Содержание

Компоненты экосистемы. Пример связи живой и неживой природы.

Мир живой и неживой природы всегда находится в тесном взаимодействии. Растения и животные являются живыми существами. Растениям для выживания нужен воздух, вода, свет, питательные вещества, пространство и оптимальная температура. Животные нуждаются в воздухе, пище, воде, укрытии и пространстве. Все живое на Земле способно размножаться и создавать себе подобных. Неживые природные объекты, такие как солнце, камни, вода и земля, не растут и не размножаются. Несмотря на очевидные отличия, живая и неживая природа (картинки ниже) тесным образом связаны между собой.

Живая и неживая природа

Земля наполнена биологическим разнообразием огромного количества форм жизни. Сюда относятся все живые организмы: растения, животные, люди. Мир также наполнен неживыми объектами. Неживые вещи не состоят из живых клеток, как правило, они не растут и не могут создавать себе подобных. Солнечный свет, воздух, горные породы, вода и формы рельефа (холмы, долины, горы) — все это примеры неживых объектов природы. Однако то, что они неживые, вовсе не означает, что они не важны для выживания других организмов.

Можно встретить следующий пример связи живой и неживой природы. Организмы нуждаются в почве, которая состоит из крошечных каменных кусочков и небольших фрагментов мертвых растений и животных. Живущие в почве существа чаще всего слишком малы, чтобы увидеть их без микроскопа.

Свойства живых организмов

Все живые организмы могут совершать движения, некоторые из них могут двигаться активно, бегать, ходить, плавать, летать (животные), а некоторые показывают незначительные перемещения в пространстве (растения). Все живое обменивается газами с окружающей их средой. Животные потребляют кислород и выдыхают углекислый газ. Этот процесс называется дыханием. Еще одним признаком, отличающим живую природу от неживой, является экскреция, или удаление продуктов обмена из организма. Если эти отходы будут долгое время оставаться в организме, они могут постепенно отравить его.

Когда живые существа питаются, они получают энергию. Часть этой энергии используется для роста. Организмы становятся крупнее и имеют более сложную организацию по мере своего взросления. Яркий пример связи живой и неживой природы демонстрирует зависимость животных и растений от окружающей их среды. Они реагируют на солнечный свет, тепло, холод и различные звуки, производимые неживой природой. Среди свойств живой природы важное место занимает способность к размножению. Причем этот признак характерен как для животных, так и для растений.

Компоненты экосистемы

Что такое экосистема? Это сообщество организмов, взаимодействующих друг с другом, а также с неживыми компонентами природы с целью устойчивого развития и адаптации к меняющимся условиям окружающей среды. Живая, неживая природа (2 класс в школе — время для изучения этой темы по природоведению) — все это компоненты экосистемы. Все живое в экосистеме является либо производителями, либо потребителями. Они называются еще биотическими компонентами.

Производители могут производить органические компоненты, например, растения с помощью фотосинтеза могут производить крахмал, углеводы, целлюлозу. Потребителями являются компоненты, которые зависят от производителей в зависимости от способа питания. Среди неживых объектов природы выделяются физические и химические факторы, которые непосредственно или косвенно влияют на живые организмы, например, воздух, вода, земля, камень и другие. Их еще называют абиотическими компонентами. Физические факторы включают в себя солнечный свет, воду, огонь, почву, воздух, температуру и другие. Химические факторы включают влажность, соленость воды, минералы, химические элементы и так далее.

Классификация экосистем

Можно привести такой пример связи живой и неживой природы, где благодаря абиотическим факторам различные экосистемы развиваются по-разному. Эти факторы, их взаимодействие друг с другом и с биотическими составляющими привели к формированию различных типов экосистем. Среди них есть наземная (леса, луга, тундра, пустыня), почвенная и водная (море, океан, реки, озера и так далее) экосистемы.

Мир неживой природы

В мире природы любой объект, который не обладает всеми характеристиками живых существ, является неживым компонентом экосистемы. Живая клетка состоит из ряда органических и неорганических химических веществ, которые сами по себе неживые, но в живом организме они становятся жизненно важными составляющими. Важнейшей характеристикой неживых вещей является отсутствие протоплазмы, которая является фундаментальной основой жизни.

Основные характеристики неживой природы

Неживая природа не состоит из клеток, для нее не свойственна структурная организация тканей, органов или систем органов. Как таковых размеров неживая природа также не имеет. Жидкости принимают форму емкости или контейнера, в котором они находятся. Вода при нагревании переходит в газообразное состояние или может быть даже заморожена до твердого состояния.

Движение никогда не происходит само по себе, оно возможно только при внешнем воздействии. Рост возможен только путем добавления материалов извне. Например, кристалл в растворе или снежинка может увеличиваться в размере за счет накопления частиц собственного блока на наружной поверхности исходного тела.

Отсутствие питания, выделения, дыхания, размножения, чувствительность и адаптация являются характеристиками неживых объектов. Одним из главных свойств является неограниченный срок существования, иначе говоря, бессмертие. Все неживое на Земле можно разделить на два основных типа:

  • Неживые вещи, которые никогда не были частью живого существа. Например, стекло, камень, золото, любые химические элементы и другие подобные примеры.
  • Неживые вещи, которые когда-то были частью живого существа. Лучший тому пример – уголь, который образовался в результате гибели и разложения живых растений. Бумага сама по себе не живое существо, но она также сделана из деревьев. Этот пример связи живой и неживой природы наглядно показывает, что при наличии определенных обстоятельств и времени возможен постепенный переход от живого к неживому.

Экосистема представляет собой богатый природный мир. Живая и неживая природа, картинки и примеры связи которых можно встретить повсюду, находятся в сложных отношениях. Эта активность показывает взаимосвязь всех элементов экосистемы. Например, незначительное загрязнение воздуха может повлиять на амфибий, которые очень чувствительны к внешним воздействиям, так как они дышат через кожу. Это может привести к увеличению числа насекомых в пищевой цепи. Повышенная популяция насекомых может изменить состояние растений, вплоть до тотального уничтожения определенных разновидностей, и так далее. Таким образом, одно небольшое изменение в экосистеме может вызвать настоящую экологическую проблему. В здоровой экосистеме всегда имеется достаточное биоразнообразие растений, животных и мест их обитания, а также существует баланс между живыми и неживыми ее компонентами.

Окружающий мир. 3 класс. Итоговый тест.

Программа 2100. Тест по окружающему миру. 3 класс

1 вариант

Необходимый уровень

  1. Живые существа отличаются от предметов неживой природы тем, что:

  • они дышат, питаются, растут, приносят потомство, умирают;

  • они разговаривают, бегают и прыгают, смеются и плачут, растут, умирают;

  • они передвигаются, растут, изменяют окружающую природу, умирают.

  1. Укажи верное высказывание.

  •  Камни, осадки, воздух — неживая природа.

  •  Самолёт, космический корабль, планеты — неживая природа.

  • Солнце, человек, насекомое — живая природа.

  • Земля, кошка, берёза — живая природа.

  1. Укажи пример связи живой и неживой природы

  • Зайцы питаются растениями

  • Для питания растениям нужен свет

  • Белки питаются семенами ели

  • Орёл – хищная птица

  1. Почему животные и растения мира в разных поясах различны?

  • Из-за вращения Земли вокруг своей оси

  • Из-за вращения Земли вокруг Солнца

  • Из-за разного распределения солнечного тепла на Земле?

  • Из-за изменения солнечной активности.

  1. Какая из цепей питания указана правильно?

  1. Какие травянистые растения растут в лесу?

  • Тимофеевка

  • Вороний глаз

  • Кубышка

  • Одуванчик

  1. Что такое почва?

  • Слой земли на поверхности

  • Слой земли, в который внесли удобрение

  • Верхний плодородный слой земли

  • Слой земли, в котором обитают животные

  1. Что означает выражение «до нашей эры»?

  • в прошлом веке

  • в прошлом тысячелетии

  • до Рождества Христово

  • после Рождества Христова

  1. Определи, 401 год н.э. – это

  • IV век

  • V век

  • VI век

  1. В каком сражении одержал победу Александр Невский

  • в Куликовской битве

  • в битве при Бородино

  • в Ледовом побоище

  • в Полтавском сражении

  1. Какое историческое событие произошло во время правления князя Владимира

  • Освобождение Руси от монголо-татар

  • Куликовская битва

  • Крещение Руси

  • Нашествие Золотой Орды

Программный уровень

  1. Почему растения относятся к организмам-производителям?

  • Они производят углекислый газ

  • Они производят кислород

  • Они производят питательные вещества

  • Они всасывают из почвы воду с минеральными солями

  1. К какому природному сообществу относится цепь питания ___________

клевер — бабочка — кузнечик — чекан

  1. Какая группа животных так развивается: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь

Максимальный уровень

  1. Какие животные входят в пищевую сеть с елью

  • Снегири

  • Клесты

  • Белки

  • Мыши

  1. Определи, о каком животном идёт речь____________________________


Врагов у этого зверя достаточно много, а вот прятаться от них зверёк не умеет. Выручают его нос и чуткие уши, от врагов спасают быстрые ноги и неприметная шубка. Глаза у зверя «косые» — видят не только вперёд и в стороны, но и даже немного назад смотрят. Понапрасну этот зверёк головой не крутит потому, что уши у него могут поворачиваться в разные стороны. Осенью зверёк линяет: из серого в снежно-белого превращается.

Вариант 2

Необходимый уровень

  1. К неживой природе относятся:

  • человек, животные, растения, грибы, микробы;

  • Солнце, Земля, воздух, вода, человек и всё то, что сделано его руками;

  • Солнце, небо, облака, Земля, камни, вода, дождь, снег.

  1. К живой природе относятся:

  • человек, животные, растения, грибы, микробы;

  • Солнце, Земля, воздух, вода, человек и всё то, что сделано его руками;

  • Солнце, небо, облака, Земля, камни, вода, дождь, снег.

  1. Живые существа отличаются от предметов неживой природы тем, что:

  • они дышат, питаются, растут, приносят потомство, умирают;

  • они разговаривают, бегают и прыгают, смеются и плачут, растут, умирают;

  • они передвигаются, растут, изменяют окружающую природу, умирают.

  1. Почему происходит смена времён года?

  • Земля вращается вокруг своей оси

  • Солнце то опускается, то поднимается над Землёй

  • Солнце вращается вокруг Земли

  • Земля вращается вокруг Солнца

  1. В каких цепях питания допущена ошибка

  1. Кто играет решающую роль в образовании почвы?

  1. Растения болота…

  • багульник, сфагнум, голубика;

  • тимофеевка, мятлик, клевер;

  • рогоз, калужница, лютик водяной.

  1. Что означает выражение «до нашей эры»?

  • в прошлом веке

  • в прошлом тысячелетии

  • до Рождества Христово

  • после Рождества Христова

  1. Определи, 882 год н.э. – это

  • VIII век

  • IX век

  • XII век

  1. Какой князь разбил шведское войско на Неве?

  • Олег

  • Владимир

  • Ярослав

  • Александр

  1. Кто встал во главе русского войска в борьбе против польских захватчиков в 18 веке

Программный уровень

  1. Какие организмы являются производителями?

  • Растения

  • Бактрии

  • Грибы

  • хищники

  1. К какому природному сообществу относится цепь питания: _________________________

Водоросли – рачки – уклейка — окунь

  1. Какое слово пропущено: яйцо – личинка — ….. – муха?

  • Икринка

  • Малёк

  • Головастик

  • куколка

Максимальный уровень

  1. Какие условия требуются для прорастания семян?

  • Влага

  • Тепло

  • Свет

  • удобрения

  1. О какой птице идёт речь? ________________________________

У этой птицы глаза находятся спереди. У неё очень гибкая шея, благодаря которой она может крутить головой во все стороны. Она очень хорошо видит ночью. Летает бесшумно. Это неоценимый помощник человека в борьбе с грызунами.

Критерии

1-6, 15,16

Умение приводить примеры взаимосвязей между живой и неживой природой

7, 13

Умение соотносить животный и растительный мир с определенной экосистемой

8,9

Умение по году определять век, место события в прошлом

10,11

Умение отличать друг от друга эпохи истории нашей страны по историческому событию и по именам исторических деятелей.

12

Умение приводить примеры живых организмов разных «профессий»

НОД «Живая — неживая природа» | Презентация к уроку (старшая группа):

НОД с использованием ИКТ в старшей группе по знакомству с живой и неживой природой и связями в живой природе.

Тема: «Знакомство с живой и неживой природой. Связи внутри живой природы».

Цель: Знакомство с живой и неживой природой.

Образовательные задачи:

1. Научить детей отличать живую природу от неживой.

2. Познакомить со связями между живой и неживой природой.

3. Помочь увидеть какие связи существуют внутри живой природы.

Развивающие задачи:

1. Развивать речь детей.

2. Развивать логическое мышление.

3. Развивать умение отвечать на вопросы, аргументировать свои ответы.

Воспитательные задачи:

Воспитывать бережное отношение к окружающей нас природе.

Материал: картинки с изображением объектов живой и неживой природы, мел, два стакана, вода.

Ход занятия

. Воспитатель вносит искусственные цветы.

— Дети, я хотела бы посадить эти цветы у нас в группе.

— Как вы думаете, будут ли они расти, если я их посажу в землю?

( не живые, не дадут корней, не будут расти).

Цветы сделаны человеком. Все предметы, сделанные руками человека, не относятся к природе.

— Знаете ли вы, что такое природа?

  (ответы детей).

Природа-это окружающий нас мир, точнее, та его часть, которая не создана руками человека. Это солнце, вода, воздух, небо, животные, насекомые, растения и человек, как часть природы

Природу можно разделить на две большие группы: на живую природу и неживую.

Давайте с вами вспомним, что относится к живой природе. Слайд 1

(Люди, животные, растения, деревья, грибы, насекомые, рыбы. К живой природе относится все, что рождается, дышит, питается, растет, размножается и умирает).

Есть такие представители природы, которые не умеют двигаться, всегда стоят на месте, но они тоже живые. Они рождаются от маленького семечка, растут, питаются, пьют и вырастают очень высокими, и приносят нам огромную пользу. Вы догадались, о чем я говорю? Конечно – это деревья.

Дом со всех сторон открыт,

Он резною крышей крыт.

Заходи в зеленый дом –

Чудеса увидишь в нем! (Лес) Слайд 2

Ребята, почему в загадке лес называют домом? Кто живет в лесу? А чтобы вам легче было ответить на этот вопрос, я сейчас буду загадывать загадки о тех, для кого лес является домом. Если вы отгадаете правильно, то на экране вы увидите отгадку. Согласны?

Я из крошки-бочки вылез

Корешки пустил и вырос,

Стал высок я и могуч

Не боюсь ни гроз, ни туч.

Я кормлю свиней и белок

Ничего, что плод мой мелок

(Дуб) Слайд 3

У меня длинней иголки, чем у елки

Очень прямо я расту в высоту

Если я не на опушке

Ветви только на макушке

(Сосна) Слайд 4

Клейкие почки, зеленые листочки,

С белой корой, стоит над горой

(Береза) Слайд 5

Вперевалку зверь идет

По малину и по мед

Любит сладкое он очень.

А когда приходит осень,

Лезет в яму до весны,

Где он спит и видит сны

(Медведь) Слайд 6

Рыжая плутовка спряталась под елкой

Зайца ждет хитрюга та

Как зовут ее… .(Лиса) Слайд 7

У косого нет берлоги, не нужна ему нора

От врагов спасают ноги, а от голода – кора

(Заяц) Слайд 8

Рыже-огненный комочек, с хвостиком как парашют

По деревьям быстро скачет, был он там, теперь уж тут

Быстрый он как стрелочка

Так ведь это…. (белочка) Слайд 9

Вот какой большой дом у нас получился, всем в нем места хватит. А давайте сейчас мы с вами отправимся в весенний лес, послушаем звуки леса и отдохнем.

Релаксация под звуки леса.(Слайд 10)

А еще живут в этом доме такие жители, которых мы можем и не увидеть. Они прячутся под пеньками, корягами, сухими листьями. Хотите узнать, кто они?

Тогда отгадайте еще загадки.

Над цветком порхает, пляшет

Веерком узорным машет

(Бабочка) Слайд   11

Домовитая хозяйка, полетает над лужайкой,

Похлопочет над цветком – он поделится медком.

(Пчела) Слайд 12

Любит мух и комаров, да имеет громкий зов,

Вся зеленная скажу, дом на речке и в пруду.

(Лягушка) Слайд 13

Ребята, а отгадки, которые мы отгадали, относятся к какой природе? (Живой)

Правильно. А что будет с деревом, цветком, бабочкой, паучком, птицей, если мы их разделим на части? (Они погибнут) Так какой мы можем сделать вывод: все, что относится к живой природе, сначала рождается, растет и в конечном итоге умирает.

О живой природе мы поговорили. А кто знает, что можно отнести к неживой природе? Это – солнце, звезды, воздух, вода, камни, земля. Слайд 14

Посмотрите, что у меня на столе: кусок мела и два стакана, один пустой, другой с водой. Возьмите мел и разделите его. Что стало с мелом? Он перестал, быть мелом или нет? Правильно, мел остался мелом, только кусочки стали поменьше. А теперь возьмите стакан с водой и перелейте часть воды в другой стакан. Что стало с водой, она перестала быть водой или нет? Нет, просто ее стало меньше в стакане. Так какой мы делаем вывод: все, что относится к неживой природе, погибнуть не может, объекты неживой природы уменьшаются или увеличиваются.

Физкульт. пауза: воспитатель называет предметы живой и неживой природы, живая природа – дети двигаются, неживая – замерают.

А как вы думаете живая и неживая природа связаны между собой?

Работа по картинкам

1. Что делает девочка? (поливает цветок) К какой природе относится девочка и цветок (к живой, а к какой вода, которой поливают цветок (к неживой)

Какая связь между цветком и водой? (цветок не может жить без воды. Слайд 15

2. Что делает медведь? (пьет воду). К какой природе относится медведь, а к какой вода?

Какая существует связь между медведем и водой? (животные не могут жить без воды) Слайд 16

3. Мы видим крота, показывающегося из под земли. К какой природе относится крот, а к какой земля? Какая связь между ними? (крот живет под землей). Слайд 17

Делаем вывод: в природе все связано друг с другом.

Приведите свои примеры связей живой и неживой природы. (растения не могут жить без солнца, птицы не могут жить без воздуха, рыбы не могут жить без воды).

Внутри живой природы также существуют связи. Давайте попробуем установить эти связи по картинкам.

1. Корова ест траву. К какой природе относится корова и трава? И какая между ними связь? (корова питается растительной пищей). Слайд 18

2. Дятел сидит на дереве и клюет личинки. К какой природе относится дятел и личинки? Какая связь существует между дятлом и личинкой? (дятел питается личинками, а значит животной пищей). Слайд 19

Так можем мы сделать вывод, что внутри живой природы также существует связь? (да, можем).

Попробуйте привести свой примеры связей внутри живой природы. (червячок ест яблоко, куры клюют зерно, лягушки ловят комаров, мошек, цапли едят лягушек)

«Как связана живая и неживая природа? Связи внутри живой природы»

Цели:

  • развивать умение отличать живую природу от неживой природы; развивать логическое мышление;
  • познакомить со связями между живой и неживой природой, помочь увидеть, какие связи существуют внутри живой природы;
  • воспитывать любовь и бережное отношение к окружающей нас природе.

Оборудование:

  • учебник-тетрадь;
  • цветные карандаши;
  • интерактивная доска;
  • школьная доска

Ход занятия

I. Организационный момент

– Сегодня мы продолжаем изучать экологию. Проверьте готовность к уроку.

II. Повторение изученного на прошлом уроке.

– На прошлом занятии мы с вами познакомились с живой и неживой природой и узнали, что такое экология.

– Давайте вспомним, что относится к живой природе?

(Ответы детей: Люди, животные, растения – все, что дышит, питается, растет и размножается – живая природа.)

– Что можно отнести к неживой природе?

(Ответы детей: Земля, воздух, вода – неживая природа)

– А, что обозначает пожатие рук на схеме?

