются в поддержании структуры и функций всех ключевых систем организма при воздействии на него различных по природе факторов среды. Адаптации являются основой устойчивости и продуктивности всех организмов. 

  В исследованиях проблемы происхождения  жизни можно выделить несколько  основных подходов. Прежде всего, следует  упомянуть субстанциональный подход. Его развивали А.И. Опарин, Дж. Холдейн. Ключевое значение для происхождения жизни, в соответствии с этим подходом, имеет наличие определенной субстанции, определенных ее структур. Один из видных представителей этого направления В.А. Энгельгардт считал, что подлинное изучение проблемы жизни должно основываться на данных химии, а не математики. Что касается Опарина, то он подчеркивал несводимость биологии к физике и химии [5,с.96].

  Следующим важным подходом является функциональный подход, основными авторами которого были А. Н. Колмогоров и А. А. Ляпунов. Сторонники этого подхода рассматривали  живой организм как термодинамический  «черный ящик», т.е. интересовались только сигналами на входе в систему  и на выходе из нее. Отличительной  особенностью живых организмов они  считали наличие «управляемых процессов» передачи информации. Они не придавали  особого значения связи жизни  с определенными химическими  элементами и даже допускали возможность  небелковых форм жизни. Один из представителей этого направления В. Н. Веселовский  признавал определяющей чертой живого «динамичное самосохранение». 

  Жизнь имеет свою неповторимую специфику, свое качество и различные яркие  грани. «Живые формы... — писали П. Кемп и К. Армс, — это выражение беспрестанного потока вещества и энергии, который протекает через организм и в то же время создает его... Мы находим эти непрерывные изменения на всех уровнях биологической организации. В клетках происходит постоянное разрушение составляющих ее химических соединений, но в этом разрушении она продолжает существовать как целое. В многоклеточном организме клетки непрерывно отмирают, заменяясь новыми, но организмы продолжают существовать как целое. В биоценозе, или виде, одни индивидуумы умирают, а другие, новые — рождаются. Таким образом, любая органическая система представляется непрерывно существующей» [4,с.91].

  Возникновение жизни связано с рядом важных принципов развития: дисимметрии, историзма и др. Огромное значение для понимания жизни имеет жизненный цикл. Жизнь могла возникнуть только в среде своеобразной дисимметрии, отличной от обычной среды биосферы. Этот процесс, по мнению Л. Пастера, регулируется принципом П. Кюри, согласно которому дисимметрия может образоваться лишь под влиянием причины, обладающей такой же дисимметрией.

  О принципе историзма хорошо сказал А. Эйнштейн: «Жизни присущ еще один элемент, хотя логически и отличный от элементов  физики, но ни в коем случае не мистический  — это "элемент истории"». Жизненный  цикл включает в себя совокупность всех фаз развития организма. У животных различают простой и сложный циклы. Последний включает в себя метаморфозы, например переходы от личинки к куколке, а затем к бабочке. У высших растений могут быть выделены однолетний, двухлетний, многолетний жизненные циклы.

  В заключение упомянем и понятие «ортобиоз», у истоков которого стоит выдающийся русский биолог И.И. Мечников (1845-1916). Согласно его представлениям, «ортобиоз» — это регуляция жизни с помощью науки, являющейся результатом активности разума, направленной на изменение природы. 
 

  2.Определение понятия бессмертия 

  Бессме́ртие — жизнь в физической или духовной форме, не прекращающаяся неопределённо (или сколь угодно) долгое время.

  Бессмертие  – заветное желание человечества. И с научной точки зрения оно  не является априори несбыточным. Вопрос упирается в механизм старения: деградируют  ли клетки сами по себе, накапливая "мусор", или это обусловлено генетически. В последнем случае "программа  смерти" теоретически отключаема. Помогут  ли черви нематоды нащупать "выключатель"?

