Жизнь понятие в биологии: Биологическая Жизнь — это… Что такое Биологическая Жизнь?

Сущность жизни — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

Итак, биология — это наука о жизни. Но что такое жизнь?
Классическое определение, отражающее уровень биологических знаний второй половины \(XIX\) в., дал Фридрих Энгельс: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Последующие открытия в биологии показали, что данное определение не раскрывает всей сущности жизни.

Сущность жизни заключается в её самовоспроизведении, которое обеспечивается передачей генетической информации от поколения к поколению. Именно эта информация обеспечивает самовоспроизведение и саморегуляцию живых существ. Поэтому жизнь представляет собой форму движения материи высшую по сравнению с физической и химической формами её существования.
В современных определениях жизни обычно содержатся три постулата, отражающие сущность жизни:

• жизнь есть особая форма движения материи;
• жизнь есть обмен веществ и энергии в организме;
• жизнь есть жизнедеятельность в организме.

Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой энергии, полученной извне, поддержание и самовоспроизведение специфических структур, состоящих из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот.

Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот
(В. М. Волькенштейн).

В настоящее время считают, что субстратом жизни являются нуклеопротеиды (но лишь тогда, когда они находятся и функционируют в клетках; вне клеток это просто химические соединения).

Дать полное определение жизни пока так и не удаётся, т. к., с одной стороны, живые организмы обладают рядом признаков, отсутствующих у большинства неживых систем, но, с другой стороны, среди этих признаков нет ни одного такого, который был бы присущ только живому.

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

Биология для студентов — 05. Определения жизни и их несовершенство

Жизнь — основное понятие биологии — активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и её деление (вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку). Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует всё многообразие живых организмов. Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации.

На текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется:

Организацией (высокоупорядоченное строение),

• метаболизмом (получение энергии из окружающей среды и использование её на поддержание и усиление своей упорядоченности),
• ростом (способность к развитию), адаптацией.
• реакцией на раздражители,
• воспроизводством (все живое размножается),
• информация, необходимая каждому живому организму, расщепляется в нем, содержится в хромосомах и генах, и передается от каждого индивидуума потомкам.

Фридрих Энгельс дал следующее определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Здесь содержится 4 утверждения

1. Жизнь — способ существования белковых тел.
2. Для этого способа существенен постоянный обмен веществ.
3. Обмен веществ необходим для этого способа существования белковых тел. 4. В отсутствие обмена веществ происходит разложение белка.

Отсюда следует вывод: белок всегда разрушается при отсутствии обмена веществ. Какой белок подразумевается? Скорее всего белок, специфический для данного организма. Ясно, что в организме белки постоянно разрушаются и ресинтезируются, постоянным остаётся протеом. Гибель организма приводит к остановке ресинтеза его белков, а те, что остались используются для синтеза белка других организмов. Нельзя было бы сказать, что жизнь при этом не прекращается, поскольку только организмы являются белковыми телами, а совокупность организмов — не тело.

Обычно говорят о том, что живые организмы состоят не только из белка. В принципе, уточнение «белковое» — не самое существенное. И вместо «белковое» можно было бы, возможно, поставить любое слово. Однако, если из первого пункта убрать слово «белковый» и ничем его не заменить, объём понятия «жизнь» может существенно расшириться. Само слово «белковый» должно было ограничить объём понятия жизнь уже известными формами жизни и отсечь те объекты, которые также могли бы «использовать» обмен веществ для поддержания своего существования, но не могли бы при этом считаться живыми.

Ничего не сказано о границах обмена веществ. В определении сказано, что на неорганические тела обмен веществ действует разрушительно. И отличие жизни именно в том, что для них обмен веществ — условие жизни. Но известно, что обмен веществ (и энергией) только в определённых пределах полезен, а более интенсивный также разрушителен для органических, как и для неорганических. Таким образом, определение нуждается в уточнении о том, что только определённая интенсивность обмена веществ годится для жизни. Можно возразить, что то, что количество переходит в качество, также подразумевается. Однако это означает также, что при определённой интенсивности обмен веществ неорганические тела превратятся в живые. Скажем, если их нагреть, бросить им какие-нибудь реактивы. Однако, известно, что в ранней истории Земли такие условия были. Неизвестно, какое число различных химических соединений тогда возникло. Одни вещества постоянно превращались в другие, при этом в целом этот бульон не разрушался: чему там разрушаться. Но лишь немногие дали начало жизни. Поэтому сама по себе интенсивность обмена веществ не переходит в качество. Не любые вещества, как бы они активно ни реагировали, могут превратиться в основу жизни. Фактически точно из определения видно одно. Живым является то, существование чего поддерживается определённым обменом веществ.

В определение Энгельса попадают, вероятно, все живые существа (кроме вирусов, хотя их трудно куда-то отнести), но не только. Определение неполное и слишком широкое, и в то же время слишком узкое (ограничивается химический состав).

Российский ученый М. В. Волькенштейн дал новое определение понятию жизнь: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот».

Согласно взглядам одного из основоположников танатологии М. Биша, жизнь — это совокупность явлений, сопротивляющихся смерти.

С точки зрения второго начала термодинамики, жизнь — это процесс или система, вектор развития которой противоположен по направлению остальным, «неживым» объектам вселенной, и направлен на уменьшение собственной энтропии.

По Озангеру и Моровицу: «Жизнь есть свойство материи, приводящее к сопряженной циркуляции биоэлементов в водной среде, движимая, в конечном счете, энергией солнечного излучения по пути увеличения сложности».

Существуют также кибернетические определения жизни. По определению А. А. Ляпунова, жизнь — это «высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул».

Существует и физиологическое определение жизни, данное в 1929 году А. Ф. Самойловым, которое не было великим учёным до конца исследовано:

«Жизнь — это замкнутый круг рефлекторной деятельности». Разрыв данного круга в любом его месте (состояние «комы») означает резкое ограничение параметров жизни или даже отсутствие жизни. Сейчас можно несколько расширить данное понятие и указать причины, от которых зависит данный «замкнутый круг». А именно: состояние внешней среды, «власти воли» индивидуума, внутренних вегетативных начал организма, неподвластных «власти воли».

Согласно официальному определению NASA, выработанному в 1994 году и применяющемуся в задачах поиска жизни во Вселенной, жизнь — «самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции».

Жизнь (биология) — Циклопедия

Жизнь — это воспроизводство и распространение конечных химических форм:

Сущность жизни и свойства живого, 10 класс [10:58]

Возникновение жизни на Земле. Киевнаучфильм, 1973 г. [17:30]

Гордон — Диалоги [64] Феномен жизни

Гордон — Диалоги [72] Феномен жизни 2

Жизнь это массивная, разрастающаяся химическая реакция, замеченная издревле на Земле: самоподдержание особого вида процессов и форм, основанных на связях углерода, воды и составляющих воздуха. С точки зрения естественной науки, жизнь — это ферментация (энзимами и рибозимами) среды для использования её веществ в поддержании замкнутых организмов, некоторые из которых достигают размножения, а больные и неотзывчивые к изменениям среды вымирают, давая пищу назад экосистеме. Гены — вычислительный механизм управления реакцией — подвержены (или даже «склонны ко») историческим изменениям: жизнь приспособляется.

Жизнь непрерывно охватывает все пространственные масштабы вплоть до поверхности Земли последние 3,7 миллиардов лет, её эффекты: воздух, почва, биоминералы (среди которых, вероятно, нефть) и окаменелости палеонтологичных видов. Текущая совокупность жизни — биосфера^[1] — представляется целостным явлением как по устройству, так и по историческому родству: все клетки происходят от ранее живших, образуя единую систему наследования через деление и дифференцировку, поперечный перенос генов, мутации и половое скрещивание.

Ныне невооружённым глазом видны многоклеточные эукариоты: растения, ряд грибов и животных, из последних это ныне, как правило, плацентарные млекопитающие, рыбы (костистые и акулы), птицы и членистоногие (в большинстве — насекомые). По массе же надо всеми прочими преобладают одноклеточные: протисты и прокариоты — бактерии и археи. Помимо вирусов, те также несут широчайшее генное разнообразие, но малоизучены.

Изучению жизни посвящена биология, которая безудержно переосмысляется с развитием естественных наук, математики и информатики; медицины и технологий; географии и сельского хозяйства.

Характерная особенность жизни привела к понятию её, как общего явления, возможного в формах, различных земным: «Есть ли жизнь на Плутоне?»

«Искусственная жизнь» — это организмы, создаваемые человеком. Понятие также применяется к вычислительным моделям свойств живой природы. Игра «Жизнь» — клеточный автомат, наглядно отобразимый на плоскости и, кажется, будто «живущий своей жизнью».