(Ответы детей: Живая и неживая природа связаны между собой)

– Так что же изучает экология?

(Ответы детей: Экология – это наука о связи живых существ со средой обитания)

– Проверим ваши ответы. Давайте все вместе прочитаем то, что написано на слайде.

III. Постановка темы и целей урока.

– Сегодня мы узнаем, какая связь существует между живой и неживой природой, и посмотрим, какие связи существуют внутри живой природы.

– Давайте прочитаем тему сегодняшнего занятия на слайде.


IV. Физкультурная пауза.

– Все встали, давайте немножечко отдохнем.

Ветер дует нам в лицо,
Закачалось деревцо.
Ветер тише, тише, тише,
Деревцо все выше, выше!

V. Работа над новой темой.

– Скажите мне, пожалуйста, деревцо относится к живой или неживой природе? И почему?

(Ответы детей: Деревцо – это живая природа, потому, что оно растет, дышит, питается и размножается)

– А ветер, к какой природе относится?

(Ответы детей: Ветер – это неживая природа, потому, что оно не растет, не дышит, не питается и не размножается)

– Скажите, а как связаны между собой деревцо и ветер?

(Ответы детей: Ветер дует и поэтому деревцо наклоняется все ниже и ниже)

VI. Работа с учебником-тетрадью.

– Откройте учебники-тетради на с. 5. Прочитайте, что написано, синим шрифтом. (Читает хорошо читающий ученик) Рассмотрите картинки, подумайте, что на этих картинках относится к живой природе, а, что к неживой, и какая между ними существует связь?

– Что делает девочка на первой картинке?

(Ответы детей: Девочка поливает цветок)

– К какой природе относится цветок, а к какой вода, которой его поливают?

(Ответы детей: Цветок – живая природа, вода – неживая природа)

– Какая связь между цветком и водой?

(Ответы детей: Цветок не может жить без воды)

– На второй картинке мы видим крота показавшегося из-под земли. К какой природе относится крот, а к какой земля?

(Ответы детей: Крот – живая природа, земля – неживая природа)

– Как они связаны между собой?

(Ответы детей: Крот живет под землей)

– Что вы видите на третьей картинке?

(Ответы детей: Медведь пьет воду)

– Какая существует связь?

(Ответы детей: Животные не могут жить без воды)

– Попробуйте сделать вывод, как сосуществует живая и неживая природа?

(Ответы детей: Живая и неживая природа связаны между собой)

– Приведите свои примеры связей живой и неживой природы?

(Ответы детей: Цветок не сможет расти без солнечного света)

– Давайте зарисуем наш ответ на правой страничке под первым заданием.

VII. Физкультурная пауза.

– Все встали, давайте немножечко отдохнем.

Дима шел, шел, шел
Земляничку нашел.
Ах, какая ягода!

VIII. Продолжение изучения темы урока по учебнику-тетради.

– Прочитайте, следующую запись написанную синим шрифтом на с. 5. (Читает хорошо читающий ученик)

– Внутри живой природы также существуют связи. Давайте попробуем установить эти связи по картинкам в ваших учебниках.

– Что изображено на первой картинке?

(Ответы детей: Белочка сидит на дереве и ест орехи)

– К какой природе относятся белочка, дерево и орех?

(Ответы детей: Белочка, дерево и орех относятся к живой природе)

– Какая связь между белочкой и растениями?

(Ответы детей: Белочка живет в дупле и питается растительной пищей)

– Что изображено на второй картинке?

(Ответы детей: Корова ест траву)

– К какой природе относятся корова и трава?

(Ответы детей: Корова и трава относятся к живой природе)

– Какая связь между коровой и травой?

(Ответы детей: Корова питается растительной пищей)

– Что изображено на третьей картинке?

(Ответы детей: Дятел сидит на дереве и клюет личинки)

– К какой природе относятся дятел и личинки?

(Ответы детей: Дятел и личинки относятся к живой природе)

– Какая связь существует здесь?

(Ответы детей: Дятел питается личинками, а значит животной пищей)

– Так можем мы сделать вывод, что внутри живой природы также существуют связи?

(Ответы детей: Да, можем)

– Попробуйте привести свои примеры связей внутри живой природы.

(Ответы детей: Червячок ест яблоко. Куры клюют зерно. Лягушка ловит мошек и т.д)

– Давайте зарисуем наши ответы на правой страничке под вторым заданием.

IX. Итог занятия

– Какие связи мы устанавливали сегодня на занятии?

(Ответы детей: Связи между живой и неживой природой и связи внутри живой природы)

– Можем мы утверждать, что все в природе взаимосвязано?

(Ответы детей: Да, можем)

– А теперь я хочу посмотреть, насколько вам понравилось и запомнится сегодняшнее занятие. Если вам просто понравилось занятие, поднимите одну руку, а если вам очень понравилось и вы запомнили все, о чем мы сегодня говорили, поднимите две руки.

– Молодцы. Вы сегодня хорошо потрудились. На этом наше занятие окончено.

Животные в системе живой природы

Поскольку школьники уже знают о разделении живых организмов на царства и изучали царства Растения, Грибы и Дробьянкы, то целесообразно начинать разговор о царстве Животные с повторения понятия «система».

Окружающий мир представляет собой единую систему. Система — это целое, состоящее из частей (компонентов), которые взаимосвязаны и влияют друг на друга. Основными компонентами окружающего мира есть живая и неживая природа. Между живой и неживой природой существуют многочисленные связи. Может привести примеры таких связей? Например, для всех живых организмов (компоненты живой природы) необходима вода (часть неживой природы), без воды жизнь невозможна. В то же время богатая растительность лесов сохраняет влагу в почве, увлажняет воздух. После вырубки лесов уменьшается количество воды в почве, мелеют реки, климат становится более сухим.

Живая и неживая природа также являются сложными системами. В состав системы живой природы входят живые организмы: растения, животные, грибы, бактерии, миме которыми существуют взаимосвязи. Может привести примеры таких взаимосвязей? Например, растения служат пищей для травоядных животных. После отмирания растений и животных их, остатки попадают в почву, где почвенные грибы и бактерии разлагают их к минеральным, есть очень простых веществ, которыми питаются растения.

Затем нужно поговорить об особенностях животных, их отличия от растений и грибов.
Показывая связи животных с другими организмами, следует сказать о том, что у животных много общего с представителями других царств. Например, животные и растения имею, -» клеточное строение, сходный химический состав, много общих свойств (обмен веществ, наследственность, изменчивость, раздражимость). Эти связи глобальные, они отражают общность всего живого на Земле.

Как потребители готовой органического вещества, т.е. консументы, животные являются важнейшими звеньями цепей и сетей питания. В результате процессов жизнедеятельности и подвижности животные потребляют, перераспределяют в биосфере огромные количества вещества и энергии и благодаря этому ускоряют течение биологического круговорота веществ.
Немалой роль животных (особенно насекомых) как опылителей цветковых растений» распространителей семян и плодов. Неоспоримый их вклад в процессы образования почвы (черви, личинки насекомых, роющие грызуны), в формирование ландшафтов (роющие животные, копытные, бобры). Животный мир является частью системы живой природы и влияет на жизнь биосферы и человека.

Конечно, не весь материал, предложенный для рассказа с элементами беседы, учитель будет использовать на уроке, а возможно, построит беседу по -другому, опираясь на другую логику своего изложения.

категория: Биология

Входной тест по окружающему миру 3 класс

Входной тест по окружающему миру 3 класс «Что вы знаете об окружающем мире» с ответами. Тест включает в себя 7 заданий.

Вспомните, чему вы научились в третьем классе. Напротив каждого умения поставьте один из знаков:

«+» — я это умею;
«−» — иногда я испытываю трудности;
«?» — затрудняюсь ответить.

1. Различать государственные символы России.
2. Находить связи в живой и неживой природе.
3. Различать объекты природы и объекты, сде­ланные руками человека.
4. Измерять температуру воздуха.
5. Определять профессии людей.
6. Сравнивать объекты природы, делить их на группы.
7. Различать физическую и политическую карты.

Убедитесь в правильности ваших ответов. Для этого выполните задания 1-7. Обратите внимание: номера заданий совпадают с номерами умений.

1. С каких слов начинается текст гимна Российской Федерации? Правильный ответ отметьте галочкой (✓).

1) «Россия — священная наша держава…»
2) «То берёзка, то рябина…»
3) «С чего начинается Родина…»

2. Перед вами примеры связей в окружающем ми­ре. Подчеркните те из них, которые показывают свя­зи в живой природе.

1) Из земли растут цветы; 2) пчела собирает нектар; 3) белка грызёт орех; 4) над лугом идёт дождь.

3. Разделите перечисленные объекты на две группы. Ответ запишите в таблицу.

Воздух, карандаш, почва, дерево, стол, бумага, книга, вода.

Объекты природыОбъекты, созданные руками человека
  
  
  

4. Рассмотрите рисунок. Какую температуру показывает термометр? Обведите номер пра­вильного ответа.

1) -10 °С
2) +10 °С
3) +20 °С
4) 0 °С

5. Рассмотрите рисунки. Обведите номер лишнего предмета. Свой выбор поясните.

6. Вставьте в схему пропущенные слова.

7. На уроке учитель предложил ребятам разные за­дания на работу с картой. Какой картой нужно вос­пользоваться при выполнении каждого из заданий: физической (1) или политической (2)? Вставьте цифру «1» или «2» на место пропусков.

Покажите столицу России. ___
Покажите самые большие озёра нашей страны. ___
Покажите страны Европы. ___
Покажите известные вам реки. ___

Ответы на входной тест по окружающему миру 3 класс
1-1
2-23
3. Объекты природы: воздух, почва, дерево, вода.
Объекты, созданные руками человека: карандаш, стол, бумага, книга.
4-2
5-2 Вариант пояснения: термометр — медицинский инструмент, остальные предметы — столярные инструменты.
6. Живая природа: животные, растения; растения: деревья, кустарники, травы.
7. 2121

ГДЗ по Окружающему миру 2 класс учебник Плешаков 1 часть ответы стр 73

Объясни, о каких невидимых нитях говорится в рассказе. Как ты думаешь, почему дятел летом питается насекомыми, а зимой – семенами хвойных деревьев? Почему дятла называют лесным врачом?

Ответ:

В рассказе говорится о невидимых нитях, которые соединяют живую и неживую природу, а так же природу и человека. В живой природе есть связь между разными представителями живых организмов. Одни звери питаются другими, так, например, дятел питается насекомыми. В холодное время он подстраивается под окружающую среду и ищет себе еду в семенах, которые спрятаны в шишках.

Я думаю, что летом дятел питается насекомыми, потому что все птицы ими питаются. Летом на природе много жучков, поэтому дятел может с легкостью отыскать для себя пищу. Зимой насекомые прячутся в почву. Птице трудно их достать, поэтому они ищут для себя еду в шишках.

Дятла называют лесным врачом, потому что он питается теми насекомыми, которые вредят деревьям. Он извлекает их из-под коры и не позволяет погибнуть дереву.

Подробнее о жизни дятла и о его «кузнице» ты можешь прочитать в книге «Зеленые страницы».

Ответ:

Подробности о жизни дятла

Самцы дятлов легко отличаются от самок. У них есть на туловище красное пятнышко, которого нет у представительниц противоположного пола. В зимнее время дятлы меняют свой образ жизни. Они переходят на семена шишек, которые гораздо проще найти в период зимы. Дятлы очень аккуратно и тщательно вытаскивают все семена из шишек, чтобы не расходовать их зря. Они имеют свою особую «кузницу», найдя трещину в дереве или пеньке. За день дятел успевает обработать до 70 шишек.

С помощью рисунков проследите связи в природе. Расскажите о них. Подумайте, как человек может нарушить эти связи. К каким бедам это приведет?

Ответ:

На первом рисунке показаны божьи коровки и тля. Первые жучки питаются вторыми насекомыми. Если исчезнет тля, то божьим коровкам будет нечего есть. Если же пропадут божьи коровки, то тля расплодится и уничтожит множество растений.

На второй картинке показано, как пчела опыляет цветок и из его нектара делает мед. Если пчел не будет в природе, то цветы не смогут размножаться, потому что именно пчелы их опыляют. Без цветочков пчелки не смогут делать свой мед, и им будет нечем питаться.

На третьей картинке синица кушает гусеницу. Гусеницы вредят деревьям, поедая их листву, поэтому птицы спасают растения от вредителей. Если не будет синичек, то гусеницы навредят большому количеству деревьев. Но и без гусениц птицам будет нечем питаться.

Предложите способ изображения связей с помощью моделей. Изготовьте 1-2 модели.

Ответ:

На слайде показаны три пищевые цепи, которые показывают, как связаны между собой разные животные и растения.

Мы можем заметить, что мышки питаются желудями, поэтому если не будет дубов, то им будет нечего есть. Из-за этого могут исчезнуть грызуны, и тогда лисам будет нечем питаться. Эти же желуди употребляют в пищу кабаны, которые служат едой для волков.

Вопрос 1

Приведите примеры связей в природе, между природой и человеком.

Ответ:

В природе существует множество связей между живыми организмами, а так же живой и неживой природой. Для всех растений и животных нужен солнечный свет и его тепло. Растения преобразуют лучики в питательные вещества, которые необходимы им для жизни. Многие растения человек употребляет в пищу.

Рыбам для жизни нужна вода. Они плавают в ней, растут и развиваются. Затем человек вылавливает рыбу и употребляет ее в пищу.

Вопрос 2

Как по вине человека могут быть нарушены невидимые нити?

Ответ:

Человек может из-за невнимательности разрушить невидимые нити. Он может загрязнить атмосферу, воду и почву совей деятельностью. Из-за этого пострадают растения, животные и сами люди.

Живое и неодушевленное: граница информации

Информация как класс эквивалентности

Шеннон использовал эмпирический подход к информации. Он исследовал, как информацию можно измерить и обработать, но не пытался дать ей определение. В самом начале своей работы он утверждал, что семантика не имеет отношения к коммуникационной инженерии: коммуникационная система, предназначенная для предоставления ее адресату сообщения, исходящего из некоторого источника, не может быть спроектирована для конкретного сообщения.Вместо этого он должен предшествовать любому возможному сообщению (Shannon 1948). Посланник не должен знать значение сообщения, которое он несет, только для того, чтобы передать его. Этот основной постулат никогда не подвергался сомнению в развитии науки о коммуникационной инженерии, уходящей корнями в работу Шеннона, именуемую теорией информации . Напротив, четкое отделение информации от семантики в ретроспективе представляется очень плодотворной методологической позицией.

В рамках этой схемы мы попытались дать определение информации, которая могла бы быть полезной в биологии (Battail 2008b, c).В основном мы рассматриваем информацию как , что передается как . Сначала мы рассматриваем последовательность символов, то есть различимых элементов, взятых из данного конечного множества, называемого алфавитом. Такая последовательность физически записана, то есть каждый из ее символов представлен отдельным состоянием некоторого физического объекта, устройства или системы. Физическая система, на которой начертаны ее символы, и размер алфавита, т. Е. Число состояний, которые эта система может принимать, произвольны.Например, последовательность букв

$$ \ mbox {i ~ n ~ f ~ o ~ r ~ m ~ a ~ t ~ i ~ o ~ n} $$

использует 26-буквенный латинский алфавит и последовательность

$$ 110100111011101100110110111111100101101101110000111101001 $$

$$ 10100111011111101110 $$

использует двоичный алфавит {0,1}, самый простой из возможных, потому что, чтобы быть разными, символов алфавита должно быть не менее двух. В системе электросвязи информация в двоичной форме, например, будет представлена ​​последовательностью напряжений, каждое из которых связано с двоичным символом b , его полярность s в зависимости от него согласно s = (- 1) б ; тогда положительное (отрицательное) напряжение представляет собой символ 0 (1).

Вписанной последовательности не хватает общности, поскольку она зависит от физической поддержки, используемой для представления ее символов, и от размера алфавита. Что касается выбора алфавита, например, две вышеупомянутые последовательности фактически эквивалентны, поскольку вторая является результатом преобразования букв первой в двоичную форму в соответствии с « Американским стандартным кодом для обмена информацией » (ASCII), который в настоящее время используется в компьютерной памяти: каждая буква первой последовательности заменена определенным семизначным «словом».

Что еще более важно, данная последовательность может быть преобразована в другие последовательности с помощью кодирования процессов, чтобы наделить их полезными свойствами. Преобразования кодирования должны быть обратимыми, то есть должны обеспечивать возможность точного возврата к исходной последовательности посредством надлежащего «декодирования» кодированных последовательностей. Если мы рассмотрим процессы кодирования в том же алфавите, что и исходный, закодированные последовательности могут быть короче оригинала (исходное кодирование) или длиннее его (канальное кодирование).Уменьшение длины последовательности полезно для уменьшения размера памяти, необходимой для ее записи. Увеличение его длины является неизбежным следствием канального кодирования, которое направлено на защиту исходного сообщения от ошибок, которые могут повлиять на его символы.

Учитывая некоторую последовательность, бесконечно много эквивалентных ей последовательностей, таким образом, является результатом ее возможного кодирования, изменения размера алфавита и опоры, на которой физически вписаны ее символы. Все последовательности, эквивалентные в этом отношении данной последовательности, составляют класс эквивалентности , который будет обозначаться как и информация .(Рассмотрение такого класса является стандартным средством для создания математического объекта.) Таким образом, определенная как класс эквивалентности, информация является самостоятельной сущностью, независимо от значения, которое может быть связано с ней, вопрос семантики.

Информация представлена ​​любой последовательностью в пределах своего класса эквивалентности. В качестве предпочтительного представителя информации целесообразно рассматривать самую короткую среди всех последовательностей ее класса эквивалентности, записанную с использованием простейшего возможного алфавита, т.е.е., бинарный. Эта двоичная последовательность минимальной длины будет называться информационным сообщением , связанным с данной информацией. Можно считать, что его длина k количественно измеряет данную информацию, независимо от длины ее первоначального представителя. Для данной последовательности нет явных средств для определения ее информационного сообщения. Средства для получения эквивалентных последовательностей короче заданной существуют, но нет систематического способа убедиться, что найдена самая короткая.Тогда доступна только верхняя граница количества информации, которую несет последовательность. Информационное сообщение — это всего лишь двоичное представление некоторого натурального числа, с которым каждая информация однозначно связана. Натуральное число — это номинальное число в понимании Барбьери (Barbieri 2004, 2008c). Барбьери справедливо отмечает, что понятие номинальной сущности чуждо физике, где числа обычно являются результатом измерения некоторых величин с обязательно конечной точностью. Напротив, геном любого живого существа представлен информационным сообщением, следовательно, натуральным числом, которое является уникальной сущностью.

Рассмотрение информационного сообщения, связанного с информацией, может пролить свет на связь информации с семантикой. С этой целью мы можем рассматривать информационное сообщение как представление пути в двоичном дереве. Каждый из символов сообщения, или бит (сокращение от «двоичная цифра»), можно интерпретировать как ответ на вопрос «да» или «нет». Информационное сообщение длиной k однозначно представляет один из 2 k путей двоичного дерева, следовательно, определяет один из 2 k семантических экземпляров, состоящих из ответов на k дихотомических вопросов (подумайте например, определение вида как пути в его филетическом дереве).Хотя это может показаться рудиментарным видом семантики, k может быть очень большим, поэтому информационное сообщение такой длины определяет один из очень многих семантических экземпляров. Мы ссылаемся на Battail (2008b) для получения более подробной информации.

Информация об измерениях

Длина k информационного сообщения, связанного с информацией, является ее естественной количественной мерой. Однако этого недостаточно для решения проблемы измерения информации, поскольку для этого требуется, чтобы информационное сообщение было доступно.Так обстоит дело в технике, когда кодирование канала намеренно преобразует информационное сообщение длиной k в более длинное слово для защиты от ошибок символа, но этот случай появляется как исключение, поскольку во многих случаях информационное сообщение, связанное с данная последовательность явно не известна. Его частое отсутствие доступности приводит к тому, что измерение информации основывается на других основаниях.

