Вопрос №4. Современные представление о понятии "жизнь".

С современной точки зрения, жизнь – это особая форма существования материи, связанная с чрезвычайно интенсивными процессами самоорганизации (упорядоченности). Любая живая система характеризуется высочайшей степенью самоупорядоченности. Энтропия – степень хаоса. В закрытой системе увеличивается. Любая живая система – открытая. Любой живой организм вносит хаос в окружающий мир. Явление самоупорядоченности противостоит энтропии. Но, повышая свою самоупорядоченность, организм повышает энтропию окружающего мира. В неживой природе процесс самоупорядоченности тоже есть – конденсация. Отличие – в интенсивности.

Для нашей формы жизни свойственно клеточное строение и клеточный состав.

Традиционно считают, что живые объекты, в отличие от неживых, сочетают в себе сразу все перечисленные свойства (см.билет 3) . Не одно из этих свойств, кроме наследственной изменчивости, не является прерогативой живого. Все эти свойства можно обнаружить и среди неживых объектов: питание рек, горение, выделение веществ при химической реакции, рост сталактитов, развитие горных систем, прекращение существования пакета, копирование программ, движение мяча как результат реакции на пинок. И при этом у некоторых живых существ этих свойств нет: взрослая стадия поденок не питается, рабочие муравьи не размножаются, семечко лотоса может быть в состоянии покоя до 2000 лет. То есть живые существа не обязательно обладают всеми этими свойствами. Любая живая система характеризуется высочайшей степенью самоупорядоченности.

Итак, попытка понять, что такое жизнь не дает результата при использовании аналитического подхода. Это значит, что одного анализа здесь недостаточно, и нам необходимо прибегнуть к научному синтезу. Т.е. свести все свойства живого воедино. В конечном итоге мы получаем след. интегральное определение жизни: жизнь- это особая форма существования материи, связанная с чрезвычайно интенсивными процессами самоупорядочивания.

Фрактал – геометрическая фигура, обладающая свойством самоподобия, т.е. составленная из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком.

Любой объект способный к самоупорядочиванию можно назвать живым организмом.

Действительно, даже самая примитивно организованная бактерия содержит десятки тысяч различных веществ, причем их молекулы расположены не хаотично. В процессе своей жизнедеятельности (при питании, дыхании или размножении) бактерия постепенно поддерживает этот порядок и время от времени вносит в него надлежащие изменения. Таким образом, она сама себя упорядочивает:

- Поглощает определенные вещества из окружающей среды, синтезирует из них необходимые ей молекулы и затем неслучайно распределяет их по организму.

- Уничтожает часть своих молекул для получения энергии и в дальнейшем использует эту энергию на свои нужды.

- Удаляет из себя побочные продукты жизнедеятельности.

- Увеличивает размер и массу за счет накопленных веществ.

- Формирует новые структуры и разрушает старые.

- Дает начало своим потомкам, каждый из которых тоже способен к самоупорядочиванию.

- Копирует имеющуюся у нее программу жизнедеятельности. И если в этой программе возникают ошибки, измененные копии могут достаться потомкам.

- Перестраивает себя в ответ на определенные воздействия.

- Умирает, когда поддерживать порядок становится невозможным.

То же самое характерно и для более сложных живых существ. Альтернативы шкалы интенсивности.

Доводы в пользу существования компьютерной (цифровой) жизни:

1. Высокая интенсивность самоупорядочивания в компьютерных системах.

2. Многочисленные самообучаемые программы.

3. Многочисленные программы способные к самовоспроизведению.

4. Моделирование естественного отбора компьютерных программ.

5. Компьютерный язык подобен молекулярно-енетическому.

Основной довод против существования цифровой жизни: отключите электропитание и конец жизни, однако у некоторых есть своя батарейка.

Как создавалась цифровая жизнь?

1. Создание виртуальных миров (Tierra 1991, Avida 1998, Amoeba 1996).

2. В основу цифровой жизни интуитивно положен общебиологический принцип разделения функций.

3. И создал их человек по образу и подобию своему…

4. И увидел человек, что это хорошо.

5. Цифровая жизнь может являться продолжением человеческой жизни.

Вопрос №5. Основные особенности органических (ОС) и биоорганических (БОС) соединений.

Что понимали в разные времена под ОС:

1. Характерны только для живых организмов.

2. ОС встречаются в неживой природе, но образуются в живых организмах.

3. Встречаются в неживой природе, минуя стадию живых организмов, т.е. могут синтезировать и они имеются на других планетах.

4. ОС - соединения С, где некоторые С находятся в частично восстановленном состоянии.

5. БОС - IV+есть хотя бы одна связь С-С, т.к. основу всех БОС составляют углеродные цепочки. Они м.б. разнообразны по: длине, форме, типу связи. Поэтому разнообразие БОС неограниченно.

Углерод. Его много, Он обладает 4мя валентностями. Он способен образовывать друг с другом прочные ковалентные связи и как следствие, образовывать углеродные цепочки (сложные цепочки стабильны). Легко переходит в возбужденные состояния. В основе любых хим. Взаимодействий лежит взаимодействие зарядов. (С сигма- <- H сигма плюс). Поэтому на углеродную цепочку «навешивают» другие элементы. Смещение очень слабое. Углеродный скелет подвижен. С-Н – связь ковалентно полярная. ЭО не на столько сильно отличается, чтобы на атомах были сильные заряды. Углеродные цепочки на себе особых зарядов не несут. Любые углеводороды почти энертные. Чистые углеводороды живым существам не нужны (искл. CH4, парафины, C2H5OH). В подавляющем большинстве случаев углеводороды не относятся к биоорганическим молекулам.

БОС – органические вещества, представляющие интерес для живых существ; соединения С, в которых есть связи С-Н и С-О; ОС с наличием выраженного заряда. С, H, N, O, P, S - важны для БОС, т.к. эта атомы м. образовать заряженные группы атомов, заметно влияющих на живые организмы = функциональные группы (заряженные группы). Биоорганические имеют сильные заряды. Исключение: этилен-фермент у некоторых растений. Чем больше разных функциональных групп содержит молекула, тем сложнее её химические свойства, а вместе с ними выполняемые функции.

(Смотреть вопросы 6-10).