[править] Жизнь субъективно

«Жизнь» это также непосредственный опыт, сознание, память. Выражение «смысл жизни» означает субъективное целеустремление, среди живого разнообразия осознавшее себя. Жизнеотрицание — презрение жизни человека или, вообще, природы. Скорость течения жизни — это её насыщенность субъективным опытом, совокупность разнообразных популяционных циклов. Загробная жизнь — это продолжение существования души.

Биология — наука о жизни

☰

Биология — это наука, изучающая живые организмы. Она раскрывает закономерности жизни и ее развития как особого явления природы.

Среди других наук биология является фундаментальной дисциплиной, относится к ведущим разделам естествознания.

Термин «биология» состоит из двух греческих слов: «биос» – жизнь, «логос» – учение, наука, понятие.

Впервые был употреблен для обозначения науки о жизни в начале XIX. Это сделали независимо друг от друга Ж.-Б. Ламарк и Г. Тревиранус, Ф. Бурдах. В это время биология обособляется из естественных наук.

Биология изучает жизнь во всех ее проявлениях. Предметом биологии являются строение, физиология, поведение, индивидуальное и историческое развитие организмов, их взаимосвязь между собой и окружающей средой. Поэтому биология представляет собой систему, или комплекс, наук, во многом взаимосвязанных. Различные биологические науки возникали на протяжении истории развития науки в следствии обособления различных областей изучения живой природы.

В качестве крупных разделов биологии выделяют зоологию, ботанику, микробиологию, вирусологию и др. как науки, изучающие различные по ключевым моментам строения и жизнедеятельности группы живых организмов. С другой стороны, изучение общих закономерностей живых организмов привело к появлению таких наук как генетика, цитология, молекулярная биология, эмбриология и др. Изучение строения, функциональности, поведения живых существ, их взаимоотношений и исторического развития породило морфологию, физиологию, этологию, экологию, эволюционное учение.

Общая биология изучает наиболее универсальные свойства, закономерности развития и существования живых организмов и экосистем.

Таким образом, биология — это система наук.

Бурное развитие в биологии наблюдалось во второй половине XX века. Это в первую очередь было связано с открытиями в области молекулярной биологии.

Несмотря на свою богатую историю, и в настоящее время в биологических науках продолжают совершаться открытия, ведутся дискуссии, пересматриваются многие концепции.

В биологии особое внимание уделяется клетке (так как она является основной структурно-функциональной единицей живых организмов), эволюции (так как жизнь на Земле претерпевала развитие), наследственности и изменчивости (лежащих в основе преемственности и приспособляемости жизни).

Выделяют ряд последовательных уровней организации жизни: молекулярно-генетический, клеточный, организменный, популяционно-видовой, экосистемный. На каждом из них жизнь проявляется по-своему, что изучается соответствующими биологическими науками.

Значение биологии для человека

Для человека биологические знания в первую очередь имеют следующее значение:

• Обеспечение человечества питанием.
• Экологическое значение – контроль за окружающей средой, чтобы она была пригодной для нормальной жизни.
• Медицинское значение – увеличение продолжительности и качества жизни, борьба с инфекциями и наследственными заболеваниями, разработка лекарств.
• Эстетическое, психологическое значение.

Человека можно рассматривать как один из результатов развития жизни на Земле. Жизнь людей все еще находится в сильной зависимости от общебиологических механизмов жизнедеятельности. Кроме того, человек влияет на природу и сам испытывает на себе ее воздействие.

Деятельность человека (развитие промышленности и сельского хозяйства), рост народонаселения стали причиной экологических проблем на планете. Происходит загрязнение окружающей среды, разрушение природных сообществ.

Для разрешения экологических проблем необходимо понимание биологических закономерностей.

Кроме того, многие разделы биологии имеют значение для здоровья человека (медицинское значение). Здоровье людей находится в зависимости от наследственности, среды жизни и образа жизни. С этой точки зрения наиболее важны такие разделы биологии как наследственность и изменчивость, индивидуальное развитие, экология, учения о биосфере и ноосфере.

Биология решает задачи обеспечения людей продуктами питания, лекарствами. Биологические знания лежат в основе развития сельского хозяйства.

Таким образом, высокий уровень развития биологии является необходимым условием благополучия человечества.

Определение понятия «живое»

Определение понятия «живое»

Живые организмы и тела неживой природы состоят из одних и тех же
химических элементов. В клетках живых организмов обнаружено свыше 60
элементов периодической системы. Сходство органического и неорганического
мира на атомном уровне указывает на связь и единство живой и неживой
природы. И вместе с тем в силу качественного своеобразия живого мы без
труда одни тела относим к живым, другие — к неживым.

К свойствам живого обычно относят: обмен веществ, способность к росту,
индивидуальному развитию, воспроизведению себе подобных, способность к
эволюционному развитию, раздражимость, подвижность. Наличие лишь некоторых
из этих свойств не является, однако, достаточным для определения жизни.
Ледник или река характеризуются ростом, подвижностью, обменом веществ,
развитием, но они не способны к воспроизведению себе подобных. В насыщенных
растворах при внесении туда кристалла идет образование новых кристаллов,
подобных внесенному. Однако кристаллы нельзя отнести к живым телам, так
как, несмотря на способность к воспроизведению, они не могут
эволюционировать — форма кристаллов определяется строением из атомов и не
может изменяться. Звезды, планеты, звездные системы (галактики) рождаются,
стареют и умирают, т.е. эволюционируют, они подвижны и даже могут
образовывать новые звезды, но эти новые образования не будут подобны
исходным. С другой стороны, мы, не задумываясь, к живому относим растения,
хотя подвижность многим из них не свойственна. Таким образом, лишь комплекс
свойств: раздражимость, обмен веществ, способность к росту, индивидуальному
и историческому развитию, воспроизведению себе подобных — может считаться
необходимым и достаточным для определения жизни.

Основываясь на важнейших признаках живого, известных науке конца XIX в.,
Ф. Энгельс дал определение жизни, ставшее классическим: «Жизнь есть
способ существования белковых тел, существенным моментом которого является
постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с
прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к
разложению белка».

Только в 50-х годах нашего столетия стало ясно, что жизнь связана не
только с белками, но и с нуклеиновыми кислотами — носителями наследственной
информации.

Исходя из определения жизни Ф. Энгельсом, некоторые ученые были склонны
считать живыми уже единичные молекулы белка. Но нельзя согласиться с этой
точкой зрения, так как белки не обладают способностью к самовоспроизведению
и обмену веществ. Следовательно, образование белка в результате химического
процесса не равносильно возникновению жизни.

Свойством воспроизведения себе подобных обладают нуклеиновые кислоты и
даже отдельные фрагменты молекулы ДНК. Можно ли их считать носителями
жизни? Экспериментально доказано, что самокопирование ДНК и реализация
заключенной в ней информации происходит только при наличии ферментов,
источников энергии — молекул АТФ, воды и других соединений, а также при
условии изоляции реакций от среды и связи с окружающим миром. Очевидно,
отдельные молекулы нуклеиновых кислот тоже не являются живыми.

Ссылки:

Биология — это… Что такое Биология?

Биоло́гия (греч. βιολογία — βίο, био, жизнь; др.-греч. λόγος — учение, наука) — система наук, объектами изучения которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле. Классифицирует и описывает живые существа, происхождение их видов, взаимодействие между собой и с окружающей средой.

Как особая наука биология выделилась из естественных наук в XIX веке, когда учёные обнаружили, что живые организмы обладают некоторыми общими для всех характеристиками. Термин «биология» был введён независимо несколькими авторами: Фридрихом Бурдахом в 1800 году, в 1802 году Готфридом Рейнхольдом Тревиранусом^[1] и Жаном Батистом Ламарком.

В основе современной биологии лежат пять фундаментальных принципов: клеточная теория, эволюция, генетика, гомеостаз и энергия^[2][3]. В наше время биология — стандартный предмет в средних и высших учебных заведениях всего мира. Ежегодно публикуется более миллиона статей и книг по биологии, медицине и биомедицине^[4].

В биологии выделяют следующие уровни организации:

• Клеточный, субклеточный и молекулярный уровень: клетки содержат внутриклеточные структуры, которые строятся из молекул.
• Организменный и органно-тканевой уровень: у многоклеточных организмов клетки составляют ткани и органы. Органы же, в свою очередь, взаимодействуют в рамках целого организма.
• Популяционный уровень: особи одного и того же вида, обитающие на части ареала, образуют популяцию.
• Видовой уровень: свободно скрещивающиеся друг с другом особи обладающие морфологическим, физиологическим, биохимическим сходством и занимающие определённый ареал (район распространения) формируют биологический вид.
• Биогеоценотический и биосферный уровень: на однородном участке земной поверхности складываются биогеоценозы, которые, в свою очередь, образуют биосферу.