Шеннон представил количество информации, предоставляемой событием, как измерение того, насколько неожиданным является это событие.Количество информации h ( x ), связанное с событием x , происходящим с вероятностью p , определяется как

$$ h (x) = \ log_2 (1 / p) = — \ log_2 (p). $

(1)

Выражается в двоичных единицах, потому что в этом определении используются логарифмы с основанием 2. Мы называем определенную таким образом информационную единицу shannon (в отличие от Shannon, который использовал аббревиатуру bit ; мы используем исключительно «бит» для обозначения двоичной цифры, независимо от количества информации, которое она может нести).Логарифмическая функция была выбрана в определении (1) так, что если два независимых событий x 1 и x 2 встречаются с вероятностями p 1 и п. 2 , соответственно, информация, полученная при их совместном возникновении, событие, имеющее в качестве вероятности продукт п. 1 п. 2 их индивидуальных вероятностей, это сумма количеств информации, отдельно связанных с x 1 и x 2 .

Более важной и полезной величиной является среднее количество информации, связанное с конечной случайной величиной X , то есть переменной, которая, возможно, принимает q значений x и , i = 1, 2, …, q , именуемое реализациями , x и с вероятностью p и .{i = q} p_i \ log_2 (p_i), $$

(3)

обозначается как энтропия Сноска 3 из X . Его максимум достигается, когда все события { x и } имеют такую ​​же вероятность, которая равна 1/ q из-за уравнения. 2. Таким образом, максимальная энтропия, связанная с q возможных событий:

$$ H _ {\ max} (X) = — \ sum (1 / q) \ log_2 (1 / q) = \ log_2 (q).$

(4)

Эти определения согласуются с уже предложенной информационной мерой, а именно с длиной k информационного сообщения, связанного с информацией, рассматриваемой как класс эквивалентности. Фундаментальная теорема кодирования источников, один из важнейших результатов теории информации, соединяет эти два определения. Источник, генерирующий сообщения, моделируется в теории информации Шеннона как случайная величина X . с где событие x и — это выбор i -го символа в алфавите размером q .Пусть H ( X s ) обозначают энтропию источника в двоичных единицах (шеннонах) на символ. Тогда основная теорема кодирования источника гласит, что сообщение длины n может быть обратимо преобразовано в двоичное сообщение средней длины \ (\ bar {\ ell} = n H (X _ {{\ rm s}}) \ log_2 (q) \). Если n очень велико, фактическая длина с высокой вероятностью близка к своему среднему значению, поэтому мы можем идентифицировать \ (\ bar {\ ell} \) с длиной k информационного сообщения, связанного с исходной последовательностью длина n , поскольку никакая более короткая последовательность не эквивалентна ей.

Обращение к вероятностям необходимо в технике связи по двум основным причинам: во-первых, сообщения, которые должны быть переданы, должны рассматриваться как случайные, поскольку сообщение, которое будет отправлено, заранее неизвестно; во-вторых, наличие шума означает, что прием является вероятностной операцией. Однако это не означает, что концепция информации полностью зависит от вероятностей. Когда мы представили выше информацию как класс эквивалентных последовательностей, никакие вероятности не нужно было приписывать последовательностям.Что касается связывания количества информации с данной последовательностью, алгоритмическая теория информации измеряет ее как длину, называемую алгоритмической сложностью , самой короткой программы, которая инструктирует универсальный компьютер генерировать эту последовательность (Chaitin 2005). Это определение уходит корнями в информатику, где шум обычно игнорируется. Это представляет большой теоретический интерес, потому что он не полагается на вероятности, но алгоритмическая сложность, как правило, не поддается вычислению, что ограничивает ее практическую полезность.Хотя вероятностное определение количества информации и алгоритмическое определение полностью различаются, можно показать, что они дают почти одинаковые результаты в тех случаях, когда оба имеют значение, по крайней мере, применительно к достаточно длинным последовательностям.

Информационная энтропия против физической

Источник парадигмы Шеннона генерирует информацию, выбирая один из M объектов, M ≥ 2, поэтому его результат может быть смоделирован как случайная величина, выбор m -го объект, являющийся его м -я реализация, встречающаяся с вероятностью p м .Тогда среднее количество информации, производимой источником, является его энтропией (см. Уравнение 3, где M заменено на q в формуле). Если все символы выбраны с одинаковой вероятностью 1/ M , энтропия источника согласно формуле. 4, составляет H = log 2 M shannons.

За семьдесят лет до того, как Шеннон основал теорию информации, Больцман выразил энтропию S физической системы, возможно, предполагающую одно из W различных состояний (или «комплексов»), согласно статистической физике, пропорциональной логарифму числа состояний:

, где k — постоянная (эта формула выгравирована на гробнице Больцмана в Вене).В различных обозначениях эта формула идентична энтропии Шеннона источника, в котором выбор равновероятен, а именно, Ур. 4. Именно эта формальная идентичность, как сообщается, побудила фон Неймана посоветовать Шеннону называть энтропию его статистической мерой информации.

Энтропия Больцмана измеряет неопределенность о состоянии макроскопической системы при отсутствии каких-либо средств для ее реального знания. Энтропия Шеннона, напротив, измеряет неопределенность до исходного результата, который ее разрешает.Таким образом, информация выглядит как измерение разрешенной неопределенности , тогда как энтропия Больцмана измеряет в основном неразрешенную неопределенность. Это замечание побудило Бриллюэна переименовать энтропию Шеннона в «негэнтропию» (отрицательную энтропию) как средство измерения того, сколько неопределенности было устранено несущим информацию событием (Brillouin 1956). Это предполагает, что информация может уменьшить физическую энтропию на величину, равную энтропии Шеннона.

Многие (включая меня) убеждены в этом аргументе, другие думают, что идентичность уравнений4 и 5 являются чисто формальными и не отражают никакой реальности. Например, Йоки изящно высмеивает цитируемое выше мнение, написав: «Жизнь не питается негэнтропией , как кошка лакает сливки» (Йоки 2005, стр. 32). В разделе «Операция жизни уменьшает физическую энтропию» ниже мы попытаемся более явным образом разъяснить взаимосвязь физической и информационной энтропии, показывая, что жизнь постоянно борется с физической энтропией с помощью информационных средств. Более того, предположение, что жизнь и только жизнь производит информацию, приводит к выводу, что жизнь процветает за счет физической энтропии.

Информация в биологическом контексте

В статье «Живое и неживое разделение» мы заявили, что информация может быть уничтожена, но также что ее можно копировать, а значит, и размножаться. Эти a priori свойств информации абстрактного и общего характера радикально отличают ее от материи и энергии. Мы также сделали акцент на необходимости, чтобы информация физически вписывалась в какую-либо опору.

Давайте теперь рассмотрим случай, представляющий биологический интерес, когда информационное сообщение связано с «рецептом», понимаемым как последовательность инструкций, которым необходимо следовать, чтобы сконструировать некоторый объект.Затем бит или блок битов в этом сообщении указывает этап процесса построения, следовательно, его семантическое содержание полностью зависит от его местоположения в сообщении. Обратите внимание, что местоположение определяется только в одномерном объекте , таком как последовательность, поэтому рецепт не может быть перенесен на объект, имеющий более одного измерения. Если объект, который позволяет изготавливать по рецепту, имеет более одного измерения, он не может сам действовать как рецепт. Однако поскольку он полностью указан в рецепте, он содержит, по крайней мере, тот же объем информации, что и сам рецепт.Информация, которую несет сфабрикованный объект, будет называться структурным , или аристотелевским, в отличие от символической информации , переносимой последовательностью, связанной с рецептом.

В биологии ДНК — важнейшая информационная поддержка. Символами его алфавита являются молекулы, а именно четыре нуклеиновых основания A , T , G и C . ДНК демонстрирует выдающуюся способность к точному копированию. Основной механизм копирования состоит из расщепления дополнительных цепей двойной спирали (что требует мало энергии, поскольку их сцепление водородными связями является слабым) и восстановления дополнительных цепей каждой из них, используемых в качестве шаблона.Чрезвычайно эффективные механизмы «корректуры» Сноска 4 в конечном итоге приводят к почти идеально точной копии.

ДНК действует точно как рецепт, поскольку ген определяет построение белка, а весь геном — фенотипа. Таким образом, ген или геном несут символическую информацию, тогда как белок или фенотип несут структурную информацию, заимствованную из символической информации гена или генома. Таким образом, свойства аннигиляции и размножения специфичны для символической информации, переносимой ДНК.Структурная информация может быть уничтожена только тогда, когда ее опора, то есть изготовленный объект, разрушена или повреждена, а не просто заменой старой информации какой-то новой; и, в отличие от символической информации, ее нельзя ни скопировать, ни дать указание на создание идентичного ей объекта. Фон Нейман действительно показал, что воспроизведение любого объекта требует, чтобы он содержал свое собственное символическое описание (von Neumann, 1966), следовательно, двойственность генома / фенотипа необходима как у живых существ (Pattee, 2007), так и в искусственных самовоспроизводящихся системах (Mange et al. al.2004 г.).

Мы уже ввели понятие потенциальной информации для обозначения информации, которую несет любое происходящее событие. Такое событие предоставляет полезную информацию только тогда, когда оно приводит к записи некоторой последовательности дискретных символов, то есть в символической информации в указанном выше смысле. На следующем рисунке показана взаимосвязь потенциальной, символической и структурной информации. Нельзя копировать ни потенциальную, ни структурную информацию. Преобразование потенциальной информации в символическую включает запись; преобразование символической информации в структурную требует семантики (рис.2).

Рис. 2

Необратимость передачи информации (или расширенная центральная догма). Можно копировать только символьную информацию, на что указывает двойная стрелка . Стрелка слева означает запись и пересекает границу между неодушевленным и живым мирами. Стрелка справа подразумевает семантику

Мы уже заметили, что особенность символической информации, которую несет, например, ДНК, состоит в том, что ее поддерживает одномерное .Таким образом, любой символ в информационном сообщении занимает в нем четко определенное место. Это свойство теряется в пространствах более высокой размерности, и оказывается, что оно необходимо для присвоения семантики посредством дерева, которое представляет информационное сообщение, как упоминалось выше. В более общем смысле, отношение порядка необходимо для выражения синтаксических правил, которые сами по себе необходимы для любого описания или спецификации. Белок — это трехмерный объект, и фенотип можно рассматривать как имеющий четыре измерения, если мы включим время в качестве релевантного измерения помимо пространственных (чтобы учесть развитие объекта; тогда необратимость времени другая причина невозможности копирования структурной информации).Невозможность копирования белков можно рассматривать как фактическое содержание «центральной догмы молекулярной генетики». По той же причине подобная невозможность существует на уровне фенотипа, что значительно расширяет ее охват.

Живые существа характеризуются процессами самоподдержания и самоконструирования, преобразующими символическую информацию своего генома в структурную информацию их фенотипа. Как ни парадоксально, это динамическое поведение в основном приводит к поддержанию зрелых фенотипов в их нынешнем состоянии, точно так же, как Красная Королева Льюиса Кэрролла должна бежать, чтобы оставаться там, где она есть.Процесс увеличения физической энтропии имеет тенденцию постоянно растворять структуры, и жизнь постоянно пытается противодействовать этому процессу. Хотя с нашей точки зрения разумно связывать созданные человеком машины с живым миром, дошедшие до нас машины по-прежнему не обладают свойством самоподдержания, которым обладают настоящие живые существа. Эти машины имеют дело только с информацией, поступающей извне, но не могут обрабатывать внутреннюю информацию из-за отсутствия рефлексивной функции. Машины будущего, несомненно, будут наделены способностью к самообслуживанию.

Живые существа — определение и примеры

Определение живых существ

Определение живых существ

A живых существ относится к любому организму или форме жизни, которые обладают или проявляют характеристики жизни или существования. Основными характеристиками являются следующие: наличие организованной структуры, потребность в энергии, реакция на стимулы и адаптация к изменениям окружающей среды, а также способность к размножению, росту, движению, метаболизму и смерти.В настоящее время живые существа подразделяются на три домена: (Eu) бактерии (настоящие бактерии), археи (архебактерии) и Eucarya (эукариоты).

Этимология

Термин живущий произошел от древнеанглийского lifende , что означает «живущий» или «имеющий жизнь». Термин вещь произошел от древнеанглийского þing , что означает «сущность», «существо», «тело» или «материя». Синонимы: организм; форма жизни; существо.

История

В то время как Земля предположительно составляет около 4.54 миллиарда лет , жизнь на Земле началась позже, вероятно, около 3,5 миллиарда лет назад , хотя другие считают, что жизнь могла начаться раньше.

Абиогенез

Происхождение жизни, также называемое абиогенез , относится к естественному процессу, в котором жизнь возникла из неживой материи. Как это произошло, остается предметом споров среди ученых. До сих пор нет единого мнения о том, как зародилась жизнь на Земле.

Первородный суп

«Первородный суп» относится к гипотетической модели первобытной Земли, в которой накапливались органические вещества и вода, напоминающие суп .Этот суп служил местом, где были синтезированы органические соединения. Широко признанным результатом исследований является эксперимент Миллера – Юри. По-видимому, смоделированная примитивная Земля благоприятствовала химическому синтезу основной структуры клеточной мембраны (например, фосфолипидов, образующих липидные бислои) и органических соединений из неорганических источников. Первородный суп также является указом гетеротрофной теории происхождения жизни, предложенной Александром Опариным и Джоном Бердоном Сандерсоном Холдейном.

Гипотеза мира РНК

Переход от неживых к живым существам мог происходить постепенно. Одна из популярных теорий, используемых сегодня, — это гипотеза мира РНК , которая предполагает, что изначальная жизнь была основана на РНК, потому что она может действовать как генетический материал и как катализатор. Эта основанная на РНК жизнь могла быть потомком нынешней жизни на Земле.

Строительные блоки РНК и ДНК, возможно, возникли и сформировались на астероидах из космоса, а затем достигли Земли через метеориты.По данным НАСА, в метеоритах они обнаружили азотистые основания РНК и ДНК, такие как аденин и гуанин. (1) Эти азотистые основания могли привести к спонтанному созданию РНК и ДНК.

Эти органические молекулы могли быть использованы первыми формами жизни, чтобы жить и размножаться. Самыми ранними формами жизни могли быть одноклеточные организмы, появившиеся в конце Хадейского Эона или в начале Архейского Эона. Это основано на обнаружении графита биогенного происхождения в Западной Гренландии, который оценивается в 3.7 миллиардов лет . (2) Организмы, лишенные мембраносвязанных органелл, вероятно, были первыми живыми существами, которые доминировали на Земле. Их называют прокариотами, группой, состоящей из бактерий и архей.

Эндосимбиотическая теория

Эндосимбиотическая теория утверждает, что эндосимбиоз между более крупной клеткой и прокариотом привел к появлению первого фотосинтетического эукариота. Основываясь на этой теории, более крупный эукариот мог поглотить прокариот, которые со временем трансформировались в полуавтономные органеллы, такие как хлоропласты и митохондрии внутри клетки.

Многоклеточность

Многоклеточная жизнь, вероятно, началась 600 миллионов лет назад и повторялась несколько раз в биологической истории. Самая популярная теория происхождения многоклеточности — это Теория Геккеля . Соответственно, многоклеточность впервые возникла, когда клетки одного вида объединяются в бластулеподобную колонию. Постепенно определенные клетки колонии подвергались клеточной дифференцировке. Однако эта теория все еще неадекватна для объяснения происхождения многоклеточности.

Эдиакарская биота, состоящая из одноклеточных и многоклеточных организмов, существовала в эдиакарский период, около 600 миллионов лет назад. В этой биоте впервые появились самые ранние животные. Они напоминают губки размером от 1 см до менее 1 метра. (3)

Кембрийский взрыв

Примерно 541 миллион лет назад внезапный всплеск жизни произошел в кембрийский период. Это упоминается как кембрийский взрыв . Появились самые разные растения и животные.В конце кембрия или раннего ордовика животные начали осваивать землю. С эволюцией наземных растений эволюционировали и разнообразились и животные. В конце концов, они колонизировали наземные среды обитания, в том числе и дальше вглубь суши.

Текущее население

По оценкам, общее количество видов на Земле в мае 2016 года составляет около 1 триллиона. (4) По данным переписи морской флоры и фауны 2011 года, на Земле насчитывается около 8,7 миллионов видов эукариот. (5) К сожалению, многие живые существа (вероятно, более пяти миллиардов видов), которые когда-либо жили на Земле, вымерли.

Классификация

Живое существо относится к любому организму, который демонстрирует жизнь. Ниже приведены примеры живых существ (сверху слева направо): археи, бактерии, протисты, грибы, растения и животные.

Живые существа изначально классифицировались как растения или животные . Хотя и животные, и растения являются эукариотами, их различают по определяющим характеристикам, например с точки зрения моторики, режима питания и клеточных функций.Животные, по сути, являются подвижными и гетеротрофными живыми существами, тогда как растения — неподвижными, фотосинтезирующими и имеют клеточную стенку. Однако бактерии и археи не являются ни растениями, ни животными, главным образом потому, что они являются прокариотами (т.е. лишены мембраносвязанных цитоплазматических органелл, включая ядро).

Что касается различия между бактериями и археями, одно из их различий заключается в РНК-полимеразе. У архей он состоит из десяти субъединиц. У бактерий их четыре.Другой пример — состав клеточной стенки. В клеточной стенке архей отсутствует пептидогликан, в то время как в клеточной стенке бактерий.

В настоящее время современная биологическая таксономия включает в себя классификацию живых существ на три области: (1) домен Eukarya, (2) домен Bacteria и (3) домен Archaea. Биологический домен является наивысшим таксономическим рангом организмов согласно трехдоменной системе таксономии Карла Вёза. Ниже домена находятся семь основных таксономических рангов. В порядке убывания они следующие:
Домен »Царство» Тип »Класс» Порядок »Семья» Род »Виды

Домен Eukarya включает в себя все живые существа, являющиеся эукариотами.К ним относятся животные, растения, грибы, водоросли и простейшие. В своих клетках они обладают мембраносвязанными органеллами.

Характеристики живых существ

Живые существа — это организмы, которые проявляют признаки жизни. Что отличает живые существа от неживых, так это следующие характеристики:

Организованная структура

Живые существа представляют собой организованную структуру. Это может быть одноклеточная, например, бактериальная клетка, или многоклеточная, например, животные и растения, состоящие из нескольких клеток.Клетка — это основная биологическая единица организма. Различные клеточные процессы выполняются клеткой организованным, систематизированным образом. Клетка состоит из протоплазмы, окруженной плазматической мембраной. Цитоплазматические структуры (например, органеллы), каждая из которых выполняет определенные роли и функции, приостановлены в цитозоле клетки.

Энергия требует

Живое существо требует энергии для выживания. Энергия необходима, поскольку она поддерживает многочисленные метаболические процессы в клетке.Один из способов синтеза энергии организмами — фотосинтез, при котором энергия света преобразуется в химическую. Другой способ — клеточное дыхание, при котором биохимическая энергия собирается из органического вещества (например, глюкозы) и затем накапливается в биомолекуле, несущей энергию, такой как АТФ, для дальнейшего использования.

Репродуктивная способность

Живое существо способно к воспроизводству. Есть два способа, которыми живые существа могут воспроизводить свои копии: половое размножение и бесполое размножение.При половом размножении мужские и женские половые клетки двух родителей объединяются и образуют зиготу, которая в конечном итоге разовьется в существо себе подобных. Бесполое размножение , напротив, представляет собой способ размножения, в котором не задействованы половые клетки. Потомство происходит только от одного родителя. Примеры включают двойное деление, бутонирование, вегетативное размножение, спорогенез, фрагментацию, партеногенез, апомиксис и нуцеллярный зародыш.

Рост

Живое растет.На клеточном уровне рост может относиться к при увеличении числа или к при увеличении размера . Увеличение количества клеток происходит за счет деления клеток. Стволовые клетки животных и меристематические клетки растений делятся, давая начало новым клеткам. Что касается увеличения размера клеток, то его часто связывают с увеличением цитоплазматической массы.