    Напомним, что все формы жизни  сохраняют самовосстанавливающую  среду на молекулярном уровне. Однако со временем она перестаёт  поддерживаться, и происходит повреждение  клеточных структур, называемое  оксидативным стрессом.

    Последние полвека учёные пытались  понять, за счёт чего происходит "смена режима" и в организме  повышается выработка активных  форм кислорода – свободных радикалов, к примеру.

    Исследования метаболизма нематод  показали, что при снижении уровня  окисления срок жизни круглых  червей-паразитов увеличивается.  В некоторых экспериментах –  почти в два раза по сравнению со "стандартом".

    А с помощью анализа ДНК  удалось выяснить, что старению  сопутствуют какие-то изменения  на генетическом уровне. Например, у мышей был локализован ген  p16INK4a, способный влиять на регенерацию,  – с возрастом он активизировался, приводя к деградации клеток.

    Проблема в том, что привязать  нарушения метаболизма к каким-то  конкретным механизмам, случайным  или генетически обусловленным,  достаточно проблематично. "В  таких случаях очень сложно  сказать, где причина, а где  следствие", — поясняет биохимик  Брайан Кеннеди (Brian Kennedy) из университета Вашингтона (University of Washington).

    Имеется в виду, что все вышеописанные  негативные процессы на молекулярном  уровне могут сопровождать старение, а не вызывать его.

    В ходе ряда исследований уже  удавалось установить, что изменения  в экспрессии некоторых генов  (то есть в их активности) могут  повлиять на срок службы организма. Однако уверенности в том, что именно эти участки ДНК ответственны за "настоящее" старение, не было.

    У всех животных репродуктивный  возраст ограничен, а с ним  – и жизненный цикл. Изменчивость  необходима для успешного развития  и реагирования на эволюционные  вызовы. Будь сине-зелёные водоросли  бессмертными, нас бы не было (academic.sun.ac.za, Eisvogel/Kingfisher, greenexpander.com, texasobserver.org, bearstudy.org).

    И вот теперь молекулярные  биологи из Стэнфорда под руководством  Стюарта Кима (Stuart Kim) утверждают, что им впервые удалось добыть прямые свидетельства существования генетических "программ старения". Отчёт об этой работе опубликован в журнале Cell.

    Учёные провели полный сравнительный  анализ экспрессии генов у  молодых и старых нематод. Было выявлено около тысячи различий, которые, тем не менее, в основном контролировались лишь тремя транскрипционными факторами – ELT-3, ELT-5 и ELT-6.

    Эти белки служат своеобразными  "тумблерами", которые запускают  передачу наследственной информации, активируя или дезактивируя отдельные  гены. И алгоритм их работы  у старых и молодых червей существенно отличался.

   "Все негативные процессы, связанные  со старением, удалось свести  к трём транскрипционным факторам", – поясняет Стюарт Ким (фото с сайта ipam.ucla.edu).

    Но как проверить, что же  управляет самими транскрипционными  факторами – накопление вредных  мутаций или наследственная программа?  Для этого исследователи подвергли  червей нескольким видам вредного  воздействия – оксидативному стрессу, заражению вирусами и радиоактивному облучению.

    Ничто, однако, на экспрессию трёх  ключевых протеинов не повлияло. На основании полученных результатов  учёные сделали вывод, что запуск  механизмов старения обусловлен  генетическими причинами. "В геноме  червей предусмотрены соответствующие  инструкции", — полагает доктор Ким.

    Чтобы ещё раз проверить "наследственную" гипотезу, американцы нейтрализовали  экспрессию двух факторов (ELT-5 и  ELT-6) у червей в пожилом возрасте. В результате подвергшиеся вмешательству  особи прожили в полтора раза  дольше, чем их обычные собратья.

    По мнению доктора Кима, три  выявленных его группой транскрипционных  фактора не "запрограммированы"  напрямую, но каким-то образом  "становятся разбалансированными"  с возрастом (иллюстрация с сайта current.com).