Большинство биологических наук является дисциплинами с более узкой специализацией. Традиционно они группируются по типам исследуемых организмов: ботаника изучает растения, зоология — животных, микробиология — одноклеточные микроорганизмы. Области внутри биологии далее делятся либо по масштабам исследования, либо по применяемым методам: биохимия изучает химические основы жизни, молекулярная биология — сложные взаимодействия между биологическими молекулами, клеточная биология и цитология — основные строительные блоки многоклеточных организмов, клетки, гистология и анатомия — строение тканей и организма из отдельных органов и тканей, физиология — физические и химические функции органов и тканей, этология — поведение живых существ, экология — взаимозависимость различных организмов и их среды.

Передачу наследственной информации изучает генетика. Развитие организма в онтогенезе изучается биологией развития. Зарождение и историческое развитие живой природы — палеобиология и эволюционная биология.

На границах со смежными науками возникают: биомедицина, биофизика (изучение живых объектов физическими методами), биометрия и т. д. В связи с практическими потребностями человека возникают такие направления, как космическая биология, социобиология, физиология труда, бионика.

Биологи

Биологические общества

Биологические организации

Традиционно научными исследованиями в области биологии занимаются университеты, хотя не всегда соответствующие факультеты называются биологическими. Например, в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова кроме биологического факультета имеются также факультет биоинженерии и биоинформатики, факультет фундаментальной медицины и НИИ физико-химической биологии. Кроме университетов научные исследования проводят государственные и частные институты, которые в России преимущественно относятся к системе Российской академии наук (см. список институтов), Российской академии сельскохозяйственных наук или Российской академии медицинских наук.

Биологи

Биологический метод

Биологические науки используют методы наблюдения, моделирования (в т.ч. компьютерного), описания, сравнения, экспериментов (опыта) и исторического сравнения.

История биологии

Хотя концепция биологии как особой естественной науки возникла в XIX веке, биологические дисциплины зародились ранее в медицине и естественной истории. Обычно их традицию ведут от таких античных учёных как Аристотель и Гален через арабских медиков аль-Джахиза^[5], ибн-Сину^[6], ибн-Зухра^[7] и ибн-аль-Нафиза^[8]. В эпоху Возрождения биологическая мысль в Европе была революционизирована благодаря изобретению книгопечатания и распространению печатных трудов, интересу к экспериментальным исследованиям и открытию множества новых видов животных и растений в эпоху Великих географических открытий. В это время работали выдающиеся умы Андрей Везалий и Уильям Гарвей, которые заложили основы современной анатомии и физиологии. Несколько позже Линней и Бюффон совершили огромную работу по классификации форм живых и ископаемых существ. Микроскопия открыла для наблюдения ранее неведомый мир микроорганизмов, заложив основу для развития клеточной теории. Развитие естествознания, отчасти благодаря появлению механистической философии, способствовало развитию естественной истории^[9][10].

К началу XIX века некоторые современные биологические дисциплины, такие как ботаника и зоология, достигли профессионального уровня. Лавуазье и другие химики и физики начали сближение представлений о живой и неживой природе. Натуралисты, такие как Александр Гумбольдт, исследовали взаимодействие организмов с окружающей средой и его зависимость от географии, закладывая основы биогеографии, экологии и этологии. В XIX веке развитие учения об эволюции постепенно привело к пониманию роли вымирания и изменчивости видов, а клеточная теория показала в новом свете основы строения живого вещества. В сочетании с данными эмбриологии и палеонтологии эти достижения позволили Чарльзу Дарвину создать целостную теорию эволюции путём естественного отбора. К концу XIX века идеи самозарождения окончательно уступили место теории инфекционного агента как возбудителя заболеваний. Но механизм наследования родительских признаков всё ещё оставался тайной^[9][11][12].

В начале XX века Томас Морган и его ученики заново открыли законы, исследованные ещё в середине XIX века Грегором Менделем, после чего начала быстро развиваться генетика. К 1930-м годам сочетание популяционной генетики и теории естественного отбора породило современную эволюционную теорию или неодарвинизм. Благодаря развитию биохимии были открыты ферменты и началась грандиозная работа по описанию всех процессов метаболизма. Раскрытие структуры ДНК Уотсоном и Криком дало мощный толчок для развития молекулярной биологии. За ним последовало постулирование центральной догмы, расшифровка генетического кода, а к концу XX века — и полная расшифровка генетического кода человека и ещё нескольких организмов, наиболее важных для медицины и сельского хозяйства. Благодаря этому появились новые дисциплины геномика и протеомика. Хотя увеличение количества дисциплин и чрезвычайная сложность предмета биологии породили и продолжают порождать среди биологов всё более узкую специализацию, биология продолжает оставаться единой наукой, и данные каждой из биологических дисциплин, в особенности геномики, применимы во всех остальных^{[13][14][15][16]}.

Биологическая картина мира

Существует пять принципов, объединяющих все биологические дисциплины в единую науку о живой материи^[2]:

• Клеточная теория. Клеточная теория — учение обо всём, что касается клеток. Все живые организмы состоят, как минимум, из одной клетки, основной функциональной единицы каждого организма. Базовые механизмы и химия всех клеток во всех земных организмах сходны; клетки происходят только от ранее существовавших клеток, которые размножаются путём клеточного деления. Клеточная теория описывает строение клеток, их деление, взаимодействие с внешней средой, состав внутренней среды и клеточной оболочки, механизм действия отдельных частей клетки и их взаимодействия между собой.
• Эволюция. Через естественный отбор и генетический дрейф наследственные признаки популяции изменяются из поколения в поколение.
• Теория гена. Признаки живых организмов передаются из поколения в поколение вместе с генами, которые закодированы в ДНК. Информация о строении живых существ или генотип используется клетками для создания фенотипа, наблюдаемых физических или биохимических характеристик организма. Хотя фенотип, проявляющийся за счёт экспрессии генов, может подготовить организм к жизни в окружающей его среде, информация о среде не передаётся назад в гены. Гены могут изменяться в ответ на воздействия среды только посредством эволюционного процесса.
• Гомеостаз. Физиологические процессы, позволяющие организму поддерживать постоянство своей внутренней среды независимо от изменений во внешней среде.
• Энергия. Атрибут любого живого организма, существенный для его состояния.

Клеточная теория

Клетка — базовая единица жизни. Согласно клеточной теории, всё живое вещество состоит из одной или более клеток, либо из продуктов секреции этих клеток. Например, раковины, кости, кожа, слюна, желудочный сок, ДНК, вирусы. Все клетки происходят из других клеток путём клеточного деления, и все клетки многоклеточного организма происходят из одной оплодотворённой яйцеклетки. Даже протекание патологических процессов, таких как бактериальная или вирусная инфекция, зависит от клеток, являющихся их фундаментальной частью^[17].

Эволюция

Центральная организующая концепция в биологии состоит в том, что жизнь со временем изменяется и развивается посредством эволюции, и что все известные формы жизни на Земле имеют общее происхождение. Это обусловило сходство основных единиц и процессов жизнедеятельности, упоминавшихся выше. Понятие эволюции было введено в научный лексикон Жаном-Батистом Ламарком в 1809 году. Чарльз Дарвин через пятьдесят лет установил, что её движущей силой является естественный отбор, так же как искусственный отбор сознательно применяется человеком для создания новых пород животных и сортов растений^[18]. Позже в синтетической теории эволюции дополнительным механизмом эволюционных изменений был постулирован генетический дрейф.

Эволюционная история видов, описывающая их изменения и генеалогические отношения между собой, называется филогенез. Информация о филогенезе накапливается из разных источников, в частности, путём сравнения последовательностей ДНК или ископаемых останков и следов древних организмов. До XIX века считалось, что в определённых условиях жизнь может самозарождаться. Этой концепции противостояли последователи принципа, сформулированного Уильямом Гарвеем: «всё из яйца» («Omne vivum ex ovo», лат.), основополагающего в современной биологии. В частности, это означает, что существует непрерывная линия жизни, соединяющая момент первоначального её возникновения с настоящим временем. Любая группа организмов имеет общее происхождение, если у неё имеется общий предок. Все живые существа на Земле, как ныне живущие, так и вымершие, происходят от общего предка или общей совокупности генов. Общий предок всех живых существ появился на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Главным доказательством теории общего предка считается универсальность генетического кода (см. происхождение жизни).

Теория гена

Основная статья: Ген

Форма и функции биологических объектов воспроизводятся из поколения в поколение генами, которые являются элементарными единицами наследственности. Физиологическая адаптация к окружающей среде не может быть закодирована в генах и быть унаследованной в потомстве (см. Ламаркизм). Примечательно, что все существующие формы земной жизни, в том числе, бактерии, растения, животные и грибы, имеют одни и те же основные механизмы, предназначенные для копирования ДНК и синтеза белка. Например, бактерии, в которые вводят ДНК человека, способны синтезировать человеческие белки.