Клетка проходит ряд фаз клеточного цикла. Большую часть времени новая клетка, продуцируемая митозом, проходит интерфазу.Это фаза клеточного цикла, на которой клетка увеличивается в размерах. Если клетка не будет полностью дифференцирована, она сможет реплицировать свою ДНК, чтобы подготовиться к следующему делению клетки. У растений новые клетки увеличиваются в объеме за счет поглощения и хранения воды внутри вакуоли.

Некоторые из растительных клеток вырастают вторичную клеточную стенку между первичной клеточной стенкой и плазматической мембраной. На уровне ткани рост сосудистых растений бывает двух типов: первичный и вторичный. Первичный рост влечет за собой вертикальный рост, поскольку первичная ксилема формируется из прокамбия, тогда как вторичный рост связан с боковым ростом, вызванным образованием вторичной ксилемы из сосудистого камбия.

У высших форм животных рост тканей происходит по определенной схеме и предопределен генетически. Возможности регенерации не такие неограниченные, как у растений. Степень регенерации варьируется у разных видов. Например, саламандры могут регенерировать новые глаза или новые конечности, а люди — нет. Тем не менее, люди также способны регенерировать определенные части своего тела, такие как кожа и части печени.

Метаболизм

Метаболизм живого существа. Метаболизм относится к различным процессам, которые отвечают за поддержание живого состояния клетки или организма.Примеры тех, кто участвует в росте клеток, дыхании, размножении, ответе на стимулы, поддержке, биомолекулярном синтезе, удалении отходов и других гомеостатических процессах.

Существует две формы метаболизма: катаболизм и анаболизм . При катаболизме живые существа проводят химические реакции разложения, которые приводят к расщеплению сложных молекул на более мелкие единицы и получают энергию, которая выделяется в процессе. В анаболизме энергетические химические реакции строят молекулы из более мелких единиц.

Реагирует на раздражители

Живые существа реагируют на раздражители и приспосабливаются к изменениям окружающей среды. Он может обнаруживать изменения в окружающей среде, особенно по клеткам, которые функционируют как рецепторы. Например, у людей есть пять основных органов чувств: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. Другие чувства — это вестибулярное чувство (обнаруживает движение, направление и ускорение тела), чувство термоцепции, кинестетическое чувство (обнаруживает положение частей тела), внутреннее чувство (интероцепция) и так далее.Помимо обнаружения изменений в окружающей среде, он также может адаптироваться к этим изменениям.

Движение

Живое существо движется. Поскольку живое существо может обнаруживать раздражители из своего окружения, оно может реагировать соответствующим образом. Например, животные переходят на корм, спасаются от хищников и ищут потенциального партнера. В то время как животные могут двигаться по своему желанию, растения имеют довольно ограниченную форму движения, называемую натическим движением (например, тигмонастия, никтинастия).

Смерть

Живые существа умирают.У живого существа есть жизнь, и эта жизнь в конце концов заканчивается. Старение относится к биологическому старению. Это когда живые существа постепенно портятся в течение своей жизни. Организм постепенно теряет способность функционировать и справляться со стрессорами. Таким образом, он становится более уязвимым для болезней и дисфункций. На клеточном уровне клетка больше не делится, хотя может оставаться метаболически активной. Одна из естественных причин клеточного старения — укорочение теломер, приводящее к повреждению ДНК.И наоборот, некоторые живые существа считаются бессмертными , потому что они, кажется, обходят смерть. Примеры включают изменяющую возраст медузу Turritopsis doohmii , регенерирующих плоских червей и, казалось бы, неразрушимых тихоходок.

Неклеточная жизнь

Являются ли вирусы живыми существами? Этот вопрос так долго вызывал серьезные споры среди биологов. Некоторые считают вирусы живыми существами, поскольку они кажутся живыми , когда находятся внутри своего хозяина.Они обладают генетическим материалом, воспроизводятся и развиваются в результате естественного отбора. Однако другие не принимают их за живые существа, потому что они по сути мертвы вне своего хозяина. Вирусы не могут воспроизводиться самостоятельно.

Для этого они полагаются на механизмы клетки-хозяина. Таким образом, вирусы не являются абсолютно живыми или неживыми. Находясь вне своего хозяина, вирусы неактивны и кажутся неодушевленными. Находясь внутри своего хозяина, они становились активными, способными использовать структуры хозяйской клетки и реплицироваться.Вироиды — это еще одна группа, которая, по-видимому, ведет неклеточную жизнь. Они представляют собой инфекционные и патогенные короткие цепочки кольцевой одноцепочечной РНК.

Исследования

Изучение живых существ называется биологией (также называемой биологической наукой). Специалист в этой области называется биолог . Некоторые области биологических исследований включают морфологию, анатомию, цитологию, гистологию, физиологию, экологию, эволюцию, таксономию и патологию.

См. Также

Ссылки

  1. НАСА — Исследователи НАСА: Строительные блоки ДНК могут быть созданы в космосе .(2011, 1 января). Получено по ссылке
  2. Ohtomo, Y., Kakegawa, T., Ishida, A., Nagase, T., & Rosing, M. T. (2013). Доказательства биогенного графита в метаосадочных породах Исуа раннего архея. Nature Geoscience, 7 (1), 25–28. Ссылка
  3. История эволюции животных . (2000, 1 января).
  4. Исследователи обнаружили, что Земля может быть домом для 1 триллиона видов. NSF — Национальный научный фонд. (2016, 1 января). Получено с https: // www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=138446
  5. Перепись морской жизни. (2011, 24 августа). Сколько видов на Земле? По новой оценке, около 8,7 миллиона. ScienceDaily . Получено по ссылке

Дополнительная литература

© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется онлайн-редакторами биологии

Определение и примеры организмов — онлайн-словарь биологии

Организм
n., множественное число: организмы
[ˈɔɹ.ɡən.ɪ.zəm]
Биологическое определение организма: живое существо, которое имеет организованную структуру, может реагировать на раздражители, воспроизводить, расти, адаптироваться и поддерживать гомеостаз

Организм ссылается живому существу, имеющему организованную структуру, способному реагировать на раздражители, воспроизводить, расти, приспосабливаться и поддерживать гомеостаз. Таким образом, организмом может быть любое животное, растение, гриб, простейший, бактерия или археон на Земле. Эти организмы можно классифицировать по-разному.Один из способов — основываться на количестве составляющих его ячеек. Две основные группы — это одноклеточные (например, бактерии, археи и протисты) и многоклеточные (животные и растения). Организмы также можно классифицировать по их субклеточным структурам. Те, у кого есть четко выраженное ядро, называются эукариотами, а те, у кого нет — прокариотами. Оба они обладают генетическим материалом, но расположение отличается. У эукариот генетический материал находится внутри ядра, тогда как у прокариот он расположен в особой области, называемой нуклеоидом.Современная система классификации группирует живые существа на три отдельных домена: (1) археи (архебактерии), (2) бактерии (эубактерии) и (3) эукариоты (эукариоты). И археи, и бактерии являются прокариотическими организмами, в то время как Eucarya, как следует из названия, включает в себя всех эукариот. Научное исследование всех организмов называется биология . Биология — это область науки, целью которой является изучение структуры, функций, распределения и эволюции живых существ.

Организм Определение

Организм определяется как сущность с жизнью.И живые, и неживые существа в основном состоят из молекул. Однако живое существо можно отличить от неодушевленного предмета по его отличительным характеристикам. Например, организм состоит из одной или нескольких клеток. Эта структура состоит из молекул, которые производятся биологическим путем и встречаются в природе. Такие молекулы получили название биомолекул . Примерами являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы. Эти биомолекулы могут организовываться в сложные частицы, которые, в свою очередь, могут образовывать субклеточные структуры.Эти субклеточные структуры содержатся внутри клетки. Клетка считается основной биологической единицей, поскольку каждое живое существо состоит как минимум из одной клетки.

Организм (определение биологии): живое существо, имеющее организованную структуру, способное реагировать на раздражители, воспроизводить, расти, адаптироваться и поддерживать гомеостаз. Этимология: термин «организм» происходит от греческого «органон», что означает «инструмент». Синонимы: форма жизни; живое существо; живое существо. См. Также: жизнь, прокариот, эукариот

Одним из важнейших субклеточных компонентов клетки является хромосома. Хромосома несет генетический материал. У бактерий и архей хромосома представляет собой кольцевую цепь ДНК. У людей и других высших форм организмов это нитевидная линейная цепь ДНК.

Часть ДНК, которая отвечает за физические и наследственные характеристики организма, называется геном .Гены кодируют аминокислоты, белки и молекулы РНК. Белки — одна из самых распространенных групп биомолекул. Многие из них являются ферментами, катализирующими многие биологические процессы.

Изменения, связанные с геном, могут привести к мутациям. В результате могут возникнуть новые особенности. Хотя некоторые мутации могут быть летальными или вызывать пагубные последствия, существуют также определенные мутации, которые могут привести к положительным результатам. Мутации могут управлять эволюцией и естественным отбором. Приобретение новых черт в результате этих мутаций может быть полезным для выживания вида.Например, штамм бактерий, изначально восприимчивых к антибиотикам, может трансформироваться и стать устойчивым к антибиотикам, когда приобретет новые гены. В этом отношении организм, следовательно, способен к изменению (путем мутации) и адаптации.

Помимо ферментов, многие биологические реакции требуют энергии. Наиболее распространенной формой энергии, используемой живым существом, является АТФ, то есть химическая энергия, используемая для подпитки различных биологических реакций. У растений и других фотосинтезирующих организмов световая энергия преобразуется в химическую энергию в процессе фотосинтеза.Другой способ производства энергии — клеточное дыхание. Клеточное дыхание — это клеточный процесс, в котором углеводы перерабатываются для производства химической энергии.

Организмы метаболизируются. Это означает, что они выполняют процессы, которые поддерживают их жизнь. Метаболические процессы включают рост, реакцию на раздражители, размножение, удаление отходов и биосинтез. Две формы метаболизма — анаболизм и катаболизм. Анаболизм включает реакции, требующие энергии, которые приводят к накоплению биомолекул.И наоборот, катаболизм включает в себя процессы разрушения частиц на более простые молекулы. Живые существа осуществляют эти метаболические процессы организованным, систематизированным образом. У них есть разнообразные регуляторные механизмы, обеспечивающие поддержание и поддержание гомеостатических условий.
Организмы способны обнаруживать раздражители и реагировать на них. Они могут обнаруживать изменения в своей среде. У людей и других животных есть чувства, чтобы обнаруживать раздражители. Пять основных чувств — это зрение, обоняние, осязание, вкус и слух.Ответ имеет решающее значение для выживания. Например, отдельный организм может уйти от источника стимулов. Другие могут двинуться к нему.

Организмы могут воспроизводиться. Они могут дать начало другому подобному виду (виду). По сути, это можно сделать двумя способами: (1) половым размножением, то есть с участием гамет, или (2) путем бесполого размножения, т. Е. Размножением без гамет. При бесполом размножении потомство является клоном родителя. При половом размножении потомство представляет собой новую особь, образованную объединением половых клеток.

Организмы проходят жизненные стадии. Потомство вырастет до зрелого возраста, что означает фазу, на которой оно также способно к воспроизводству. На клеточном уровне рост влечет за собой увеличение размера или увеличения числа. Увеличение размера клетки — это увеличение размера клетки по мере того, как она синтезирует и хранит биомолекулы. Увеличение количества влечет за собой увеличение количества клеток за счет клеточного деления.

Рекомендовано: Игральные карты Biochemi Macromolecule, от Digitalworldbiology.com. Отличное занятие для изучения четырех основных групп биомолекул: жиров, углеводов, нуклеиновых кислот и белков.

Типы организмов

Существует множество способов классификации организмов. Узнайте ниже.

Прокариоты и эукариоты

Живые существа можно разделить на две основные группы: эукариоты и прокариоты. Выше показаны два типа ячеек. Эукариотическая клетка (слева) имеет ядро ​​и другие мембраносвязанные цитоплазматические структуры, в отличие от прокариотической клетки (справа), в которой они отсутствуют.

Ядро — это органелла, имеющая мембрану (называемую ядерной оболочкой), перфорированную отверстиями (называемыми ядерными порами , ). Внутри ядра находится генетический материал и ядерные тела, взвешенные в нуклеоплазме. Нуклеоплазма — это материал протопласта внутри ядра. Эти ядерные структуры отсутствуют в прокариотической клетке.

Ядро эукариотической клетки — это место, где происходит репликация ДНК (процесс дублирования сегмента ДНК) и транскрипция (процесс, при котором продуцируется транскрипт мРНК).Наоборот, эти процессы происходят в цитоплазме прокариотической клетки. Наличие ядра разделяет генетический материал и эти процессы. Ядерная оболочка препятствует легкому проникновению молекул и тем самым регулирует прохождение молекул в ядро ​​и из него. Однако есть случай, когда ядро, по-видимому, , исчезает . Во время деления клетки ядерная оболочка распадается, позволяя хромосомам разделиться и перемещаться к противоположным полюсам, а затем восстанавливается, чтобы разделить генетический материал в каждой из двух новых клеток.

Помимо ядра, другие мембраносвязанные органеллы, обнаруженные в эукариотической клетке, которые не присутствуют в прокариотической клетке, — это митохондрии, пластиды, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы и эндосомы. Из-за наличия более крупных цитоплазматических структур эукариотическая клетка заметно больше прокариотической клетки.

Что общего между прокариотической клеткой и эукариотической клеткой, так это наличие генов, хранящих генетическую информацию. Рибосомы (цитоплазматические структуры, которые служат местом синтеза белка) также присутствуют в обоих типах клеток.Тем не менее, прокариотические рибосомы — это 70S (состоящие из 50S и 30S), тогда как эукариотические рибосомы — это 80S (состоящие из 60S и 40S). И хотя рибосомы прокариот образуются в цитоплазме, процесс синтеза рибосом включает как цитоплазму, так и ядрышко ядра у эукариот.

Примерами прокариот являются бактерии и археи, тогда как эукариоты включают протистов, грибы, растения и животных.

Сравнение одноклеточных и многоклеточных

Организмы можно описать как одноклеточные (одноклеточные) или многоклеточные. Одноклеточные организмы — это организмы, состоящие только из одной клетки. И наоборот, многоклеточных организмов состоят из множества клеток, которые действуют как единое целое, выполняющее определенную функцию. Примерами одноклеточных прокариот являются бактерии и археи, а одноклеточные эукариоты — протисты и некоторые грибы. Многоклеточные организмы включают растения и животных.

В многоклеточных организмах группа клеток составляет ткань. Клетки в ткани имеют аналогичную структуру и функции.Примерами тканей животных являются нервная ткань, мышечная ткань, сосудистая ткань и соединительная ткань. Что касается растений, примерами тканей являются меристематические ткани, постоянные ткани и репродуктивные ткани. Группа тканей, которые организованы в анатомическую единицу, называется биологическим органом . Примеры органов животных: сердце, легкие, мозг, желудок, кожа, поджелудочная железа, печень, кишечник, почки и половые органы. У растений органы — это корни, стебли, листья, цветы, плоды и семена.

У животных органы могут далее организовываться в систему органов . У людей и других позвоночных это следующие системы: покровная система, лимфатическая система, мышечная система, нервная система, репродуктивная система, дыхательная система, скелетная система, эндокринная система, иммунная система и мочевыделительная система. Каждая из этих систем выполняет определенную функцию. Например, пищеварительная система отвечает за переваривание пищи. Сердечно-сосудистая система предназначена для транспортировки биомолекул и веществ по всему телу.В то время как у многоклеточного живого существа есть отдельные системы для выполнения определенных задач, одноклеточный организм будет выполнять эти жизненные процессы как единая независимая единица.

Таксономическая классификация

Живые существа классифицируются по трем основным областям, как это было предложено Карлом Вёзе. Этими доменами являются археи, эубактерии (настоящие бактерии) и эукарии. Ниже домена находятся другие основные таксономические уровни: царство, тип, класс, отряд, семейство, род и вид.

Домен архей и домен эубактерий

Археи и эубактерии являются прокариотами, тогда как эукариотами являются эукариоты.Таким образом, как у архей, так и у эубактерий отсутствуют отдельные мембраносвязанные органеллы. Однако между ними есть тонкие различия, которые привели к их разделению на отдельные области. У архей есть гены и определенные метаболические пути, которые более тесно связаны с эукариотами, чем с эубактериями. Например, ферменты транскрипции и трансляции больше похожи на ферменты эукариот, чем на ферменты эубактерий. Таким образом, им дается отдельная область, поскольку они имеют особенности, отличные от настоящих бактерий.

Домен Eucarya

Список живых организмов, принадлежащих домену Eucarya, выглядит следующим образом:

Протисты

Протисты — это живые существа, характеризующиеся относительно простой организацией. Некоторые из них одноклеточные, другие — многоклеточные. Другая группа протистов является колониальной, то есть они образуют колонию независимых клеток. Они живут в водных средах обитания и не имеют специальной организации тканей. Примерами являются животные-подобные простейшие, похожие на растения водоросли, грибы-подобные простейшие, слизистые и водяные формы.

Рисунок 1: Различные виды протистов. Предоставлено: библиотеки LibreTexts, CC BY-NC-SA 3.0.
Грибы

Грибы — это эукариоты, которые известны своим гетеротрофным режимом питания, поскольку им не хватает хлорофилла (пигмента, необходимого для фотосинтеза). Многие из них нитевидные. Нити, называемые гифами, представляют собой многоклеточные структуры, образующие мицелий. Они используют свои гифы для поглощения пищи. Они похожи на растения наличием клеточной стенки. Их способ размножения — образование спор.Тип спор, которые они производят (например, бесполые или половые ) используется в качестве основы для дальнейшей классификации их на совершенные грибы (производящие как бесполые, так и половые споры) или несовершенные грибы (производящие только бесполые споры). Примеры грибов: дрожжи, ржавчина, вонючка, плесень, клубни, плесень и грибы.

Рис. 2: Грибы включают гетеротрофных эукариот, которые обычно нитевидные, лишенные хлорофилла, с хитиновой клеточной стенкой и образующие споры.
Растения

Растения — многоклеточные фотосинтезирующие формы жизни.Одной из основных отличительных черт растений является наличие хлоропластов, содержащих системы хлорофилла, которые собирают световую энергию от источника света для преобразования в химическую энергию посредством фотосинтеза. Это автотрофные эукариоты. Они способны производить сахар (в пищу) из углекислого газа, воды и световой энергии. При фотосинтезе кислород является побочным продуктом. Через устьиц растение выделяет кислород в окружающую среду. Помимо хлоропластов, присутствуют другие пластиды — это хромопласта (пластиды, которые хранят пигменты) и лейкопластов, (непигментированные пластиды, используемые в основном для хранения пищи).Обычно самой крупной цитоплазматической структурой в растительной клетке является вакуоль, которая используется для осморегуляции и регулирования тургорного давления. Размножаются растения бесполым и половым путем. Бесполое размножение происходит за счет бутонизации, образования спор, фрагментации и бутонизации. Половое размножение включает мужские и женские гаметы. В частности, у трахеофитов есть жизненный цикл, состоящий из чередующихся фаз спорофита и гаметофита.

Рисунок 3: Различные типы растений
Животные

Животные — это многоклеточные эукариоты.Клетки в ткани соединяются через соединения клеток (например, плотные соединения, щелевые соединения и десмосомы). Отсутствие в них хлоропластов (и зеленого пигмента хлорофилла) делает их неспособными к фотосинтезу. Таким образом, они полагаются на другие организмы для пропитания. Таким образом, животные, как и грибы, тоже гетеротрофны. У них могут отсутствовать клеточные стенки, но у них есть скелетная система, обеспечивающая структурную поддержку. Они также обладают органами чувств, такими как глаза, нос, кожа, уши и язык, для обнаружения раздражителей.Сенсорная информация передается в мозг для обработки. Ответ может быть ретранслирован в целевую соту, например другой нерв или мышца, вызывающие действие. Большинство животных размножаются половым путем. Гаплоидная мужская гамета соединяется с гаплоидной женской гаметой, образуя диплоидную зиготу. Животные дышат, набирая кислород на вдохе, а затем выделяя углекислый газ на выдохе.