Совокупность генов организма или клетки называется генотипом. Гены хранятся в одной или нескольких хромосомах. Хромосома — длинная цепочка ДНК, на которой может быть множество генов. Если ген активен, то последовательность его ДНК копируется в последовательности РНК посредством транскрипции. Затем рибосома может использовать РНК, чтобы синтезировать последовательность белка, соответствующую коду РНК, в процессе, именуемом трансляция. Белки могут выполнять каталитическую (ферментативную) функцию, транспортную, рецепторную, защитную, структурную, двигательную функции.

Гомеостаз

Гомеостаз — способность открытых систем регулировать свою внутреннюю среду так, чтобы поддерживать её постоянство посредством множества корректирующих воздействий, направляемых регуляторными механизмами. Все живые существа, как многоклеточные, так и одноклеточные, способны поддерживать гомеостаз. На клеточном уровне, например, поддерживается постоянная кислотность внутренней среды (pH). На уровне организма у теплокровных животных поддерживается постоянная температура тела. В ассоциации с термином экосистема под гомеостазом понимают, в частности, поддержание растениями постоянной концентрации атмосферной двуокиси углерода на Земле.

Энергия

Основная статья: Биоэнергетика

Выживание любого организма зависит от постоянного притока энергии. Энергия черпается из веществ, которые служат пищей, и посредством специальных химических реакций используется для построения и поддержания структуры и функций клеток. В этом процессе молекулы пищи используются как для извлечения энергии, так и для синтеза биологических молекул собственного организма.

Первичным источником энергии для 99 % земных существ является световая энергия, главным образом солнечная (для 1 % — хемосинтез). Световая энергия посредством фотосинтеза превращается растениями в химическую (органические молекулы) в присутствии воды и некоторых минералов. Часть полученной энергии затрачивается на наращивание биомассы и поддержание жизни, другая часть теряется в виде тепла и отходов жизнедеятельности. Общие механизмы превращения химической энергии в полезную для поддержания жизни называются дыхание и метаболизм.

Уровни организации жизни

Шесть основных структурных уровней жизни:

• Молекулярный
• Клеточный
• Организменный
• Популяционно-видовой
• Биогеоценотический
• Биосферный

Биологические дисциплины

Акарология — Анатомия — Альгология — Антропология — Бактериология — Биогеография — Биогеоценология — Биотехнология — Биоинформатика — Биология океана — Биология развития — Биометрия — Бионика — Биосемиотика — Биоспелеология — Биофизика — Биохимия — Ботаника — Биомеханика — Биоценология — Биоэнергетика — Бриология — Вирусология — Генетика — Геоботаника — Герпетология — Гидробиология — Гистология — Дендрология — Зоология — Зоопсихология — Иммунология — Ихтиология — Колеоптерология — Космическая биология — Ксенобиология — Лепидоптерология — Лихенология — Микология — Микробиология — Мирмекология — Молекулярная биология — Морфология — Нейробиология — Палеонтология — Палинология — Паразитология — Радиобиология — Систематика — Системная биология — Синтетическая биология — Спонгиология — Таксономия — Теоретическая биология — Териология — Токсикология — Фенология — Физиология — Физиология ВНД — Физиология животных и человека — Физиология растений — Фитопатология — Цитология — Эволюционная биология — Эмбриология — Эндокринология — Энтомология — Этология

Биологическая литература

Первоисточниками информации по биологии являются научные журналы, списки которых предоставляет ряд учреждений, как российских, так и зарубежных:

и др.

Данные первоисточников обобщают авторы обзорных публикаций, которые могут представлять собой как журнальные статьи, так и монографии. На следующем уровне обобщения стоят учебники и справочные пособия.

Популяризация биологии

Биологическая безопасность

См. также

Примечания

1. ↑ Treviranus, Gottfried Reinhold, Biologie : oder Philosophie der lebenden Natur für Naturforscher und Aerzte, 1802
2. ↑ ^{1 2} Avila, Vernon L. Biology: investigating life on earth. — Boston: Jones and Bartlett, 1995. — P. 11—18. — ISBN 0-86720-942-9
3. ↑ Campbell Neil A. Biology: Exploring Life. — Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. — ISBN 0-13-250882-6
4. ↑ King, TJ & Roberts, MBV Biology: A Functional Approach. — Thomas Nelson and Sons. — ISBN 978-0174480358
5. ↑ Conway Zirkle (1941), Natural Selection before the «Origin of Species», Proceedings of the American Philosophical Society 84 (1): 71-123.
6. ↑ D. Craig Brater and Walter J. Daly (2000), «Clinical pharmacology in the Middle Ages: Principles that presage the 21st century», Clinical Pharmacology & Therapeutics 67 (5), p. 447—450 [449].
7. ↑ Islamic medicine, Hutchinson Encyclopedia.
8. ↑ S. A. Al-Dabbagh (1978). «Ibn Al-Nafis and the pulmonary circulation», The Lancet 1, p. 1148.
9. ↑ ^{1 2} Mayr, E The Growth of Biological Thought. — Belknap Press. — ISBN 978-0674364462
10. ↑ Magner, LN A History of the Life Sciences. — TF-CRC. — ISBN 978-0824708245
11. ↑ Futuyma, DJ Evolution. — Sinauer Associates. — ISBN 978-0878931873
12. ↑ Coleman, W Biology in the Nineteenth Century: Problems of Form, Function and Transformation. — Cambridge University Press. — ISBN 978-0521292931
13. ↑ Allen, GE Life Science in the Twentieth Century. — Cambridge University Press. — ISBN 978-0521292962
14. ↑ Fruton, JS Proteins, Enzymes, Genes: The Interplay of Chemistry and Biology. — Yale University Press. — ISBN 978-0300076080
15. ↑ Morange, M & Cobb, M A History of Molecular Biology. — Harvard University Press. — ISBN 978-0674001695
16. ↑ Smocovitis, VB Unifying Biology. — Princeton University Press. — ISBN 978-0691033433
17. ↑ Mazzarello, P (1999). «A unifying concept: the history of cell theory». Nature Cell Biology 1: E13–E15. DOI:10.1038/8964.
18. ↑ Darwin, Charles (1859). On the Origin of Species, 1st, John Murray

Литература

• Большой энциклопедический словарь. Биология. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.
• Биология // Биологический энциклопедический словарь — М.: Сов. Энциклопедия, 1986 г.

Ссылки

1. Определение понятия «жизнь». Критерии живого

Жизнь
— активная
форма
существования
материи, в
некотором смысле высшая по сравнению
с её физической
и
химической
формами
существования. Совокупность физических
и химических процессов, протекающих в
клетке,
позволяющих осуществлять
обмен веществ
и
её деление
(вне клетки
жизнь не существует, вирусы
проявляют
свойства живой материи только после
переноса генетического материала в
клетку). Приспосабливаясь к окружающей
среде, живая клетка формирует всё
многообразие живых
организмов.
Основной атрибут живой материи —
генетическая
информация, используемая для
репликации.

Более
или менее точно определить понятие
«жизнь» можно только перечислением
качеств, отличающих её от
нежизни. На
текущий момент нет единого мнения
относительно понятия жизни, однако
учёные в целом признают, что биологическое
проявление жизни характеризуется:
организацией,
метаболизмом,
ростом,
адаптацией,
реакцией на
раздражители
и
воспроизводством.
Также можно сказать, что жизнь является
характеристикой состояния организма.
Существует более ста определений понятия
«жизнь», и многие из них противоречат
друг другу. Жизнь может определяться
через такие слова как «система»,
«вещество», «сложность (информации)»,
«(само-)воспроизведение», «эволюция»,
и т. д. Минимальное определение,
согласующееся с 123 определениями: жизнь
это самовоспроизведение с изменениями
(англ. Life is
self-reproduction
with variations).

Фридрих
Энгельс дал следующее определение:
«Жизнь есть способ существования
белковых тел, существенным моментом
которого является постоянный обмен
веществ с окружающей средой и внешним
миром, причем с прекращением этого
обмена веществ прекращается и жизнь,
что приводит к разложению белка».
Жизнь можно определить как активное,
идущее с затратой полученной извне
энергии, поддержание и самовоспроизведение
молекулярной структуры. Русский ученый
М. В. Волькинштейн дал новое определение
понятию жизнь: «Живые тела, существующие
на Земле, представляют собой открытые,
саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся
системы, построенные из биополимеров
— белков и нуклеиновых кислот» Согласно
взглядам одного из основоположников
танатологии М.
Биша жизнь
— это совокупность явлений, сопротивляющихся
смерти.

С
точки зрения второго начала термодинамики,
жизнь — это процесс или система, вектор
развития которой противоположен по
направлению остальным, «неживым»
объектам вселенной, и направлен на
уменьшение собственной энтропии. В. Н.
Пармон дал следующее определение: «Жизнь
— это фазово-обособленная форма
существования функционирующих
автокатализаторов, способных к химическим
мутациям и претерпевших достаточно
длительную эволюцию за счёт естественного
отбора». По Озангеру и Моровицу: «Жизнь
есть свойство материи, приводящее к
сопряженной циркуляции биоэлементов
в водной среде, движимая, в конечном
счете, энергией солнечного излучения
по пути увеличения сложности» Существуют
также кибернетические определения
жизни. По определению А. А. Ляпунова,
жизнь — это «высокоустойчивое состояние
вещества, использующее для выработки
сохраняющих реакций информацию,
кодируемую состояниями отдельных
молекул».

Существует
и физиологическое определение жизни,
данное в 1929 году А. Ф. Самойловым, которое
не было великим учёным до конца
исследовано: «Жизнь — это замкнутый
круг рефлекторной деятельности». Разрыв
данного круга в любом его месте (состояние
«комы») означает резкое ограничение
параметров жизни или даже отсутствие
жизни. Сейчас можно несколько расширить
данное понятие и указать причины, от
которых зависит данный «замкнутый
круг». А именно: состояние внешней среды,
«власти воли» индивидуума, внутренних
вегетативных начал организма, неподвластных
«власти воли». Отметим, что понятие
«власть воли» так же введено в научное
обращение А. Ф. Самойловым. Жизнь
качественно превосходит другие формы
существования материи в отношении
многообразия и сложности химических
компонентов и динамики протекающих в
живом превращений. Живые системы
характеризуются гораздо более высоким
уровнем структурной и функциональной
упорядоченности в пространстве и во
времени. Живые системы обмениваются с
окружающей средой энергией, веществом
и информацией, являясь, таким образом,
открытыми
системами. При
этом, в отличие от неживых систем, в них
не происходит выравнивания энергетических
разностей и перестройки структур в
сторону более вероятных форм, а непрерывно
происходит работа «против равновесия».
На этом основаны ошибочные утверждения,
что живые системы якобы не подчиняются
второму закону термодинамики. Однако
снижение энтропии в живых системах
возможно только за счёт повышения
энтропии в окружающей среде (негэнтропия),
так что в целом процесс повышения
энтропии продолжается, что вполне
согласуется с требованиями второго
закона термодинамики.

2.
Критерии живого

Отличительными
свойствами жизни на базе единства
вещества, структуры и функции живых
систем можно назвать следующие ее
особенности:

1.
«наличие наследственной информации,
обеспечивающей способность живой
системы к самовоспроизведению;

2.
саморегуляцию;

3.
отражение;

4.
индивидуальное и историческое развитие
на основе единства внутреннего и
внешнего». (Н. П. Дубинин, 1980 г.).

Характернейшим
свойством жизни является способность
к самовоспроизведению, обусловленная
двумя взаимосвязанными процессами:
наследственностью и изменчивостью.
Один из них — наследственность —
закрепляет, стабилизирует признаки в
ряду поколений, другой — изменчивость
— обусловливает разнообразие признаков.

Отличительной
особенностью живого служит способность
к саморегуляции. Она основывается на
взаимодействии между сложными
биополимерами — белками и нуклеиновыми
кислотами. Способность к саморегуляции
живых систем обеспечивается единством
структуры и функции.

Важнейшим
свойством живых систем является их
способность к отражению. Отражение
(раздражение и движение) — это всеобщее
свойство материи. Однако только с
появлением органического мира отражение
приобретает активно целесообразный
характер и становится предметом эволюции.
Вначале раздражимость и движение были
присущи всем формам живого, даже тем,
которые не имели нервной системы. Они
реагировали на свет, химические
раздражители и т. д. Позднее, с развитием
нервной системы, возникли возбудимость,
чувствительность и, наконец, психика.

Высшей
способностью отражения обладает
сознание, присущее человеку.

Огромное
значение для раскрытия сущности и
особенностей живой системы имеет
понимание того, как произошли все ее
элементы, то есть изучение вопросов
происхождения и развития живого.

Исторический
подход к живой системе — это перспективный
способ познания жизни и создания методов
управления ею. Вся история жизни на
Земле — это диалектическое единство
организмов и среды.

Биология

Биология, также называемая биологическими науками, — это изучение живых организмов с использованием научных методов.

Биология изучает структуру, функции, рост, происхождение, эволюцию и распространение живых существ.

Он классифицирует и описывает организмы, их функции, способы возникновения видов и их взаимодействия друг с другом и с окружающей средой.

Четыре объединяющих принципа составляют основу современной биологии: клеточная теория, эволюция, генетика и гомеостаз.

Биология как отдельная наука была разработана в девятнадцатом веке, когда ученые обнаружили, что организмы имеют общие фундаментальные характеристики.

Биология в настоящее время является стандартным предметом преподавания в школах и университетах по всему миру, и более миллиона статей публикуются ежегодно в широком спектре журналов по биологии и медицине.

Большинство биологических наук являются специализированными дисциплинами.

Традиционно их группируют по типу изучаемых организмов: ботаника, изучение растений; зоология, изучение животных; и микробиология, изучение микроорганизмов.

Области биологии далее подразделяются в зависимости от масштаба изучаемых организмов и методов, используемых для их изучения: биохимия изучает фундаментальную химию жизни; молекулярная биология изучает сложные взаимодействия систем биологических молекул; клеточная биология исследует основной строительный блок всего живого — клетку; физиология изучает физические и химические функции тканей и систем органов организма; а экология изучает, как взаимосвязаны различные организмы.

Прикладные области биологии, такие как медицина и генетические исследования, включают множество специализированных дисциплин.

Центральная организационная концепция в биологии состоит в том, что жизнь изменяется и развивается в процессе эволюции и что все известные формы жизни имеют общее происхождение.

Чарльз Дарвин установил эволюцию как жизнеспособную теорию, сформулировав ее движущую силу, естественный отбор (Альфред Рассел Уоллес признан соавтором этой концепции).

Дарвин предположил, что виды и породы возникли в результате процессов естественного отбора, а также путем искусственного отбора или селекции.

Генетический дрейф стал дополнительным механизмом эволюционного развития в современном синтезе теории.

Биологическая форма и функция создаются и передаются следующему поколению генами, которые являются первичными единицами наследования.

Физиологическая адаптация организма к окружающей среде не может быть закодирована в его генах и не может быть унаследована его потомством.

Примечательно, что очень разные организмы, включая бактерии, растения, животных и грибы, имеют один и тот же базовый механизм, который копирует и транскрибирует ДНК в белки.

Например, бактерии со встроенной ДНК человека будут правильно давать соответствующий белок человека.

.

Изучение жизни (9780130625922) :: Домашнее задание Помощь и ответы :: Slader

.

Телеологических понятий в биологии (Стэнфордская энциклопедия философии)

1. Обстановка дебатов

Дискуссия о биологической телеологии имеет древние корни. это
особенно заметно в описании Платоном божественного
Ремесленник или «Демиург» в
Тимей
и обсуждение Аристотелем конечных причин в
Физика (см. Раздел о телеологии в статье о
Аристотель).
Однако понимание Платоном и Аристотелем
телеологии, а также их аргументы в пользу телеологии в естественном
мир, различны (Lennox 1992; Ariew 2002; Johnson 2005).В то время как Платон
телеология антропоцентрична и креационистка, Аристотель —
натуралистический и функциональный. С платонической точки зрения, Демиург — это
источник всего движения как на небесах, так и на земле, и
Вселенная и все живые существа в ней — артефакты, смоделированные на
Формы (см. Соответствующие разделы записей на
Платон
и
Платоновская метафизика).
Цель, к которой стремятся все, включая живые существа.
направлено внешнее и вечное благо Форм. Напротив,
с точки зрения Аристотеля, телеология, которая управляет поведением
живые существа имманентны.Например, в развитии организма
толчком для этого целенаправленного процесса является принцип изменения
внутри организма, и телос , или цель, развития
также неотъемлемое свойство. Хотя часто взгляды
Платон и Аристотель по телеологии оказали влияние на историческую науку.
дебаты по биологической телеологии, и все еще можно найти платонические и
Аристотелевские идеи в нынешних дебатах о биологических функциях.