Рис. 4. Животные — это многоклеточные эукариотические организмы Королевства Животных.

Вирусы и вироиды

Вопрос о том, являются ли вирусы организмами или нет, является предметом споров.Подобно живым существам, вирусы имеют генетический материал. Однако очевидно, что они живы только тогда, когда находятся внутри хозяина. В противном случае они биологически неактивны. Когда они активны, они используют биологические механизмы хозяина, особенно для репликации. Помимо вирусов, еще одним примером бесклеточной сущности являются вироиды. Они кажутся живыми, поскольку являются патогенными. Они также содержат генетический материал (например, короткую цепь РНК).

Рисунок 5: Иллюстрация структуры вируса.ДНК (красный) содержится внутри капсида (синий). Внешний слой, усеянный молекулами белка (желтый), окружает всю структуру.

Структура организма

Одноклеточный или многоклеточный организм состоит из основной единицы жизни — клетки. Как упоминалось ранее, клетка — это фундаментальная единица всего живого. Это мембраносвязанная структура, содержащая различные цитоплазматические структуры. Прокариоты и одноклеточные эукариоты могут существовать как функционально независимые единицы жизни.И наоборот, у многоклеточных эукариот есть несколько клеток, которые действуют как единое целое, выполняя определенную функцию.

Живая клетка содержит протопласт, заключенный в плазматическую мембрану. Протопласт содержит цитозоль и цитоплазматические структуры, такие как органеллы и включения. У эукариот основные органеллы включают ядро, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, митохондрии и хлоропласты. Каждая из этих органелл специализируется на выполнении определенной задачи. Например, ядро ​​ является центром управления клеткой.Гены внутри ядра несут коды , которые определяют последовательность аминокислот и белков.

Когда клетке нужен определенный белок, кодирующий его ген открывает , чтобы создать транскрипт (мРНК). Позднее транскрипт транслируется на рибосоме, прикрепленной к эндоплазматическому ретикулуму, так что вновь продуцируемый белок претерпевает созревание внутри эндоплазматического ретикулума. Когда это сделано, белок направляется в аппарат Гольджи для метки .Метка определяет, куда будет идти белок в следующий раз, то есть для транспортировки за пределы клетки или внутри нее.

Митохондрия (множественное число: митохондрии) представляет собой полуавтономную органеллу, которая отвечает за выработку АТФ (посредством цикла лимонной кислоты и путей окислительного фосфорилирования). Это полуавтономная органелла, потому что у нее есть собственный генетический материал. Точно так же хлоропласт, который в основном предназначен для фотосинтеза, также является полуавтономным, потому что у него есть собственная ДНК. Эти внеядерные ДНК отличаются от ядерной ДНК.Фактически, он используется в качестве основы в теории эндосимбиотиков . Согласно этой теории, эти полуавтономные органеллы, вероятно, являются ранними прокариотами, которые были поглощены более крупной клеткой. В конце концов, прокариот внутри большой клетки адаптировался и стал жить в симбиозе со своим хозяином.

Эволюция организмов

Рисунок 6: Филогенетическое древо

Эдиакарский период — один из самых известных геологических периодов. В этот период произошел всплеск жизни одноклеточных и многоклеточных организмов.

До сих пор неясно, как зародилась жизнь. Существует несколько теорий, объясняющих, как возникла жизнь на Земле. Например, в Abiogenesis предполагается, что жизнь произошла из неживой материи, и процесс, который заставил ее произойти, вероятно, занял несколько миллиардов лет.

Первобытная земля изображена как первобытный суп. Его сравнивали с супом, потому что Земля могла быть водной средой обитания, содержащей различные соединения, особенно РНК.

Согласно гипотезе мира РНК, предполагается, что изначальная жизнь была основана на РНК.Это потому, что РНК — это молекула, которая может действовать как генетический материал и в то же время как катализатор. Недавно НАСА предположило, что метеориты, упавшие на Землю из космоса, могли быть источником строительных блоков РНК (а также ДНК). Это предположение связано с азотистыми основаниями, которые они нашли в метеоритах. (Ссылка 1) Это могло означать, что самые ранние организмы не имели органелл и, следовательно, были прокариотами.

Органеллы, вероятно, возникли в результате симбиоза между меньшей и большей клеткой.Меньшая клетка могла трансформироваться в полуавтономные органеллы, такие как митохондрия или хлоропласт. Одним из контрольных признаков того, что это может быть правдой, является сходство рибосом 70S митохондрий с рибосомами прокариот.

Гипотетический первобытный организм, откуда произошла вся жизнь на Земле, упоминается как Последний всеобщий общий предок (LUCA). Этот общий предок мог существовать от 3,5 до 3,8 миллиарда лет назад (палеоархейская эпоха). (Ссылка 2, 3)

Диаграмма, называемая эволюционным деревом (также известное как древо жизни), может быть полезным инструментом в изучении филогенетических отношений. То, как организмы переходили из одной формы в другую, показано ветвями дерева. С его помощью можно также отследить и идентифицировать общее происхождение организмов. Отслеживание эволюционного курса всего живого приведет к LUCA. Однако не все ученые поддерживают эту теорию. Например, Жан-Батист Ламарк опроверг эту теорию.Он верил в жизнь, возникающую не из одного, а из многих. (Ссылка 4)

Многоклеточные организмы могли появиться около 600 миллионов лет назад. В геологической истории происходили циклические всплески жизни и массовые вымирания. Один из заметных взрывов жизни произошел в эдиакарский период. Предполагается, что эдиакарская биота состоит из одноклеточных и многоклеточных живых существ. Еще один всплеск жизни произошел в кембрийский период (около 541 миллиона лет назад).В 2016 году количество видов, населяющих Землю, оценивается примерно в 1 триллион. (Ссылка 5)

Попробуйте ответить на викторину ниже и узнать, что вы узнали об организмах.

Следующий

Жизнь и сознание — Ведантический взгляд

Commun Integr Biol. 2015 сентябрь-октябрь; 8 (5): e1085138.

Бхакти Нискама Шанта

Институт Шри Чайтанья Сарасват; Говинда Шетти Паля, Конаппана Аграхара; Электронный город, Бангалор, Карнатака, Индия

Институт Шри Чайтаньи Сарасвата; Говинда Шетти Паля, Конаппана Аграхара; Электронный город, Бангалор, Карнатака, Индия

Поступило 7 июля 2015 г .; Пересмотрено 16 августа 2015 г .; Принята к печати 17 августа 2015 г.

Copyright © 2015 Автор (ы). Опубликовано по лицензии Taylor & Francis Group, LLC Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/), которая разрешает неограниченное некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы. Неимущественные права названных авторов подтверждены. Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

В прошлом философы, ученые и даже общее мнение без труда принимали существование сознания так же, как существование физического мира. После появления ньютоновской механики наука приняла полное материалистическое представление о реальности. Ученые начали выдвигать гипотезы, такие как абиогенез (происхождение первой жизни из скопления атомов и молекул) и теория Большого взрыва (теория взрыва для объяснения происхождения Вселенной).Как Вселенная стала такой, какой она есть сейчас, — ключевой философский вопрос. Гипотеза о том, что он возник из ничего (предложенная, в частности, Стивеном Хокингом), оказывается несостоятельной, поскольку квантовый вакуум вряд ли можно считать пустотой. В современной науке принято считать, что материя существовала до того, как возникла Вселенная. Современная наука выдвигает гипотезу о том, что проявление жизни на Земле — не что иное, как простое увеличение сложности материи и, следовательно, результат эволюции материи (химической эволюции) после Большого взрыва.После проявления жизни современная наука считала, что химическая эволюция трансформировалась в биологическую эволюцию, которая затем вызвала все биоразнообразие на нашей планете. Онтологический взгляд на организм как на сложную машину предполагает жизнь как случайное явление без какой-либо внутренней цели. Этот подход в науке не оставляет места для субъективного аспекта сознания в его попытке познать мир как отношения между силами, атомами и молекулами. С другой стороны, веданская точка зрения утверждает, что происхождение всего материального и нематериального является разумным и абсолютным (необусловленным).Таким образом, разумная жизнь примитивна и воспроизводится сама по себе — omne vivum ex vivo — жизнь происходит из жизни. Это научно подтвержденный закон опыта. Жизнь по своей сути познавательна и сознательна. И сознание, которое является фундаментальным, проявляется в постепенных формах всей разумной и неодушевленной природы. В отличие от идеи объективной эволюции тел, представленной Дарвином и его последователями, Веданта отстаивает идею субъективной эволюции сознания как развивающегося принципа мира.В этой статье была сделана попытка выделить несколько важных достижений в поддержку разумного взгляда на жизнь в научных исследованиях, что привело к сдвигу парадигмы в нашем понимании жизни и ее происхождения.

Ключевые слова: искусственный интеллект, мозг, сознание, чувствительность клеток, дарвинизм, машина, разум, происхождение жизни, организм, телеология

Введение

Следуя редукционистскому подходу, биологи пришли к общему мнению, что тело животное удерживается мышцами, костями, сухожилиями и так далее.Однако, несмотря на наличие этих анатомических частей, без сознания тело рухнет на землю. Следовательно, сознание — это сила внутри тела, и только когда оно осознает, оно встанет и выполнит свои обычные действия. В тот момент, когда сознание уходит, тело разрушается. Концепция осознания (деятельности сознания) представляет большой интерес для анестезиологов, и в этой области науки считается, что бессознательное состояние приводит к забывчивости боли.Однако, когда пациенты подвергаются глубокой эфирной анестезии после выздоровления, некоторые не могут вспомнить свою операцию или обсуждение, но у некоторых появляются новые психологические симптомы. Через некоторое время, после полного выздоровления и под гипнозом, обнаруживается, что некоторые пациенты вспоминают сказанное слово, идентифицируют речь и интерпретируют значение. В некоторых случаях это может привести к опасной для жизни психологической травме. 1 Другими словами, в живом теле есть не только молекулы, кости, ткани и так далее.В основе тела лежит сознание. 2

Образно предполагая организм как машину, биологи пытаются примириться со многими его свойствами и особенностями. Следуя этому подходу, биологи сделали лишь попытку открыть физические свойства и химические процессы различных биомолекул, присутствующих в теле живого организма. Такие механические исследования живых организмов всегда не давали никаких успешных механических объяснений живых организмов.Следовательно, такой редукционистский анализ — всего лишь претензия на изучение жизни, но на самом деле он имеет дело только с изучением мертвой материи ( abiology ). Как мы очень хорошо знаем, «организм — это то, с чем не может справиться научный метод; это твердая, круглая, гладкая гайка, которую экспериментальный анализ не может ни расколоть, ни раскрутить в любой точке. Как только в нем делается дыра, он взрывается, как капля принца Руперта, и исчезает ». 3 Нобелевский лауреат Сент-Дьёрдьи также блестяще представил результат механистического взгляда на организм:

«По мере того, как ученые пытаются понять живую систему, они переходят из измерения в измерение, от одного уровня сложности к другому. следующий нижний уровень.Я следовал этому курсу в своих собственных исследованиях. Я перешел от анатомии к изучению тканей, затем к электронной микроскопии и химии и, наконец, к квантовой механике. В этом нисходящем путешествии по шкале измерений есть своя ирония, потому что в моих поисках секрета жизни я обнаружил атомы и электроны, в которых вообще нет жизни. Где-то по ходу жизнь ускользнула из моих пальцев. Итак, в старости я возвращаюсь по своим следам, пытаясь пробиться назад ». 4

Традиционно и в восточной, и в западной философии жизнь понимается как познавательный или разумный принцип.Чувство невозможно искусственно создать с помощью какого-либо благородного механического и химического устройства мертвых атомов и молекул. Например, в древней восточной философии, основанной на парадигме Веданты или Бхагават, призыв к Шри Ишопанишад обеспечивает концепцию «Органического холизма»: 5 « oḿ pūrnam adah pūrnam adah pūrnam idaa pūrnātārāārva — «Органическое целое» производит «органическое целое». «Органическое целое» не может возникнуть из частей, которые необходимо собрать.Этот процесс может производить только неорганические, механические или химические процессы, но не живые организмы ». Аналогичный вывод сделал Рудольф Вирхов в 1858 году: « omnis cellula e cellula » («каждая клетка происходит из клетки»). 6 В 1864 году Луи Пастер также продемонстрировал, что жизнь не может возникнуть из неживого (абиогенез невозможен), и с экспериментальными данными установил теорию биогенеза: Omne vivum ex vivo — Жизнь происходит из жизни. Зигота к взрослому эмбриональному развитию каждого вида также следует фиксированной уникальной схеме, ведущей к производству взрослого организма этого конкретного вида.Дриш объяснил это последовательностью результатов, в которых эмбриологический рост прогрессировал за счет взаимодействия ядра и цитоплазмы:

«Поскольку она содержит ядро, каждая клетка во время развития несет в себе совокупность всех зачатков; поскольку он содержит конкретное тело цитоплазматической клетки, он может реагировать только на определенные эффекты. Когда ядерный материал активируется, то под его руководством цитоплазма его клетки, которая сначала повлияла на ядро, в свою очередь изменяется, и, таким образом, создается основа для нового элементарного процесса, который сам по себе является не только результатом, но и причина». 7

Эта впечатляющая реализация концепции ядерно-цитоплазматического взаимодействия и ядерной эквивалентности в конце концов заставила Дриша отказаться от представления о живом организме как о физической машине. Изучая естественную историю, исследователи также сообщили, что многие живые организмы никогда не эволюционировали в различные новые анатомические структуры; скорее, они оставались неизменными даже в течение сотен миллионов лет. 8 Этот неизменный аспект организма известен в летописи окаменелостей как застой.В молекулярной генетике организмы намеренно и агрессивно действуют, чтобы исправить или уничтожить случайные мутационные изменения. 9 Многие аналогичные наблюдения в литературе устанавливают, что сохранение видов является естественной характеристикой жизни. Способность жизни сохранять свой собственный вид бросает серьезный вызов дарвиновскому градуализму. Живые организмы проявляют много таких явно заметных целенаправленных или телеологических действий (самоопределение, самообразование, самосохранение, самовоспроизведение, самовосстановление и т. Д.), Которые отличают их от неодушевленных механических и химических систем.Дарвин Происхождение видов призывает естественный отбор для объяснения целенаправленной деятельности живых организмов, но настаивает на том, что случайные мутации несут исключительную ответственность за постепенное, но устойчивое появление более сложных организмов. Эта иррациональная неспособность научно объяснить, как возникают новые типы телосложения при изучении жизни и ее эволюции, является основным недостатком дарвинизма. 10 Несмотря на это, с середины 19-го века до последних нескольких десятилетий 20-го века биология была свидетелем полного доминирования этой механистической неодушевленной картины, навязанной Дарвином, для разумного живого организма.Такое неверное представление о жизни (механистическая неодушевленная картина для разумного живого организма) можно назвать абиологией . С другой стороны, как мы обсудим в этой статье, биология 21 века убедительно доказывает разумную природу всех живых организмов, таким образом отвергая любую важную роль дарвиновской объективной эволюции и пытаясь понять эволюцию разумности. Настоящая статья представляет собой попытку разработать, как ранее исключенные концепции подлинной биологии были снова подтверждены эмпирическими данными.

Вездесущность сознания

В семнадцатом веке французский философ Рене Декарт утверждал, что только человеческое тело имеет душу, а все остальные организмы — это просто автоматы, состоящие из мяса и костей. По словам Декарта, «Животные подобны роботам: они не могут рассуждать или чувствовать боль». 11 В книге Introduction to Animal Rights Гэри Франсионе описывает ожидаемые последствия этой картезианской точки зрения.

«Декарт и его последователи проводили эксперименты, в которых они прибивали животных лапами к доскам и разрезали их, чтобы обнажить их бьющиеся сердца.Они жгли, ошпаривали и калечили животных всеми возможными способами. Когда животные реагировали так, как будто они страдают от боли, Декарт отклонил эту реакцию как не отличающуюся от звука машины, которая работала неправильно. Плачущий пес, утверждал Декарт, ничем не отличается от скулящего механизма, которому нужно масло ». 12

Исходя из этой идеологии, многие невинные животные ежедневно подвергаются жестокому обращению с целью получения еды, развлечений, исследований и получения прибыли.Под влиянием такого образа мыслей большинство ученых также думали, что только люди обладают сознанием, а все другие существа — нет. Однако повсеместное распространение сознания у всех живых организмов является привлекательной альтернативой. Кембриджская декларация о сознании животных, не являющихся людьми, была публично провозглашена и подписана ведущими учеными на Первой ежегодной конференции памяти Фрэнсиса Крика в 2012 году. хорошо быть вездесущими, вплоть до простейших организмов. 14 Они обсуждают различные опубликованные результаты, которые устанавливают присутствие сознания у множества организмов, даже у тех, у которых нет органа мозга (растения и одноклеточные организмы, такие как бактерии). Эшель Бен-Джейкоб был пионером в изучении бактериального интеллекта и социального поведения бактерий. Бен-Джейкоб заявил, что все организмы, даже самые примитивные (фундаментальные), должны уметь чувствовать окружающую среду и выполнять внутреннюю обработку информации, чтобы использовать скрытую информацию, встроенную в сложную среду их обитания. 15 Затем он предположил, что, действуя сообща, бактерии могут более эффективно выполнять эту элементарную когнитивную функцию, что можно проиллюстрировать их совместным поведением. Фундаментальные (примитивные) элементы познания в таких системах включают интерпретацию (химических) сообщений, различение внутренней и внешней информации, а также различие между собой и не-саморазличие (сверстники и мошенники). 15 Одноклеточные организмы проявляют обучаемость, память, ожидание, управление рисками и другие аспекты когнитивного поведения. 16 Таким образом, убедительные доказательства клеточной биологии заставляют биологов признать, что даже самые маленькие клетки являются разумными существами. 17

Индивидуальная чувствительность клеток в каждой клетке многоклеточных организмов

Мы должны отметить, что не только одноклеточные организмы проявляют когнитивное поведение, но даже отдельные клетки в многоклеточных организмах демонстрируют индивидуальное когнитивное поведение. Гаметы многоклеточных живых существ демонстрируют связь между клетками и хемотаксис, подобную разумным. 18 Сперматозоиды и ооциты используют несколько когнитивных передатчиков. 19 Даже клетки растений обладают сенсорным восприятием и способностью интегрировать эти множественные сенсорные восприятия в адаптивные действия. 20 Растительные клетки и нейроны других многоклеточных организмов производят разумные потенциалы действия. 21 Корневые клетки растений проявляют чувствительные черты в переходной зоне, интерполированной между апикальной меристемой и областью удлинения. 22

Существует также множество эмпирических данных, которые устанавливают чувствительность клеток с точки зрения их функций.Клетки могут когнитивно читать окружающую их среду, анализировать полученную информацию и затем выполнять необходимые действия, чтобы продолжить свое выживание. 23 Это скоординированное действие клеток известно как передача сигналов клетки, что подтверждает возможность того, что клетка тоже имеет разум. Живые клетки регулируют практически все функции клеток, включая синтез ДНК, синтез РНК, синтез белка, деление клеток, дифференцировку клеток, морфогенез и нейроэндокринную регуляцию. 24 Клетки когнитивно контролируют различные клеточные процессы, и в случае ошибки или повреждения клетка может обнаружить проблему.Ячейка активирует контрольную точку и останавливает весь цикл до тех пор, пока все не будет точно установлено для дальнейшего продвижения цикла. 25 Клетки выполняют запрограммированную гибель клеток, когда они совершают самоубийство, следуя организованному каскаду событий, известному как апоптоз. 26 Клетки многоклеточного организма используют различные клеточные рецепторы для различных функций. Для координации функций в клеточных сообществах они используют интеграционные рецепторы, которые реагируют на информационные сигналы. В различных средах, используя межклеточные сигнальные молекулы, клетки могут выбирать и выполнять различные важные действия. 27 Рецепторы идентичности также известны как рецепторы собственной личности или рецепторы гистосовместимости, и они помогают клеткам обрести индивидуальную и коллективную идентичность. 28 Следовательно, они помогают клеточным сообществам коллективно реагировать на центральную команду — и используются иммунной системой в многоклеточных организмах, чтобы отличить себя от захватчика.