Помимо своей роли в античной философии и космологии,
телеология долгое время была важной темой в физиологии и
лекарство. Галена об использовании деталей ( De usu
partium ) является ранним примером телеологического рассуждения, применяемого к
физиология (см. раздел о телеологии в статье о
Гален).
В этом тексте Гален представляет функциональный анализ различных
части живых организмов, в которых «существование, структура и
атрибуты всех частей должны быть объяснены со ссылкой на их
функции в содействии деятельности всего организма »
(Шифски 2007: 371). Для Галена телеологическое описание частей
превосходит чисто причинно-механический, поскольку функция или
цель роли играет неотъемлемую роль в объяснении
часть и ее деятельность.Этот галеновский взгляд на анатомию с ее
явно аристотелевская опора на конечные причины в значительной степени преобладала
медицинская мысль до семнадцатого века. Уильям Харви
О движении сердца и крови ( De motu
cordis ) видели многие его современники (например, Гоббс,
Декарт) как поворотный момент в сторону от галеновского или аристотелевского
подходов к анатомии, с их апелляцией к конечным причинам, к
новая механистическая и экспериментальная наука семнадцатого века
(Французский 1994).Его попытка эмпирически установить структуру и
движение сердца, даже не утверждая, что определил последний
причина обращения, а также использование им механических аналогий, таких как
как аналогия от расширения артерий к раздуванию
перчатка, поддержите эту оценку. Роберт Бойл,
однако предложил иное толкование Харви
работай. Бойль считал это приемлемым для своего «компатибилиста»
подход, который пытался показать, что «механический и
телеологические объяснения биологических явлений
совместимы »(Lennox 1983: 38).Недавние комментаторы также
предположил, что Харви находился под сильным влиянием аристотелевской телеологической
мышление, и поэтому является лиминальной фигурой перехода от виталистической
к чисто механистическому объяснению в физиологии и медицине
(Distelzweig 2014, 2016; Lennox 2017), хотя Леннокс отмечает, что
«Харви, похоже, проводит аналогию между искусством и
природой способами, которые не аристотелевские, а более платонические в
дух »(Леннокс 2017: 191).

Анализ телеологии Иммануила Канта в книге Critique of
Решение (Kant 1790 [2000]) также сыграло важную роль в
биология.Согласно Канту, люди неизбежно понимают живое.
как если бы они были телеологическими системами (Zammito 2006). Однако на
По мнению Канта, телеология, которую мы видим в мире природы,
очевидный; это продукт наших ограниченных когнитивных способностей (см.
раздел 3 статьи о
Канта эстетика).
Но кроме того, по Канту, есть определенная
немашинный характер организмов, проявляющийся в их способности к
расти и воспроизводиться, что приводит к механическому
необъяснимость.Ханна Гинсборг (2004) утверждает, что для Канта это
невозможность объяснения организмов исключительно механистическими терминами делает
не отличить их от сложных артефактов; но, утверждает она,
Кант считал, что регенеративные и репродуктивные аспекты
организмов заставляет нас приписывать своего рода естественную целесообразность, которая
отсутствует в артефактах, что соответствует оправданию Аристотелем
естественная, имманентная телеология. Кантовский анализ такого рода обнаруживается в
исследования начала девятнадцатого века в том, что впоследствии назовут
органическая химия.Ученые того времени пытались определить,
живые системы были не более чем сложными химическими системами, полностью
поддается анализу с точки зрения физических и химических процессов. Те
исследователи, принявшие кантовский подход, выступали за телеомеханиста
стратегия осмысления целенаправленной природы живых систем,
которые стремились рассматривать организм как средство и как цель, и таким образом
включены элементы как телеологического, так и механистического объяснения
(Ленуар 1982).

В восемнадцатом и девятнадцатом веках статус телеологии в биологии был
также оспаривается как часть дебатов виталистов и механистов в физиологии
и медицина (обзор см. в первом разделе статьи о
жизнь).В то время как механики стремились описать все живое в чисто
механические термины, виталисты утверждали, что только физические свойства
не мог объяснить целенаправленную организацию живых существ.
Они утверждали, что «жизненные силы» также необходимы для
объясните разницу между физическими и живыми системами. Хотя
они попали в немилость, некоторые виталистические учения сохранялись в
двадцатого века, например, в книге философа Анри Бергсона
‘ élan vital ’ (см. Раздел креатив
эволюция в статье о
Бергсон)
и в концепции биолога и философа Ганса Дриша о
«Энтелехия» (Дриш 1908).

Много споров о роли телеологии в биологии двадцатого века.
века, особенно среди архитекторов «модерна»
синтез », восходит к теории Чарльза Дарвина
эволюция путем естественного отбора. Биолог и философ Майкл
Гизелин, выражая общую интерпретацию роли Дарвина в
эти дебаты, утверждает в своем предисловии к работе Дарвина об орхидеях
что теория Дарвина смогла «избавиться от
телеологии и заменив ее новым взглядом на
адаптация »(Darwin 1862/1877 [1984: xiii], цит. по: Lennox 1993:
409).С этой точки зрения теория естественного отбора объясняет, как
виды «были изменены, чтобы обрести это совершенство
структура и соадаптация »без обращения к доброжелательному
Создатель (Дарвин 1859: 3). До Дарвина лучшее объяснение
биологическая адаптация была аргументом от дизайна, наиболее влиятельным
представлено в книге Уильяма Пэли Natural Theology (Paley
1802): живые существа имеют ту же структуру и поведение, что и
потому что они были созданы для определенных целей доброжелательной
Создатель (см. Запись
по естественному богословию и естественной религии).Теория Дарвина предусматривает
биологии с ресурсами, чтобы противостоять этому аргументу, предлагая полностью
натурализованное объяснение адаптации. Хотя большинство согласны с тем, что
Теория Дарвина действительно очищает эволюционную биологию от любого
незаконное обращение к внешней, платонической телеологии, есть разногласия
относительно того, являются ли эволюционные объяснения Дарвина
телеологический (см. соответствующий раздел статьи о
Дарвинизм).
Даже современники Дарвина расходились во мнениях относительно того,
теория естественного отбора очистила телеологические объяснения от
биологии или возродили их (Lennox 2010).В любом случае ясно, что
Дарвин использовал язык «конечных причин» для описания
функция биологических частей в его «Записках о видах» и во всем
его жизнь; он также часто размышлял об отношениях между
естественный отбор и телеология (Леннокс, 1993).

2. Объяснительный телеонатурализм

Философский натурализм
обозначает широкий диапазон отношения к онтологическим вопросам. Мы
использовать «телеонатурализм» для обозначения столь же широкого диапазона
натуралистические объяснения телеологии в биологии, которые объединены в
отказ от любой зависимости от ментальных или преднамеренных представлений в
объяснение использования телеологических терминов в биологических контекстах.Таким образом, те, кто отвергает телеоментализм, обычно ищут условия истины.
для телеологических утверждений в биологии, основанных на нементальных
факты об организмах и их свойствах.

Некоторые телеонатуралисты анализируют телеологический язык как прежде всего
описательный, а не объяснительный, поддерживая эту телеологию в
биология подходит для биологических систем, которые демонстрируют целенаправленное,
целенаправленные модели поведения (для которых Питтендрай (1958)
ввел термин «телеономический»). Для таких представлений основной
научная задача состоит в том, чтобы объяснить телеономию, а не использовать телеономию как
объясняется (см. Thompson 1987).В то время как кибернетика потеряла свою привлекательность в
во второй половине двадцатого века, более современные подходы к
живые системы, которые рассматривают их как самоорганизующиеся или
«Аутопоэтический» (Maturana & Varela 1980) несомненен
близость к описательному отношению к
телеонатурализм — хотя большинство сторонников утверждают, что концепции
разработанные в рамках этих подходов носят пояснительный характер.

Следовательно, большинство телеонатуралистов отдают предпочтение объяснению биологической функции.
что делает объяснительную роль этого понятия желаемой.Натуралистические отчеты обычно стремятся удовлетворить два дополнительных
Desiderata. Они должны отличать настоящие биологические функции от
случайное использование (например, носы, поддерживающие очки), и они должны
зафиксировать нормативное измерение функции, чтобы сохранить
различие между функцией и неисправностью. Хотя эти три Desiderata
ни общепризнанных, ни условий адекватности в
в строгом смысле, они, тем не менее, достигли канонического статуса в
современные дебаты о биологических функциях.

В следующих разделах мы разделим различные способы, которыми
Телеонатуралистические описания функций можно выделить. Наш первый
различие между (а) взглядами, которые ассимилируют функциональные
объяснения в биологии к шаблонам объяснения в
небиологические науки, и (б) точки зрения рассматривают функциональное объяснение как
отчетливо биологический.

3. Ассимиляция к небиологическим объяснениям

Эрнест Нагель (1961) и Карл Хемпель (1965) предоставляют ранние попытки
философы науки непосредственно усваивают функциональное объяснение
в биологии к более общим схемам объяснения.В частности,
они оба рассматривают функциональное объяснение в рамках
Дедуктивно-номологический учет научного объяснения.
Они считают, что функциональные утверждения связаны с объяснениями
наличие в организме признака. Их счета различаются
в первую очередь от того, следует ли говорить, что признак T имеет функцию
F в организме O когда T достаточно для производства
F в O (версия Hempel) или когда T
необходимо производить F в O (версия Нагеля).