Мы не должны заблуждаться, что биологи — единственные, у кого есть монополия на изучение и понимание жизни.В этом отношении Шредингер может стать источником вдохновения для всех. Будучи квантовым физиком, а не биологом, Шредингер в 1944 году написал классическую монографию под названием Что такое жизнь? 29 Структура материального носителя информации от одной формы жизни к другой (генетическая информация) и живые организмы, питающиеся своей отрицательной энтропией, — это две хорошо известные идеи Шредингера в . Что такое жизнь? В этом эссе и некоторых других работах Шредингер также развил свои мысли о природе сознания и Самости, особенно с веданской точки зрения.Цитируя Веданту, Шредингер в основном пытался объяснить, что сознание — это только одно, единственное, отождествляемое со своим универсальным источником ( Брахман, ), и он полагал, что воспринимаемая пространственная и временная множественность сознания — это просто видимость или иллюзия ( māyā ). . Однако это распространенное заблуждение среди монистов (философия Шрипада Ади Шанкарачарьи Kevala Advaita или Māyāvādā ) в индийской ведантической традиции. Стих 2.12, 30,31 из Шримад Бхагавад-гита полностью опровергает идею сингулярности сознания, где Бхагаван Шри Кришна говорит Арджуне: « na tv evāhaḿ jātu nāsaḿ na tva neme janādā atah param — Никогда не было времени, когда ты, я или все эти цари не существовали, точно так же, как мы существуем в настоящем, так же мы существовали в прошлом, поэтому мы продолжим существовать в будущем ». Следовательно, согласно веданским воззрениям, множественность индивидуумов — это вечный факт, и это подтверждается в других ведических источниках ( Kaṭha Upaniad 2.2.13 гласит: нитйо нитйанам четанаш четананам — Мы вечны, нас много, и Верховный Абсолют также вечен, но Он один) и от подлинных учителей, таких как Шрипад Рамануджа Ачарья и другие вайнавы Ачарьи. NPR также сообщил в 2010 году, что «микробных клеток в нашем организме в 10 раз больше, чем клеток человека. Это означает, что мы на 90 процентов микроби и на 10 процентов люди… » 32 Помимо нашей собственной индивидуальности, мы также должны принимать индивидуальности всех этих микробов на наших телах и в них.Мы не можем отрицать индивидуальность всех этих микробов, заявляя, что их индивидуальность — всего лишь иллюзия ( māyā ). В здоровом организме многоклеточного организма каждая отдельная клетка, несмотря на свою индивидуальность, призвана работать на благо всего тела. Точно так же Веданта утверждает, что мы живем в «Органическом Целом», и каждая отдельная единица этого целого предназначена для того, чтобы посвятить себя удовлетворению Центра — ади-пуруша или изначального личного Абсолюта.В отличие от дарвинизма, симбиогенез утверждает, что жизнь захватила земной шар не за счет конкуренции, а благодаря сотрудничеству. В теле организма есть разные органы, такие как сердце, почки, легкие и т. Д., Которые выполняют разные задачи, чтобы служить функции тела в целом. Один орган не пытается стать другим. Подобным образом различные живые существа, а также их окружение связаны друг с другом как единое целое. Свидетельства симбиотических обменов подтверждают, что сфера жизни подобна сети, в которой различные виды представляют узлы этой сети (сети).Если изменения происходят в сети в целом, то различные узлы (виды) изменяются соответственно, чтобы поддерживать гармонию сети жизни. Многие современные эволюционисты полностью игнорируют эту точку зрения.

Разумность клеток бросает вызов неодарвинизму

В своей книге Эволюция: взгляд из 21 века , 33 Джеймс А. Шапиро, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии Чикагского университета, представил достаточно примеры, когда молекулярная биология распознала познание клеток через восприятие клеток, передачу информации и процессы принятия решений.В этой книге Шапиро полностью отвергает традиционную неодарвиновскую теорию эволюции, широко принятую биологами. В дарвинизме организмы часто считаются оптимально сконструированными машинами, слепо сконструированными естественным отбором. Однако, основываясь на клеточном познании, Шапиро оспаривает эту точку зрения:

«Учитывая образцовый статус биологической эволюции, мы можем ожидать, что смена парадигмы в нашем понимании этого предмета будет иметь последствия далеко за пределами наук о жизни.Переход от размышлений о постепенном отборе локализованных случайных изменений к внезапной реструктуризации генома клеточными системами, находящимися под влиянием сенсорной сети, является серьезным концептуальным изменением. Он заменяет «невидимые руки» геологического времени и естественного отбора когнитивными сетями и клеточными функциями для самомодификации. Акцент делается скорее на системном, чем на атомистическом, и на информационном, а не на стохастическом ». (Страница 145 в). 33

В последнее время неодарвиновская теория эволюции сталкивается с несколькими проблемами из разных углов 34,35 и, следовательно, настало подходящее время для поиска подходящего альтернативного объяснения биологической эволюции, основанного на когнитивных принципах.

Чего не могут сделать алгоритмы

Несмотря на то, что биология 21 века установила, что от человека до мельчайших клеток (бактерий без органа мозга), все живые организмы являются сознательными существами, несколько восторженных предложений в области искусственного интеллекта (ИИ) утверждают, что моделируя нейронную сеть мозга, мы можем создавать сознательные машины. Часто называемая тестом Тьюринга, имитационная игра, предложенная Аланом Тьюрингом в 1950 году, используется как лакмусовая бумажка для проверки машинного интеллекта в Strong AI.В этом тесте дознаватель задает вопросы человеку и машине, и если дознавателю не удается различить человека и машину, машина объявляется умной. 36 Сирл использовал аргумент Китайской комнаты, чтобы установить, что тест Тьюринга не является подходящим средством для оценки машинного интеллекта. 37 В китайской комнате человек, не понимающий китайского языка, может переводить входящие и исходящие сообщения на китайский язык, просто выполняя замену шаблонов в соответствии с правилами.Китайские наблюдатели за пределами комнаты могут почувствовать, что все, что находится в комнате, проходит тест Тьюринга, общаясь на китайском языке, но на самом деле человек в комнате не понимает смысла этого разговора. Таким образом Сирл объяснил, что машина может пройти тест Тьюринга, но это не гарантирует, что у нее развито мышление, понимание или способность улавливать смысл. С другой стороны, некоторые живые организмы обладают способностью улавливать смысл, и такая способность не может быть реализована в машинах с помощью какой-либо компьютерной программы.

Обладая достаточным эмпирическим доказательством и акцентом на проблему остановки (существует ли программа, которая определяет, останавливается ли какой-либо данный алгоритм при заданном входе?), Сэр Роджер Пенроуз (математик и физик из Оксфордского университета) также объяснил, что это не так. алгоритмическая природа разума, в его книге The Emperor’s New Mind . 38 В своей книге он постоянно подчеркивает, что умственные процессы по своей сути более мощные, чем вычислительные. Пенроуз спрашивает: «Может ли алгоритм обнаруживать теоремы, подобные теоремам Тьюринга и Гёделя?» Наш мозг может находить решения различных вопросов, для которых не существует общего алгоритма.Следовательно, мы должны знать, чего не могут делать алгоритмы.

Сознание за пределами компьютерного моделирования

«Теория идентичности» объясняет, что состояния и процессы разума подобны состояниям и процессам мозга. Поэтому ученые и философы, следующие концепции теории идентичности, считают, что мозг выделяет мысли, как печень выделяет желчь. 39 Однако, несмотря на все свои знания о мозге, ученые до сих пор не знают, как нейронные корреляты сливаются, чтобы производить субъективные переживания.Подобно генетикам, неврологи также предполагают, что существует «нейронный код» 40 , который представляет разум организма и помогает мозгу управлять синаптической модуляцией в обширных областях коры. Однако неврологи не знают, выполняется ли кодирование отдельными нейронами или нервной системой. 41 Они считают, что сложная функция мозга так же проста, как работа созданной человеком машины — робота — и поэтому надеются, что в будущем они смогут управлять живыми организмами так же, как роботами. 42 В мозгу кодирование происходит в контексте, и, следовательно, аспект смысла следует рассматривать строго в контексте поведения субъекта. Отдельное живое существо выбирает в соответствии со своим поведением только те аспекты нейронной активации, которые имеют смысл для его поведения. Различные качественные и количественные атрибуты стимулов разумных живых организмов представлены разными нейронными кодами — и поэтому в неограниченном количестве необходимо множество нейронных кодов. Помимо поведения организма, мозг которого изучается, на интерпретацию нейронных действий также очень сильно влияют состояния мозга нейробиологов.Эггермонт объясняет эту трудность:

«Информация, закодированная в последовательности нейронных потенциалов действия, интерпретируется нейронами более высокого порядка, а также нейробиологом, который разработал и провел эксперименты. Между этими двумя интерпретациями не должно быть никакого соответствия. Однако на интерпретацию нейробиологом может повлиять господствующая парадигма в конкретной области исследования ». 43

Таким образом, неясно, существует ли какой-либо нейронный код на самом деле или он существует только в головах неврологов.Как заявил Эрлих:

«Всестороннее исследование синаптических связей мозга, предполагаемой материальной основы познания, не смогло объяснить, как мозг думает. Кроме того, нейронный код, который якобы позволяет мозгу координировать синаптическую модуляцию в обширных областях коры, еще не найден и, возможно, не существует ». 44

Код по своему смыслу — это заранее определенное представление информации, которое не зависит от отправителя, получателя и механизмов передачи. 45 Под влиянием концепции нейронного кодирования и декодирования неврологи рассматривают мозг как систему обработки информации. Тонони пытался объяснить сознание с помощью теоретической основы, «Интегрированной информационной теории сознания (IITC)». 46 Тонони считал, что человеческий мозг интегрирует информацию и поэтому производит сознательное поведение. В основе IITC Тонони лежит 2 мысленных эксперимента: (1) генерация информации и (2) интеграция с предыдущими воспоминаниями (интегрированная информация).Главный момент, который Тонони подчеркнул в своем первом мысленном эксперименте, состоит в том, что объяснения опыта вызывают необходимость в ситуации, когда они проводят различие между несколькими возможными вариантами выбора; другими словами, они должны генерировать информацию. В своем втором мысленном эксперименте Тонони объясняет, что одной информации недостаточно для сознательного опыта. Можно увеличить мощность искусственных детекторов запахов, где они могут различать запахи гораздо лучше, чем люди (> 10 000). Однако простое получение большего количества информации, чем человеческий нос, не может предоставить искусственным детекторам запаха способность ощущать запах так, как это делают люди.Тонони объяснил, что основное различие между искусственным детектором и человеческим опытом состоит в том, что в случае искусственного детектора каждый аромат обнаруживается отдельно от любого другого аромата. Даже если записи о других ароматах (кроме обнаруженного) будут удалены из базы данных машины, мы найдем точно такой же ответ искусственного детектора. В человеческом носу есть разные нейроны, которые специально приспособлены для восприятия определенных запахов. Возможно, что из-за избирательного повреждения определенных обонятельных рецепторов человек может потерять способность чувствовать запах определенного аромата.В случае с людьми, даже если процесс обнаружения конкретного аромата сам по себе не интегрирован, восприятие запаха полностью интегрировано в отношении типа информации, которую он записывает в ответ. Когда кто-то чувствует запах определенного аромата, воздействие, которое он оказывает на мозг субъекта, объединяется во многих аспектах его / ее памяти, и нейрохирург не может устранить воспоминания об этом опыте, не затрагивая что-либо еще. Редукционистский взгляд на сознание обнаруживает здесь свои пределы, потому что изменения в памяти, вызванные опытом субъекта, не локализуются в какой-либо одной части его / ее мозга.Вычисления обратимы, а познание — нет, 47 , и именно поэтому Maguire et al. Заявлено 48 .

«[A] форма магии творится в мозгу, что выходит за рамки компьютерного моделирования».

Сознательное поведение является результатом интегрированной информации в уме, и эти сознательные реакции не могут быть разложены или дезинтегрированы на набор причинно независимых частей. Неспособность создать машины, которые могут производить интегрированную информацию, является причиной того, почему ученые в этой области считают, что машины никогда не могут развить способность иметь субъективный опыт.Сознание — это фундаментальное свойство одушевленных объектов — «живых организмов», которое отличает их от неодушевленных объектов — «материи».

Самоорганизация: без себя!

Чтобы установить разницу между машиной и организмом, Нил Тейз в своей статье в Nature :

упомянул: «Доминирующей метафорой биологических структур — биомолекул, клеток, тканей или тел — долгое время была машина. Исследователи занимаются биологической «инженерией», ссылаются на «молекулярные двигатели» и часто описывают клетки как «строительные блоки» ткани.Однако биологические сущности на всех уровнях масштаба не являются машинами. Они не описываются классической механикой Ньютона. Их поведение не детерминированное, а стохастическое. Это самоорганизующиеся, сложные, динамические системы. Таким образом, они творческие, адаптивные и живые. Успех в моделировании таких биологических систем, как продемонстрировали Takebe et al., Зависит от того, позволят ли им делать то, что они умеют лучше всего. Возможно, более точное слово для описания создания таких моделей — это «выращивание», а не биоинженерия. 49

Это хорошая попытка описать разницу между биологическими системами и машинами, но мы должны понимать, что концепция самоорганизации была впервые разработана в химии и физике, и ее прямое применение к живой системе весьма сомнительно. . В 1977 году Илья Пригожин получил Нобелевскую премию по химии и утверждал, что системы, значительно вышедшие из равновесия — «диссипативные структуры» — имеют тенденцию к самопроизвольной организации. Пригожин привел вихрь (скажем, торнадо во время грозы) как пример самоорганизации. 50 Когда стабильная масса сухого и холодного воздуха перемещается над устойчивой массой влажного и теплого воздуха, может развиться сильная гроза или торнадо. Гроза или торнадо имеют локализованную более высокую степень организации, чем та, которая присутствует в любой из воздушных масс в отдельности. Следуя таким аналогиям и примерам самоупорядочения молекул во время притока энергии, несколько биологов попытались объяснить происхождение очень сложных макромолекул, необходимых для живых систем. Однако такие аналогии имеют незначительное отношение к решению вопроса о жизни, как заявил Пригожин: «Все еще существует разрыв между самыми сложными структурами, которые мы можем создать в неравновесных ситуациях в химии, и сложностью, которую мы находим в биологии.” 51 Такой простой анализ никогда не сможет решить сложность даже простой живой клетки. Пригожин подтверждает то же самое:

«Проблема биологического порядка включает в себя переход от молекулярной активности к надмолекулярному порядку клетки. Эта проблема далека от решения ». 52

Даже примитивная клеточная жизнь требует определенного минимального количества систем, таких как (1) средства передачи наследственности (РНК, ДНК или что-то подобное), (2) механизм получения энергии для создания работы (метаболическая система ), (3) корпус для удержания и защиты этих компонентов от окружающей среды (клеточная мембрана), и, наконец, (4) уникальный принцип соединения всех этих компонентов вместе (чувствительность).Может ли теория самоорганизации удовлетворить все эти требования? Основная проблема заключается в том, что физический анализ может только прояснить структуру и функцию системы, охарактеризованной с внешней точки зрения. Однако живые организмы — это сознательные системы, и их субъективные переживания находятся внутри них. Следовательно, даже при том, что это называется самоорганизацией, эта редукционистская концепция вообще не имеет «я». За последние 9 лет под руководством нашего Шикша Гурудева Шрипад Бхакти Мадхава Пури Махараджа, Ph.Д. (Обслуживающий директор Института Бхакти Веданты: www.bviscs.org и основатель Института Шри Чайтанья Сарасват: www.scsiscs.org), мы пытаемся распространить ведантическую концепцию Жизни среди ученых через посредство университетов, семинаров, конференций. , публикации и онлайн-дискуссии. Одно из его утверждений очень актуально в нынешнем контексте самоорганизации:

«С точки зрения читателя, книга состоит из букв алфавита; но сама книга возникла не из этих букв.В конечном итоге буквы книги возникли из идей автора. Точно так же молекулы биологического организма являются результатом, а не источником жизни. В этом разница между порядком, в котором мы приходим к познанию ( ordoognoscendi ), и порядком, в котором что-то происходит ( ordo essendi ) ».

Различия между организмами и артефактами: живые организмы — за пределами замысла

Немецкий философ Иммануил Кант объяснил понятие «естественная телеология», «естественная цель» или «естественный конец» ( Naturzweck ). 53 Чтобы отличить живые организмы от артефактов, Кант объяснил, что в обоих случаях выполняются 2 различных необходимых условия для целей. Условие, применимое к концам, заключается в том, что «части. [быть] возможными только через их отношение к целому », или каждая часть существует« ради других и целого ». 53 В дизайнерской концепции в целом это условие выполняется в случае артефактов по линейной причинности. Ножки и сиденье стула или балансового колеса, спираль, зубчатая передача и так далее в часах могут существовать только в силу дизайнерской концепции целого.Другими словами, ножки стула или волосяная пружина часов существуют только для того, чтобы стул или часы в целом существовали. В случае живых организмов ( Naturzweck ) это условие выполняется в форме круговой причинности органического целого: «части [должны] объединяться в единство целого, будучи взаимно причиной и следствием форма друг друга ». 53 Внешние силы являются объединяющим принципом в артефакте, но в случае живого организма объединяющим принципом является разум.Хотя и в артефактах, и в живых организмах цели определяются целью (познавательный акт), разница в том, что в случае артефактов цель (создатель) находится вне системы (внешняя телеология), а в случае живой организм, цель внутри (внутренняя телеология). Следуя линейной логике в случае артефактов, дизайнер производит детали и объединяет их в единое целое. С другой стороны, следуя круговой логике, тело одного живого организма возникает из другого живого организма в процессе развития (деление клеток), а не в результате линейного накопления частей — дизайна.

Хотя попытка механизации природы послужила важной движущей силой научной революции, она также создала образ часовой Вселенной, приведенной в движение разумной первопричиной. Подобная машинная аналогия применима и к живым организмам. Однако представление о том, что сверхъестественное существо, Бог, 54 является внешним по отношению к живым организмам, и что Он придает форму материи извне (разумный замысел), также является редукционистским и показывает логическую ошибку.Логика внешне целевых систем (машин) не может быть применена к внутренне целевым системам (живым организмам). Ведантический взгляд предлагает научную альтернативу: «Органическое целое» производит «органическое целое», и «органическое целое» не может возникнуть из частей, которые должны быть механически собраны. Процесс внешней сборки деталей позволяет производить только неорганические, механические машины или химические процессы, но не живые организмы ». 5 Эмпирические данные показывают, что каждая живая клетка происходит из живой клетки, и нет никаких доказательств того, что живая клетка появляется в результате внешней сборки / накопления биомолекул.Ведантическая альтернатива состоит в том, что имманентный субъективный процесс в одной клеточной зиготе производит множество клеток, которые необходимы для различных функций в организме определенного вида. Веданта утверждает, что различные формы происходят из ади-пуруша или первозданного личного Абсолюта, и что в отраженной материальной сфере различные виды жизни подчиняются развивающемуся принципу эволюции сознания.

Жизнь ( Naturzweck ) также имеет фундаментальную «формирующую силу» ( bildende Kraft ), которая отвечает за самовыражение организма.Дизайнер не может создать артефакт с двумя основными персонажами ( Naturzweck и bildende Kraft ), которые есть в жизни. Как объяснил Кант, «одно колесо в часах не порождает другое, и тем более одни часы порождают другие часы». 55 В живом организме сложные биомолекулы существуют не только ради друг друга, но они также производят друг друга, поддерживают друг друга и выделяют единицы органического целого. Следовательно, в отличие от машин, формирование, свойства и функции частей организма не могут быть поняты независимо от организма в целом.Эмпирические данные в пограничной биологии также подтверждают заявление Иммануила Канта: «Никогда не будет Ньютона на травинке, потому что человеческая наука никогда не сможет объяснить, как живое существо может происходить из неодушевленной материи». 56 Для подтверждения в своей книге This is Biology ведущий биолог-эволюционист 20-го века Эрнст Майр писал:

«Немного сложно понять, почему машинная концепция организма могла иметь такую ​​долгую популярность.В конце концов, никакая машина никогда не строила себя, не копировала себя, не программировала себя и не была способна добывать собственную энергию. Сходство между организмом и машиной чрезвычайно поверхностное ». 57

Абиогенез и теория эволюции объясняют, что первая жизнь возникла в результате накопления инертной материи, а биоразнообразие — это результат случайных мутаций и естественного отбора. Теория эволюции и принципы биологии применяются непосредственно к поведению и избегают анализа психологического или когнитивного уровня.И абиогенез, и теория эволюции являются результатом механистического или редукционистского мышления, и именно поэтому они не могут объяснить, каким образом организмы обладают когнитивными характеристиками, такими как мышление, чувство и желание. Эти концепции также не объясняют, как материя развила две фундаментальные характеристики, которыми обладает жизнь ( Naturzweck и bildende Kraft ). Следовательно, и происхождение, и эволюция жизни должны быть переписаны на основе разумности.

Краткое введение в ведантический взгляд на тело, сознание и душу

В биологии преобладающим онтологическим взглядом на организм является взгляд на сложную машину, запрограммированную ее генетическим программным обеспечением и разложимую на составляющие механизмы.Однако в своей работе над транспозонами лауреат Нобелевской премии Барбара МакКлинток установила, что гены не являются основополагающим понятием жизни. 58 Крик предсказал, что если в природе произойдет единичный случай неизвестного переноса центральной догмы, то это пошатнет основы биологии. 59 Биология XXI века стала свидетелем того, как фундамент биологии был сильно поколеблен, что вернуло клетку и организм в центр внимания. Для жизни нет геномных или других молекулярных единиц. 60 Сама генетическая субстанция представляет собой динамическую структуру и функционирует как соучастник в органическом целом. В отличие от дарвинизма, биология 21 века признает, что жизнь — это совокупность организма, окружающей среды и природы. 61 Это паутина жизни, и ни один организм нельзя рассматривать изолированно. Постоянно растущее количество доказательств полностью бросает вызов общепринятому мнению о том, что гены определяют жизненные функции. 62 Следовательно, жизнь следует рассматривать с другой точки зрения в связи с призывом к новой биологии, которая для нас будет отводить фундаментальную роль сознанию, чтобы объяснить его субъект-объектное единство. 63 Биология должна включать высшие понятия, такие как интеллект, разум, желание и свободная воля, для изучения того, что действительно определяет организм и биоразнообразие.

Центральный принцип Веданты (также известный как Vedānta-sūtra ) заключается в том, что все зависит от изначального разумного / сознательного основания или самопознания абсолютной истины. Первый афоризм «Веданта-сутра » гласит, что под руководством духовно реализованного существа мы должны исследовать нашу истинную природу как дух ( athāto brahma jijñāsā ).Второй афоризм Vedānta-sūtra дает начальное указание на то, как начать это исследование ( janmādy asya yatah ). джанма означает рождение, асйа относится ко всему (весь космос, который включает в себя как материю, так и жизнь) и йатах означает «от кого». Следовательно, чтобы начать исследование нашей истинной природы, мы должны сначала исследовать первоисточник всего. Шримад-Бхагаватам считается естественным дополнительным комментарием к Веданта-сутре .Первый стих «Шримад-Бхагаватам » является подробным комментарием ко второму афоризму «Веданта-сутра » ( джанмади йато сквайад итараташ чартесва абхиджнах сварат ). « Janmādy asya yatah » — источник всего « abhijñah svarāt » — единое Высшее Сознательное Существо. Это ведантическое объяснение того, что единое Высшее Сознательное Существо является источником всего, основано на 2 научно подтвержденных аксиоматических фактах: (1) Жизнь происходит из Жизни и (2) Материя происходит из Жизни.Сознание возникает из сознания, или жизнь происходит из жизни. Где жизнь, там и сознание. Сознание не происходит из того, что бессознательно или безлично, и жизнь не является продуктом неодушевленной материи. Представление о том, что жизнь происходит из жизни (биогенез), является единственной научной идеей, которая когда-либо была подтверждена экспериментами и наблюдениями. Второй аксиоматический факт «Материя происходит из жизни», очевидно, наблюдается в природе. Каждый вид производит свои собственные химические вещества, необходимые в их организме.«Жизнь происходит из жизни» и «Материя происходит из жизни» — это два научно наблюдаемых вывода из Веданты. С другой стороны, материализм (жизнь происходит из материи) — это непроверенная идеологическая предпосылка, не имеющая никаких научных или основанных на наблюдениях доказательств, подтверждающих ее.

Шримад Бхагавад-гита (БГ) — одна из самых важных книг по индийской философии и религии. BG в форме капсулы описывает всю ведантическую философию, начиная с понимания души ( ātman ) и кончая пониманием конечной цели жизни.В BG 30,31 13.34 написано: « йатха пракашайатй эках кртснах локам имам равих кшетрах кшетри татха крцнах пракашайати бхарата — О сын Бхараты, как одно только солнце, освещает всю эту живую вселенную. внутри тела озари все тело сознанием ». Следовательно, согласно БГ, сознание — это логическое доказательство или симптом существования души ( атман ) или живого существа. Сознание абсолютно необходимо живому телу, чтобы быть тем, чем оно есть, и функционировать так, как оно есть.Мы все можем испытать сознание, и, согласно БГ, душа ( ātman ) является местом или источником сознания. Согласно Веданте, в теле живого организма сосуществуют два типа сознания (конечное и бесконечное сознание). Мы можем наблюдать произвольные функции (действия, которые, по-видимому, находятся под контролем нашего разума) и непроизвольные функции в живых организмах. Вещи, которые мы, кажется, контролируем, обусловлены нашим сознанием, исходящим из нашей души ( ātman ), а то, что не находится под нашим контролем (непроизвольные функции: сложные клеточные функции, сердцебиение, автономные сигналы и т. Д.), Контролируются высшее сознание, исходящее от Paramātma (сверхдуша).Следовательно, Параматма (источник бесконечного сознания) также известна как основа или опора атмана (конечного сознания).

В науке есть термины, которые мы не можем воспринимать непосредственно нашими чувствами. Мы не можем ощущать вкус, обоняние, прикосновение, видеть и слышать такие сущности, как сила, энергия, электрон, кварки и так далее. Ученые объясняют нам многие такие термины, используя умозаключения, и мы принимаем их как научное доказательство. Когда яблоко падает с дерева, мы заключаем, что есть сила тяжести, которая тянула яблоко вниз.Мы никогда не просим прямого наблюдения самой гравитационной силы. Точно так же, хотя ученые не могут чувственно воспринимать душу ( ātman ), они все же могут сделать вывод о ее существовании только по присутствию сознания во всех биологических системах. Поскольку присутствие солнца можно определить по солнечному свету, точно так же существование души ( ātman ) можно также понять из присутствия различных разновидностей сознания в различных живых организмах. Доктора могут помочь пациентам выжить с помощью аппаратов ИВЛ, и даже они могут заменить сердце искусственным сердцем, работающим от батареи.Иногда возможно поддерживать функционирование организма с помощью электрического оборудования вне тела, но организм находится в бессознательном состоянии — не проявляет активности ЭЭГ, в вегетативном состоянии. Уберите оборудование, и организм не сможет поддерживать даже эту функцию. Тогда что дает организму энергию для функционирования, когда машины отключены, и он должен работать независимо? Ведантические писания объясняют, что именно душа ( ātman ) выполняет всю работу машин по поддержанию функционирования организма, а также обеспечивает порядок и чувственное осознание в теле.Мы можем поставлять энергию с помощью некоторых машин для поддержания тела, но мы не можем сделать тело сознательным с помощью этих машин.

Согласно Веданте, душа ( атман ) обладает качествами сат, чит и ананда . Вся жизнь проявляет одни и те же качества. Каждый живой организм хочет поддерживать свою жизнь вечно ( sat ) и готов участвовать в борьбе за существование, пока законы материальной природы не заставят его поддаться физической смерти тела.Тот факт, что жизнь продолжается поколение за поколением в течение тысяч или миллионов лет, не является чем-то, чего мы ожидаем от химических или физических процессов в материалах. Он разумный или сознательный ( cit ) и ищет знания в человеческой форме. И вся жизнь ищет удовлетворения ( ānanda ) через питание и различные другие формы в соответствии с духовным развитием различных качеств души ( ātman ) в различных телах. Все эти различные симптомы свидетельствуют о существовании духовной души ( ātman ), поскольку они определенно не являются качествами материи.Материя, как это известно в современной науке с точки зрения физических и химических свойств, не имеет чувствительности или сознания. Несмотря на то, что в мертвом теле присутствуют те же химические вещества, что и в живом, мы не находим жизнь или разумные качества в мертвом теле или мертвой клетке. Несмотря на то, что в обоих случаях присутствуют одни и те же биохимические вещества, сложные биохимические реакции, которые происходят в живой клетке, не происходят в мертвой клетке. Чтобы дать правильное объяснение этим наблюдениям, гипотеза души ( ātman ), безусловно, предлагает хорошую возможность, потому что, согласно BG, душа ( ātman ) действительно обладает свойством сознания.Современная наука еще не подошла к этой области знаний и сосредоточила свои исследования только на неодушевленной материи. Из-за грубой пренебрежения к области разумной науки современная наука оказывается в тупике, когда пытается понять биологию, которая имеет дело с разумом или сознанием.

Веданта считает, что разные формы (виды) — это оригинальные архетипы, которые вмещают различные разновидности сознания, посредством которых происходит переселение души ( ātman ) на основе эволюции сознания.Тело — это биологическая иллюзия сознания души ( ātman ), и от амебы до человека все различные разновидности форм представляют собой различные стадии обусловленного сознания. После бесконечного цикла рождений и смертей («переселение души» или Metempsychosis по-гречески) душа ( ātman ) продолжает блуждать в различных степенях обусловленных состояний сознания (субъективная эволюция сознания), получая тело, подходящее для этого сознания, пока оно не достигнет чистого сознания.

Если не вмешивается дизайнер или сторонний агент, машина всегда состоит из одного и того же материала. В отличие от машины, живой организм демонстрирует переходную материальную идентичность. Составные материалы тела живого организма постоянно меняются, но организация целого и его идентичность остаются. Тело живого организма находится в состоянии непрерывного движения, в котором происходит создание, поддержание (замена) и разрушение составляющих его материальных веществ процессами анаболизма, метаболизма и катаболизма.Доктор Йонас Фризен, биолог стволовых клеток из Каролинского института в Стокгольме, использовал углеродное датирование для оценки возраста человеческих клеток. 64 Он использовал метод углеродного датирования тканей вместо отдельных клеток, потому что одной клетке не хватает 14 C, чтобы сигнализировать о ее возрасте. Ученые считают, что ДНК стабильна после того, как клетка прошла свое последнее клеточное деление. Поэтому они используют уровень 14 C на ДНК в качестве отметки даты рождения клетки. 65 В своих экспериментах Йонас Фризен использовал предположение, что большинство молекул в клетке постоянно меняются, а ДНК — нет.Экспериментальные данные доктора Фризена показали, что наше тело на много лет моложе нашего возраста — например, телу человека среднего возраста может быть всего 7-10 лет или меньше. 66 Поскольку тело постоянно пополняется, Веданта объясняет, что телесная идентичность «я» иллюзорна. Стих 2.13 БГ объясняет, что в теле есть душа, на которую не влияют телесные изменения:

дехино ‘смин йатха дехе каумарах йауванам джара татха дехантара-прапир дхирас татра на мухьяти

64

64

в этом теле душа непрерывно переходит от детства к юности и к старости; подобным же образом душа переходит в другое тело после смерти.Реализованную душу такое изменение не сбивает с толку.

Наше тело было в состоянии одноклеточной зиготы, когда оно впервые появилось, и чудесным эмбриологическим развитием оно приобрело детское тело. Путем нескольких изменений он приобрел свое нынешнее состояние и в дальнейшем изменится, чтобы обрести свое будущее состояние. Поэтому наше тело находится в постоянном движении, как река. Ведантический взгляд на принцип реинкарнации ( metempsychosis ) можно найти в своей зарождающейся форме в изменении нашего тела, от детского тела к юношескому и старому.Мы можем с научной точки зрения наблюдать, что наше тело уже несколько раз меняется в течение нашей жизни, и аналогичным образом во время смерти вечная душа ( ātman ) при определенных условиях переходит в другое тело.

Согласно философии Санкхья , существует 2 типа тел: (1) Стхула-деха : грубое тело — тело, которое можно почувствовать, слушая, обоняние, пробуя, видя и осязая, и (2 ) Сукшма-деха : Тонкое тело (внутри грубого тела) — ум ( манаса ), разум ( буддхи ) и ложное эго ( аханкара ).В грубом теле чувства первичны, и если их убрать, для нас не будет очевиден никакой мир. Выше чувств находится ум ( манаса, ), и он является верховным властителем чувств. Если мы не обращаем внимания на объекты чувств, тогда, даже если что-то движется перед нашими глазами, мы не можем этого видеть. Ум в основном имеет дело с принятием ( sańkalpa ) и отвержением ( vikalpaa ) — способностью понимать или удерживать мысли в их разделении / различении как «либо / или».И над умом находится телеологический разум или разум ( buddhi ), который является умственной способностью, определяющей, если / тогда. Разум может что-то определять, но именно интеллект помогает человеку прийти к решению принять что-то или нет. Ложное эго ( ahańkāra ) — это отождествление себя с телом и телесными идентичностями (нация, состав, цвет кожи, вероисповедание и т. Д.). Ум, интеллект, эго зависят от души ( атман ).Душа ( ātman ) сознательно переживает грубую материю и взаимодействует с ней через тонкое тело (ум, разум и ложное эго).

БГ утверждает, что в момент смерти душа ( атман ) покидает грубое тело, но не покидает тонкое тело. Трансмиграция души ( атман ) описана в БГ 8.6: йам йам вапи смаран бхавам тйаджатй анте калеварам таṁ там эваити каунтейа сада тад-бхава-бхавитах — «следующая душа (64) обретение тела (64) — в следующей душе (64). жизнь, основанная на сознании, в котором она покинула предыдущее тело.”

Рассматривая машинную аналогию живого организма, абиогенез и теория эволюции в биологии не включают эти тонкие элементы при изучении живых организмов. Он исключает разум, интеллект и ложное эго. Очевидно, что эти теории не затрагивают сознание. Ведантическая литература объясняет, что везде, где присутствует жизнь, душа ( атман ) находится внутри и, следуя «законам кармы», душа ( атман ) в человеческом теле может получать тела нечеловеческих видов и наоборот.По мере развития душа ( ātman ) может обрести человеческую форму, а в результате деградации она также может вернуться к другим формам жизни. Душа ( ātman ) наделена свободной волей, и, злоупотребляя ею, душа ( ātman ) может совершить множество проступков. Приобретенные реакции на эти проступки известны как кармические реакции. «Законы кармы» сдерживают свободную волю души ( ātman ), предоставляя новые тела и бросая в различные состояния страдания. Эта древняя теория эволюции основана на субъективной эволюции сознания 67 , а дарвиновская теория объективной эволюции тел является извращенным представлением этой древней мудрости.В дарвинизме эволюция означает преобразование тел, а с ведантической точки зрения эволюция означает преобразование сознания. Биология двадцать первого века также учит нас, что мы не должны навязывать свои идеи природе; пусть природа откроется нам. Жизнь и ее эволюцию нельзя понять, навязывая разумным биологическим системам упрощенный дарвиновский механистический редукционизм. Свидетельства заставляют биологов выйти за рамки физики и химии, чтобы правильно понять науку о сознании.

Выводы

  1. В живой клетке белки могут явно катализировать химическую реакцию или идентифицировать антиген не только потому, что их аминокислоты расположены определенным образом, но также потому, что их трехмерная структура и функция контролируются разумной жизнью. клетка. Функционирование клетки нельзя объяснить сведением ее к какой-либо отдельной молекуле, такой как ДНК, РНК или белок. Редукционистский взгляд на биологию находит свои пределы, и биология должна сместить свою точку зрения с частей на целое.

  2. Наука засвидетельствовала, что биология эволюционировала от ДНК-центризма (центральной догмы) к клеточному центризму, когда клетки действуют разумно, что некоторые биологи пытаются сравнить с обработкой информации, в то время как, с другой стороны, некоторые попробуйте увидеть это как результат вычислений. Однако ни одно из этих объяснений не включает сенсорную характеристику того, как действуют клетки. Все эти события создают впечатление, что клетки обладают разумом, который является основным признаком познания.В отличие от генетического детерминизма, научные данные вынуждают ученых, философов и других ученых пересмотреть объяснения познания, традиционно связанного с жизнью. В своей книге «Эволюция : взгляд из 21 века » Джеймс А. Шапиро заявил: «Отобранные только что описанные случаи являются примерами, когда молекулярная биология определила определенные компоненты процессов восприятия клеток, передачи информации и принятия решений. Другими словами, у нас есть множество точных молекулярных описаний клеточного познания, которые варьируются от питания бактерий до биологии и развития клеток млекопитающих.Когнитивный, информативный взгляд на то, как живые клетки действуют и используют свои геномы, радикально отличается от точки зрения генетического детерминизма, наиболее лаконично сформулированной в прошлом веке знаменитой «Центральной догмой молекулярной биологии» Фрэнсиса Крика (стр. 24 в 33 ). )

  3. Сознание присутствует во всех живых организмах, от бактерий до людей.

  4. Отдельные клетки в многоклеточных организмах также являются индивидуально когнитивными объектами.

  5. Научное подтверждение существования сознания у одноклеточных организмов и растений определенно устанавливает, что мозг не является источником сознания. Несколько десятилетий назад исследования в области медицины также доказали, что мозг не является источником сознания. В 1970 году Роберт Уайт и его команда успешно перенесли голову обезьяны-резуса на обезглавленное тело другой обезьяны. Обезьяна прожила 8 дней. 68 Исследователи также пытаются выполнить тот же сценарий с людьми. 69 Сообщается, что если человеческая голова была отделена в контролируемых условиях, она должна быть повторно подключена к циркулирующему потоку тела другого человека (которое находится в сознании или живом) в течение одного часа. 70 Следовательно, мозговой анализ для понимания сознания (нейронный анализ) не имеет очень радужных перспектив.

  6. Используя аналогию с мозгом, некоторые ученые считают ядро ​​клетки (поскольку ДНК и гены находятся внутри ядра клетки) эквивалентом мозга клетки.Клетки могут выдержать операцию энуклеации (операция, при которой ядро ​​клетки удаляется). Фактически, клетки оказались более устойчивыми к удалению мозга, чем многоклеточные организмы. Сообщалось, что энуклеированные клетки продолжают выживать и демонстрируют регулируемый контроль своих биологических процессов в течение до 3 месяцев. 71,72 Следовательно, как для одноклеточных, так и для многоклеточных организмов мозг не является источником сознания.

  7. Информационного подхода и принципов самоорганизации недостаточно для объяснения жизни и ее происхождения.

  8. Такие предложения, как «искусственная жизнь», «искусственный интеллект», «разумные машины» и так далее, — всего лишь сказки, потому что ни один дизайнер не может создать артефакт с такими свойствами, как внутренняя телеология ( Naturzweck ) и формирующая сила ( bildende Крафт ). Другими словами, машина никогда не будет делать что-либо для своей внутренней цели и не может построить себя.

  9. Материальное происхождение жизни и объективная эволюция — всего лишь заблуждения, которые биологи должны преодолеть.Вместо этого биологи должны найти подходящие инструменты для объяснения происхождения и эволюции жизни из области чувств.