Ларри Райт (1973, 1976) также предлагает пояснительный отчет, ориентированный на
на наличие признака, но он критикует предыдущие отчеты за
неспособность уловить очевидную целенаправленность функциональных
черты. Его так называемый «этиологический» анализ утверждает, что
функция X — Z означает: (a) X есть
потому что он выполняет Z , и (б) Z является следствием (или
результат) наличия X . Из-за предполагаемого
широты анализа Райта критиковались концептуальные
основания (e.g., Boorse 1976), но общая направленность этиологического
счет выживает в счетах функций, основанных на естественном отборе,
обсуждается в разделе 4.

Камминс (1975) критиковал Хемпеля и Нагеля на том основании, что
правильная цель объяснения заявлений о биологической функции не
наличие признака, но возможности биологических органов и
организмы. Сложные возможности можно проанализировать с точки зрения
вклад, который их компоненты вносят в эти возможности.Для
Например, сердце двустворчатого животного перекачивает кровь, которая в этом
способ способствует способности организма доставлять кислород и
питательные вещества для его тканей. Само сердце можно еще разложить
на части (камеры, клапаны и т. д.), каждая из которых играет разные
функциональные роли в содействии способности этого органа
качать кровь. Среди философов такой подход к функциональному анализу
больше всего ассоциируется с Cummins (1975), хотя биологи
выдвигал аналогичные идеи, иногда независимо (Hinde 1975; Lauder
1982), и этот подход можно проследить гораздо раньше, поскольку
цитата из Уильяма Харви во введении подсказывает.Идеи Cummins о функциональном анализе были учтены
в недавней дискуссии о механизмах в биологических науках (см.
вход на
механизмы в науке).
Например, Craver (2007) явно опирается на Cummins (1975) в своей
счет и важен для переноса телеологических описаний на
на молекулярном уровне (см. также Craver 2001, 2013).

Согласно Cummins, хотя биологические системы, безусловно, имеют
возможности, которые являются однозначно биологическими, нет ничего конкретного
биологические о модели объяснения, предлагаемой функциональными
анализ; он одинаково хорошо применим, например, к взносам
сделаны компонентами артефактов (Lewens 2004), например
вклад поршней двигателя в качестве
автомобиль для перевозки людей.Из-за общности
рамки, также можно дать функциональный анализ того, как
какая-то часть биологической системы обычно способствует результатам
рассматривается как отрицательный, например болезнь или смерть. Некоторые комментаторы
считают это достоинством подхода, в то время как другие считают это слишком
отдельно от стандартной биологической практики. Соответственно, функционал
аналитический подход не соответствует общепринятому желанию
адекватный отчет должен обеспечивать анализ неисправности —
desideratum, который Cummins явно отвергает (см. также Wouters 1999 и
Дэвис 2001).Сердце с дырой в перегородке может не циркулировать
кровь на уровне, достаточном для поддержания жизни, но тем самым просто
не хватает этой функции.

4. Счета естественного отбора

Многие философы биологии считают, что функциональное объяснение
уникально подходит для биологии, обращаясь к теории Дарвина
спуск с модификацией, чтобы обосновать практику приписывания
функции. Как Райт, Хемпель и Нагель, естественный отбор
телеонатуралисты считают, что основной целью объяснения является
наличие у организмов различных признаков.

Здесь мы различаем два способа использования естественного отбора для
наземная биологическая телеология.

• Косвенные подходы рассматривают адаптивную, самоорганизующуюся природу
  живые клетки и организмы как естественная основа телеологических
  свойства их черт, но отдать должное силе
  естественный отбор, чтобы произвести такую ​​самоорганизационную сложность, как есть
  найдено в живых системах.
• Прямые подходы явно вызывают естественный отбор, когда
  объяснение функциональных утверждений, либо в этиологическом смысле на основе
  история выбора или в диспозиционном смысле на основе
  приспособленность организмов, обладающих признаками.

4,1 Косвенный

Основная мотивация самых ранних косвенных, кибернетических отчетов
биологической телеологии должны были объяснить очевидную целесообразность
биологические организмы, например, поддержание постоянного тела
температура в эндотермах. Эти учетные записи были нацелены на
натурализованное объяснение целенаправленного поведения биологических
системы через ссылку на их организацию. Во влиятельном
В ранней статье Норберт Винер и его коллеги пытались объяснить
целенаправленное поведение биологических организмов и машин как возникающее
от использования ими механизмов отрицательной обратной связи (Rosenblueth et al.
al.1943; для дальнейшего развития см. также Braithwaite (1953),
Зоммерхофф (1950) и Нагель (1953)). Атрибуции телеологических или
они утверждали, что целенаправленное поведение по отношению к животным или машинам означает
не более чем «цель, управляемая обратной связью» (Rosenblueth et al. 1943, 23).

Это кибернетическое описание телеологии вдохновило биолога Колина.
Питтендрай, чтобы ввести термин «телеономия» в
литературе (Питтендрай, 1958). Питтендрай надеялся, что этот неологизм
очистить биологию от любых остатков аристотелевских конечных причин, пока
обеспечение биологии приемлемым термином для описания адаптированных,
целенаправленные системы.Этот термин был использован в 1960-х гг.
эволюционные биологи, такие как Эрнст Майр (1974) и Джордж Уильямс
(1966), а также учеными, изучающими клеточный метаболизм и
регулирования, которые только начинали выяснять структурные и
молекулярная основа механизмов клеточной обратной связи (Monod & Jacob
1961; Дэвис 1961). По мнению сторонников, принятие кибернетического
учет целенаправленного поведения в биологических системах разделяет
объяснительная проблема в двух. С одной стороны, телеологическая активность в
биологический мир можно объяснить наличием телеономических
системы с механизмами отрицательной обратной связи, тогда как само наличие
этих телеономных систем в живых организмах, с другой стороны,
можно объяснить действием естественного отбора (Monod 1970
[1971]).

Хотя явные кибернетические описания биологической телеологии
вышли из моды, другие организационные подходы к биологическому
Функция недавно получила возрождение в литературе о функциях.
Эти организационные или теоретико-системные подходы часто создают
на ранних кибернетических счетах или стремятся расширить Maturana и
Влиятельное понятие автопоэзиса Варелы (1980), относящееся к
к самоорганизующейся, самоподдерживающейся характеристике жизни
системы (см. запись о
Воплощенное познание
для дальнейшего описания).Эти учетные записи определяют функцию
биологическая черта посредством анализа роли, которую эта черта играет
внутри организованной системы, способствуя как своей собственной устойчивости
и устойчивость системы в целом (Schlosser 1998;
McLaughlin 2001; Mossio et al. 2009; Saborido et al. 2011; Морено
И Mossio 2015). Хотя они различаются деталями,
организационные подходы к биологической функции в целом согласны с тем, что
маркер признака T имеет функцию F , когда выполнение
F по T участвует в обслуживании комплекса
организация системы, что, в свою очередь, приводит к T
продолжение существования.Например, у сердца есть функция качать
кровь, согласно этим отчетам, потому что она способствует
поддержание всего организма за счет циркуляции крови,
который облегчает циркуляцию кислорода и питательных веществ. На
В то же время этот оборот также частично отвечает за
настойчивость самого сердца, так как сердце тоже приносит пользу
непосредственно из этой функции (то есть сердечные клетки получают
кислород и питательные вещества, необходимые для их выживания).

Подобно учетным записям прямого естественного отбора, учетные записи организаций
может быть направленным вперед или назад: функция признака может
определить его диспозиционный вклад в сложную организацию
система, которая приводит к ее собственному постоянству или воспроизводству в
будущее (перспективный; Schlosser 1998) или функциональная атрибуция
может определить прошлый вклад характеристики (этиологический или
ретроспективный; Маклафлин 2001).Группа Альваро Морено перенимает
третья позиция. Они заявляют о своей организационной концепции функции
объединяет эти две точки зрения (Mossio et al 2009; ср. Artiga &
Мартинес 2016). Все эти организационные аккаунты отличаются от прямых
естественного отбора, однако, в том, что они не обращаются к
история выбора признака. Вместо этого функция признака
можно вывести из настоящей или прошлой роли черты в
поддерживая себя в сложной организованной системе без
далее считая, что черта была выбрана для этой роли.На этом
точки зрения, функциональные атрибуции в биологии объясняют не потому, что
отбора, а скорее из-за причинной роли, которую черты характера играют в
способствуя поддержанию организации системы, которая
в свою очередь позволяет самим чертам сохраняться.

4.2 Подходы прямого естественного отбора

Учет биологической функции, относящейся к естественному отбору
обычно имеют форму, которую функции черты каузально объясняют
наличие или поддержание этой черты в данной популяции через
механизм естественного отбора.Уильям Вимсатт (1972), Рут
Милликен (1984) и Карен Неандер (1991a) рассматривают прошлую историю.
естественного отбора как процесса отбора, узаконивающего
понятие биологической функции. В рамках таких подходов есть
спор о точной роли естественного отбора, как источника
вариации (иногда называемой «творческой» ролью
естественного отбора, например, Neander 1988; также Ayala 1970, 1977),
или только как фильтр для вариаций, возникающих независимо (Sober
1984).

Позиции, лежащие в основе функциональных требований естественного отбора
много общего с этиологическим описанием Райта. Тем не мение,
поскольку заземление специфично для биологии, они могут избегать
контрпримеров к счету Райта, представленных критиками
таких как Кристофер Бурс, основанный на идее Райта
счет предназначен для обеспечения более общего концептуального анализа. А
Связанная с этим проблема проистекает из утверждения, что додарвиновские мыслители
например, Харви правильно определил функциональные свойства
биологических органов, и поэтому естественный отбор не может быть
требование правильного концептуального анализа функции.Защитники
объяснений функций прямого естественного отбора ответили в
различные пути. Один из способов, проиллюстрированный Милликеном (1989), — это аргументировать
этот концептуальный анализ не играет роли в формулировании того, что
по сути, теоретический термин в современной эволюционной биологии.
Другой способ, приведенный Неандером (1991b), состоит в том, чтобы сказать, что задача
концептуального анализа подходит, но ограничивается концепциями
соответствующего научного сообщества.

Пол Дэвис (2001) и Арно Воутерс (2005) утверждают, что и Милликен
и Неандер неправильно рассматривают неисправность как важную
теоретический или концептуальный аспект практики атрибуции
функции биологами.Воутерс заявляет о желании, чтобы изучение
биологическая функция должна быть освобождена «от ига
философия разума »(2005: 148). Однако Эма Салливан-Биссетт (2017) утверждает
что, хотя задача объяснения биологической практики философами
биологии полезно отличить от более широких целей
философы, стремящиеся к натуралистическим объяснениям разума и языка (см.
запись на
телеологические теории ментального содержания),
последний служит законным целям. Она считает, что
неисправность должна быть неотъемлемой частью последнего проекта, даже если не
бывший.Дэвис (2001) утверждает, что счета естественного отбора
не в состоянии предоставить отчет о неисправности, поскольку они
функционально индивидуализировать черты, в результате чего предположительно
неисправный признак не является экземпляром функционально определенного
Добрый. Салливан-Биссет рассматривает возражение Дэвиса следующим образом:
включение структурного условия на индивидуацию черт.
(См. Также Гарсон 2016: 48–49, дополнительное обсуждение и
критика точки зрения Дэвиса.)

Возвращаясь к чертам характера, изучаемым биологами, некоторые теоретики
различать первоначальное распространение нового фенотипа
черта в популяции и недавнее поддержание черт в
населения.Возьмите такую ​​черту, как перья, возникающую в популяции
что бы ни значило. Первоначально эта черта могла распространяться из-за роли
в дисплеях сопряжения. Позже перья, возможно, способствовали улучшению
терморегуляция. А еще позже черта могла стать более
широко распространены, потому что перья являются хорошими поверхностями управления полетом.
Если дисплейная или терморегуляторная функция перьев становится меньше
важно в некоторых нишах, тем не менее, эта черта может сохраняться в
популяция из-за отбора для выполнения функции управления полетом.В
смещение функционального профиля также может быть связано с
различие по форме, например, между пушистыми перьями и полетом
перья.

Некоторые биологи использовали термин «предварительная адаптация», чтобы выразить идею о том, что
черта, выбранная для одной функции, может оказаться очень полезной для
что-то другое. Однако Гулд и Врба (1982) ввели термин
«Exaptation», чтобы зафиксировать такие переходы и избежать того, что
они считали чрезмерно телеологическими последствиями преадаптации, поскольку
а также признать, что невыбранные черты организмов также могут
использоваться для выполнения определенной функции, повышая физическую форму без каких-либо
дальнейшая модификация естественным отбором (Lloyd & Gould 2017).Критики этиологического естественного отбора иногда подходят к
утверждают, что ретроспективные подходы слишком расплывчаты в отношении
вопросы о том, в какой момент черты приобретают или теряют функции,
и что, следовательно, они не поддаются эмпирической проверке (Amundson &
Лаудер 1994). Годфри-Смит (1994) независимо предложил
Теория функций «современной истории» для решения этих
проблемы. Точно так же Гриффитс (1993: 417) использует понятие
«Последний эволюционно значимый период времени» для обработки
эти проблемы, но многие критики по-прежнему не убеждены (например,g., Wouters 1999;
Дэвис 2001).

Еще одна проблема, с которой сталкиваются методы прямого естественного отбора, — это
очевидная полезность приписывания функций новым признакам организмов
развиваются в течение одной жизни, например, способность мозга
приобретать новые представления о вещах, ранее не испытанных в
эволюционная линия или иммунная система для развития
антитела к новым возбудителям инфекции. Ранее Милликен (1984) имел
предложил понятие «производной собственной функции» для захвата
вот такой пример.Совсем недавно Бушар (2013) и Гарсон (2017)
разработали более подробные отчеты о производной функции,
соответственно с использованием «дифференциальной стойкости» и
«Дифференциальное удержание» в организме
продолжительность жизни, чтобы играть роль, которую играет дифференциальное воспроизводство
счета прямого естественного отбора.

Некоторые биологи и философы биологии руководствовались
проблемы с ретроспективным этиологическим подходом или видением
примеры из биологии, которые стремятся идентифицировать настоящие функции
черта.Для решения этих вопросов они предлагают диспозиционные или
дальновидный подход, который анализирует функции с точки зрения тех
эффекты, которые он имеет тенденцию вызывать,
настоящее или будущее сохранение признака в популяции
организмы. Различные способы разъяснения этого включают Hinde’s
(1975) описание сильной функции, Boorse (1976, 2002)
биостатистическая теория, склонность Бигелоу и Парджеттера (1987)
теория и теория отношений Уолша (1996) (см. также и Уолш
& Ariew 1996).

5. Объединение и плюрализм

Некоторые теоретики отстаивают плюралистическую идею о том, что биология может
включить (по крайней мере) два понятия функции, одно для объяснения
наличие черт и другое, чтобы объяснить, как эти черты
вносят свой вклад в комплексные способности организмов (Милликен 1989;
Sober 1993; Годфри-Смит 1994). Рон Амундсон и Джордж Лаудер
(Amundson & Lauder 1994) утверждают, что палеонтология является частью
биологии, которая не может использовать этиологический учет, потому что
режим отбора для вымерших организмов, как правило, недоступен, и
поэтому он должен зависеть от функционального анализа в стиле Cummins
окаменелые останки.Однако защитники плюрализма могут ответить, что
даже если правильно сказать, что не все разделы биологии могут использовать
оба понятия функции, это согласуется с обоими учетными записями, имеющими
роль в биологии.

Некоторые теоретики утверждали, что эти два явно разных понятия
функции можно объединить, рассматривая цель объяснения как
биологическая пригодность всего организма (например, Griffiths 1993;
Kitcher 1994; и, возможно, Тинберген 1963 года по Питеру
Годфри-Смит 1994).Морено и его коллеги (Mossio et al., 2009; Moreno
& Mossio 2015) также заявили, что их организационные
подход объединен для ретроспективных и перспективных счетов
описывая действия, которые временно объясняют продолжающийся
стойкость черт. Жизнеспособность этой учетной записи как
в отличие от этиологических отчетов оспаривается Марком Артига
и Маноло Мартинес (Artiga & Martínez 2016), который
утверждают, что непременная характеристика разных поколений
организационное закрытие, необходимое для выполнения биологических функций для
родительские дары потомству (передаются через гаметы или
поведение) влечет за собой стандартную этиологическую структуру, обнаруженную в
Счет Райта.

Внимание к актуальным объяснительным практикам современных
биологов занимает центральное место в этих дискуссиях. Этот фокус на научных
практика отражает более широкие тенденции в философии науки,
выходя за рамки общих и абстрактных вопросов о научных
эпистемология и метафизика, которые доминировали в двадцатом веке. В
разнообразие самой жизни отражается в разнообразии научных
пытается понять это, и как философы биологии преследуют
дальнейшее взаимодействие с этим разнообразием, новые взгляды на роль
и уместность функциональных и телеологических понятий кажется вероятной
к результату.

.

BIO Web of Conferences

.