  10. Наше отношение формируется тем, как образование заставляет нас думать о мире. Учить, что человек — это просто замкнутая мембрана из химических веществ, влияет на то, как люди думают о себе как о духовных существах, и, таким образом, влияет на то, как они думают о таких проблемах, как аборты, эвтаназия, биоэтика в исследованиях и медицине, клонирование, генетическая модификация пищи, права животных и так далее.Ученые-веданты, Аристотель, Кант (используя аргумент телеологии) и Гегель утверждали, что биологические системы (организмы) отличаются от неодушевленных объектов (механических и химических систем). Цель и смысл — неотъемлемые аспекты жизни, как и сознание. Мы не можем ожидать их в мертвых молекулах. Мы не придаем никакого морального и этического значения скоплению мертвых молекул, но такое рассмотрение является обязательным для жизненного принципа. Следовательно, абиогенез — это оскорбление жизненной силы.Чтобы понять жизнь и ее происхождение, необходимо также уделить должное внимание древней восточной веданской философской концепции атман , концепции Души Аристотеля и объяснению Концепции Гегелем.

Раскрытие информации о потенциальных конфликтах интересов

О потенциальных конфликтах интересов не сообщалось.

Благодарности

Авторский Дикша Гурудев Шрила Бхактисварупа Дамодара Махарадж (д-р Т.Д. Сингх, директор-основатель Института Бхактиведанты) вдохновил его на работу над самыми фундаментальными темами в науке, такими как «Происхождение материи и жизни», «Происхождение» Вселенной »и« Сознание ».Автор искренне признает благословения и руководство своего Шикша Гурудева Шрипад Бхакти Мадхава Пури Махараджа, доктора философии. на разработку концепций для подготовки этой статьи. Он также благодарен за ценный вклад Шрипаду Бхакти Виджняне Муни Махараджу, доктору философии. (Президент Института Шри Чайтанья Сарасват) и Самуэль Бучул во время подготовки этой статьи. Искренняя благодарность также главному редактору журнала и рецензентам за их ценные комментарии и предложения по улучшению презентации этой статьи.

Финансирование

Эта работа частично поддержана: профессором Канчаном Чоудхури, руководителем Центра криогенной инженерии, Индийский технологический институт, Харагпур, Индия; Д-р Ашок К. Мишра, доцент кафедры гражданского строительства им. Гленна, Университет Клемсона, США; Бхарат Черукури, Медицинский колледж и научно-исследовательский институт Шри Рамачандры, Ченнаи, Индия; Яшесвари Диди, Лейден, Нидерланды; Прадьюмна Прабху, Мумбаи, Индия; Сандип Кришна Прабху и Дамаянти Диди, Хайдарабад, Индия.

Список литературы

1. Levinson BW. Состояния сознания во время анестезии. Британская анестезия J 1965; 37: 544-6; http://dx.doi.org/10.1093/bja/37.7.544 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. Maturana HR. Биология познания В аутопоэзе и познании (ред. Maturana HR, Varela FJ), Dordrecht, Нидерланды: Reidel, 1970; 1-58 [Google Scholar] 3. Нидхма Дж. Скептический биолог. Лондон: Chatto & Windus, 1929; стр. 82 [Google Scholar] 4. Сент-Дьёрдьи А. Что такое жизнь? В Физической основе жизни.Дель Мар, Калифорния: CRM Books, 1972; стр. 5 [Google Scholar] 5. Прабхупада ACBS. Шри Ишопанишад. Книжный фонд Бхактиведанты, 1969 [Google Scholar] 6. Тан С.Ю., Браун Дж. Рудольф Вирхов (1821–1902): Папа патологии. Singapore Med J 2006; 47: 567-78; PMID: 16810425 [PubMed] [Google Scholar] 7. Дриш Х. Analytische Theorie de Organischen Entwicklung В. Энгельманн, Лейпциг: 1894 [Google Scholar] 8. Уильямсон PG. Морфологический застой и ограничение развития: реальные проблемы неодарвинизма. Природа 1981; 294: 214; http: // dx.doi.org/10.1038/294214a0 [CrossRef] [Google Scholar] 9. Fijalkowska IJ, Schaaper RM, Jonczyk P. Точность репликации ДНК в Escherichia coli: дело мульти-ДНК-полимеразы. FEMS Microbiol Rev 2012; 36 (6): 1105-21; PMID: 22404288; http://dx.doi.org/10.1111/j.1574-6976.2012.00338.x [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. Вагнер ГП, Винсент Ж.Л. Эволюционные новинки. Текущая биол 2010; 20: R48-52; http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2009.11.010 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Проктор Х.С., Кардер Дж., Корнуолл, Арканзас.В поисках чувствительности животных: систематический обзор научной литературы. Животные 2013; 2: 882-906; http://dx.doi.org/10.3390/ani3030882 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Франсьоне Дж. Введение в права животных: ваш ребенок или собака? Temple University Press, 2000 [Google Scholar] 14. Trewavas AJ, Baluška F. Вездесущность сознания: вездесущность сознания, познания и интеллекта в жизни. EMBO Rep 2011; 12: 1221-5; PMID: 22094270; http://dx.doi.org/10.1038 / embor.2011.218 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Бен-Джейкоб Э., Шапира Ю., Таубер А.И.. Поиск основ познания у бактерий: от отрицательной энтропии Шредингера до скрытой информации. Physica A 2006; 359: 495-524; http://dx.doi.org/10.1016/j.physa.2005.05.096 [CrossRef] [Google Scholar] 17. Шапиро Я. Бактерии маленькие, но не глупые: познание, естественная генная инженерия и социобактериология. Stud Hist Phil Biol Биомедицинские науки 2007; 38: 807-19; http: //dx.doi.org / 10.1016 / j.shpsc.2007.09.010 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Ху Дж. Х, Ян Н, Ма Й Х, Цзян Дж, Чжан Дж. Ф., Фей Дж, Го Л. Х. Идентификация рецепторов и переносчиков глутамата в сперме мышей и человека. J Andr 2004; 25: 140-6 [PubMed] [Google Scholar] 19. Брей К., Сон Дж. Х., Кумар П., Мейзель С. Мыши с дефицитом CHRNA7, субъединицы никотинового рецептора ацетилхолина, производят сперматозоиды с нарушенной подвижностью. Биол Репр 2005; 73: 807-14; http://dx.doi.org/10.1095/biolreprod.105.042184 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20.Тревавас А. Ответ Альпи и др.: Нейробиология растений — все метафоры имеют ценность. Тенденции Plant Sci 2007; 12: 231-3; PMID: 17499006; http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2007.04.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Фромм Дж., Лотнер С. Электрические сигналы и их физиологическое значение для растений. Растительная клеточная среда 2007; 30: 249-57; PMID: 17263772; http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3040.2006.01614.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 22. Балушка Ф., Манкузо С., Фолькманн Д., Барлоу П. В.. Верхушки корня как командные центры растений: уникальный мозговой статус переходной зоны верхушки корня.Биология 2004; 59: 9-14 [Google Scholar] 23. Брэндман О., Феррелл Дж. Э., Ли Р., Мейер Т. Взаимосвязанные быстрые и медленные контуры положительной обратной связи определяют надежные клеточные решения. Наука 2005; 310: 496-8; PMID: 16239477; http://dx.doi.org/10.1126/science.1113834 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. McAdams HH, Shapiro L. Дизайн на системном уровне контроля бактериального клеточного цикла. FEBS Lett 2009; 583: 3984-91; PMID: 19766635; http://dx.doi.org/10.1016/j.febslet.2009.09.030 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26.Бурш В. Аутофагосомно-лизосомный компартмент в запрограммированной гибели клеток. Разница в гибели клеток 2001; 8: 569-81; PMID: 11536007; http://dx.doi.org/10.1038/sj.cdd.4400852 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. Лейн Н. Морская микробиология: истоки смерти. Природа 2008; 453: 583-5; PMID: 18509414; http://dx.doi.org/10.1038/453583a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Langman RE. Клеточный иммунитет и главный комплекс гистосовместимости. Rev Physiol Biochem Pharmacol 1978; 81: 1-37; PMID: 417392; http: // dx.doi.org/10.1007/BFb0034090 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 29. Шредингер Э. Что такое жизнь? Издательство Кембриджского университета, Кембридж, 1944 [Google Scholar] 30. Sridhar BR. Шримад Бхагавад-гита: Сокровище сладкого Абсолюта. Шри Чайтанья Сарасват Матх; 2006 [Google Scholar] 31. Прабхупада ACBS. Бхагавад-гита как она есть. Книжный фонд Бхактиведанты, 1972 [Google Scholar] 33. Шапиро Я. Эволюция: взгляд из 21 века. Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: FT Press, 2011 [Google Scholar] 36. Тьюринг AM.Вычислительная техника и интеллект. Разум 1950; LIX (236) [Google Scholar] 37. Searle JR. Умы, мозги и программы. Науки о поведении и мозге 1980, 3: 417-57; http://dx.doi.org/10.1017/S0140525X00005756 [CrossRef] [Google Scholar] 38. Пенроуз Р. Новый разум императора. Oxford University Press, 1989 [Google Scholar] 39. Поместите UT. Сознание — это мозговой процесс? Брит Дж. Психол 1956; 47: 44-50; PMID: 13304279; http://dx.doi.org/10.1111/j.2044-8295.1956.tb00560.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 40.Биалек В., Рике Ф., де Руйтер ван Стивенинк Р.Р., Варланд Д. Чтение нейронного кода. Наука 1991; 252: 1854-7; PMID: 2063199; http://dx.doi.org/10.1126/science.2063199 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 41. Барлоу Х. Учение о нейронах в восприятии В «Когнитивных неврологиях», Эд Газзанига, М.С., MIT Press, Кембридж, Массачусетс, 1995; 415-35 [Google Scholar] 42. Delgado JMR. Физический контроль над разумом. К психоцивилизованному обществу. Харпер и Роу, Нью-Йорк, 1969 [Google Scholar] 43. Эггермонт Дж. Дж. Есть нейронный код? Неврология биоповеденческих Rev 1998; 22: 355-70; PMID: 9579325; http: // dx.doi.org/10.1016/S0149-7634(97)00021-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 44. Эрлих ВМ. Познание без нейронного кода: как складчатая кора головного мозга может думать, гармонизируя свои собственные электромагнитные поля. Эйнштейн Дж Биол Медицина 2011; 27 (1): 34-47 [Google Scholar] 45. Крейман Г. Нейронное кодирование: вычислительные и биофизические перспективы. Phys Life Rev 2004; 1: 71-102; http://dx.doi.org/10.1016/j.plrev.2004.06.001 [CrossRef] [Google Scholar] 46. Тонони Г. Сознание как целостная информация: предварительный манифест.Биол Бык 2008; 215: 216-42; PMID: 144; http://dx.doi.org/10.2307/25470707 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47. Брингсйорд С., Зенцен М. Познание — это не вычисление: аргумент от необратимости. Синтез 1997; 113: 285-320; http://dx.doi.org/10.1023/A:10050138 [CrossRef] [Google Scholar] 48. Магуайр П., Мозер П., Магуайр Р., Гриффит В. Вычислимо ли сознание? Количественная оценка интегрированной информации с использованием алгоритмической теории информации В: Bello P, Guarini M, McShane M, Scassellati B (eds), Proc 36th Ann Conf Cogn Sci Soc.Общество когнитивных наук, Остин, Техас, 2014 г. [Google Scholar] 49. Theise ND. Оценка возможности индуцированной регенерации печени. Нат Мед 2013; 19: 1096-7; PMID: 24013747; http://dx.doi.org/10.1038/nm.3325 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 50. Прогожин И. Конец уверенности. Свободная пресса, Нью-Йорк, 1996; стр. 3 [Google Scholar] 51. Прогожин И. Конец уверенности. Свободная пресса, Нью-Йорк, 1996; стр. 71 [Google Scholar] 52. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Нью-Йорк, Bantam Books, 1984; стр. 175 [Google Scholar] 53.Гинзборг Х. Нормативность природы: Очерки кантовской критики суждения. Oxford University Press, 2015; стр. 318 [Google Scholar] 54. Скотт Э.С., Мацке, штат Нью-Джерси. Биологический дизайн в научных классах. Proc Natl Acad Sci USA 2007; 104 (Приложение 1): 8669-76; PMID: 17494747; http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0701505104 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 55. Гинзборг Х. Нормативность природы: Очерки кантовской критики суждения Oxford University Press, 2015; стр. 319 [Google Scholar] 57.Майр Э. Это биология: наука о живом мире. The Belknap Press of Harvard University Press, 1997 [Google Scholar] 58. Макклинток Б. Значение ответов генома на вызов, Нобелевская лекция, Вашингтонский институт Карнеги, Лаборатория Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк, США, 8 Декабрь 1983 г. [Google Scholar] 59. Крик Ф. Центральная догма молекулярной биологии. Природа 1970; 227: 561-3; PMID: 4

4; http://dx.doi.org/10.1038/227561a0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 60. Шапиро Я.Информатика генома: роль ДНК в клеточных вычислениях. Биологическая теория 2006; 1 (3): 288-301; http://dx.doi.org/10.1162/biot.2006.1.3.288 [CrossRef] [Google Scholar] 61. Благородный Д. Музыка жизни: Биология за пределами генома. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 2006 г .; стр. 176 [Google Scholar] 62. Ford BJ. Клетки гениальны ?. Микроскоп 2004; 52 (3/4): 135-44 [Google Scholar] 63. Суровый DS. Очерки философии субъективного духа Гегеля, State University of New York Press, 2012; Стр. 206 [Google Scholar] 64.Spalding KL, Bhardwaj RD, Buchholz BA, Druid H, Frisén J. Ретроспективное датирование рождения клеток у людей. Клетка 2005; 122: 133-43; PMID: 16009139; http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2005.04.028 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 65. Spalding KL, Arner E, Westermark PO, Bernard S, Buchholz BA, Bergmann O, Blomqvist L, Hoffstedt J, Näslund E, Britton T. и др .. Динамика обмена жировых клеток у человека. Природа 2008; 453: 783-7; PMID: 18454136; http://dx.doi.org/10.1038/nature06902 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 66.Генрихс А. Возрастная дискриминация. Нат Рев Мол Cell Biol 2005; 6: 672; http://dx.doi.org/10.1038/nrm1730 [CrossRef] [Google Scholar] 67. Sridhar BR. Субъективная эволюция сознания — Игра сладкого Абсолюта. Шри Чайтанья Сарасват Матх 1989 [Google Scholar] 68. White RJ, Wolin LR, Massopust LC Jr, Taslitz N, Verdura J. Трансплантация головного мозга приматов: нейрогенное разделение, сосудистая ассоциация. Процедура трансплантации 1971; 3: 602-4; PMID: 4999463 [PubMed] [Google Scholar] 69. Канаверо С. Небеса: венчурный проект по головному анастомозу Схема проекта первой трансплантации головы человека со спинальным соединением (GEMINI).Хирургический Neurol International 2013; 4: S335-42; http://dx.doi.org/10.4103/2152-7806.113444 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 70. Белый RJ. Пересадка головы. Scientific American 1999; 10: 24-6 [Google Scholar] 71. Хэммерлинг Дж. Нуклео-цитоплазматические взаимодействия в Acetabularia и других клетках. Энн Рев Плант Физиол 1963; 14: 65-92; http://dx.doi.org/10.1146/annurev.pp.14.060163.000433 [CrossRef] [Google Scholar] 72. Чапман С.Дж., Ньюджент Н.А., Шрайбер Р.В. Синтез нуклеиновых кислот в хлоропластах Acetabularia mediterranea.Физиология растений 1966; 41: 589-92; PMID: 5932403; http://dx.doi.org/10.1104/pp.41.4.589 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

неодушевленное пространство или живой организм?

ELBA Bioflux, 2018, Том 10, Выпуск 1.

www.elba.bioflux.com.ro 1

Вселенная: неодушевленное пространство или живой

организм?

Ахмад Горбани

Фармакологический исследовательский центр лекарственных растений, Медицинский университет Мешхеда

Sciences, Мешхед, Иран.Автор, ответственный за переписку: А. Горбани, [email protected]

Аннотация. Природа Вселенной и происхождение жизни всегда были главными вопросами

человечества. В течение многих лет спрашивали, существует ли жизнь где-либо еще во Вселенной, и существует ли

, каковы ее структуры и формы. Однако более важный вопрос заключается в том, является ли сама Вселенная

живым существом или просто неодушевленным пространством. Чтобы признать, что мы живем в неодушевленном космосе, необходимо подтвердить, что характеристики живых организмов не заметны для нашей Вселенной.

Однако проблема в том, что точное определение жизни вызывает несколько противоречий в научном сообществе

. С точки зрения биологии, существует общее согласие с тем, что особенности роста, формы, организации системы и репликации / воспроизводства являются минимальными характеристиками живой системы. Здесь дается обзор характеристик живого организма

, а затем они сравниваются с характеристиками вселенной

.

Ключевые слова: космос, жизнь, организм, система, вселенная.

Введение. Природа Вселенной и происхождение жизни всегда были главными вопросами человечества. Текущая стандартная модель космологии, сценарий Большого взрыва

, может объяснить некоторые особенности нашей Вселенной, такие как распределение галактик

, но не дает исчерпывающего объяснения возникновения жизни и долгосрочного будущего

(Steinhardt & Turok 2002a, 2002b).

Условия нашей вселенной созданы для создания жизни. Было представлено

гипотез о причине развития

таких состояний, например, гипотеза Бога и гипотеза мультивселенной (Chan

2015). В течение многих лет спрашивали, существует ли жизнь где-либо еще во Вселенной,

, и если существует, каковы ее структуры и формы. Однако более важным вопросом является

, является ли сама Вселенная живым существом или просто неодушевленным пространством.Здесь обсуждалась возможность

того, что наша Вселенная может быть живой. Вначале дается обзор

характеристик живого организма, а затем характеристики будут

по сравнению с характеристиками вселенной.

Вселенная и характеристики живого организма. Чтобы признать, что мы живем

в неодушевленном космосе, следует подтвердить, что характеристики живых организмов

не заметны для нашей Вселенной.Однако проблема в том, что точное определение жизни

вызывает споры в научном сообществе (например, между философами,

биологами и космологами). С точки зрения физики, жизнь может быть комбинацией

термодинамического неравновесия + состояния с низкой энтропией + кодирования информации и преобразования

(Schulze-Makuch & Irwin 2004; Deamer 2006; Tsokolov 2009). Однако в биологии

существует общее соглашение о том, что живое вещество — это локализованная молекулярная совокупность

со следующими основными характеристиками: системная организация,

автономия, обработка информации, адаптивность, форма, рост и воспроизводство

( Россленбройх 2016).Термины автономия, информация и адаптивность расплывчаты, и

в эпистемологическом дискурсе может быть предметом различных интерпретаций (см. Обзорную статью

Цоколова 2009). Здесь особенности формы, системной организации, роста,

В природе ничего не существует в изоляции

Если вам нравится это эссе, поделитесь им с другими

Ничто не существует только само по себе. От мельчайших атомных частиц до величайших галактик прошлое, настоящее и будущее всех одушевленных и неодушевленных существ в нашей Вселенной, включая людей, определяется их взаимосвязью со всем остальным.Если какая-либо из этих ссылок будет нарушена, Природа в любом масштабе изменится или просто не будет работать.

Мы, люди, — взаимозависимые организмы, наследие которых представлено как в живых организмах, так и в неживых природных объектах. Подобно скалам, горам, львам и муравьям, мы все сделаны из одних и тех же элементарных атомных материалов. Мы равные партнеры со всем остальным во Вселенной. Здоровье как наших взаимосвязанных тел, так и нашего взаимосвязанного окружения имеет важное значение для нашего существования.

Самым серьезным препятствием на пути к экологической устойчивости на Земле является устаревшее мировоззрение, которое ставит человечество вне и выше Природы. Тем не менее, все в природе взаимосвязано. Эта идея очень давно была хорошо знакома как в духовном, так и в эстетическом мировоззрении. Совсем недавно взаимосвязь и взаимозависимость в природе стали научным фактом. Теперь мы знаем, что жизнь на Земле перестала бы функционировать, если бы не существовало взаимосвязи. Теперь мы знаем, что человечество не является внешним и не превосходит Природу.Действительно, человечество является неотъемлемой частью Природы, как и любое другое существо на этой планете.

«Узоры в природе» вызывают в воображении образы, такие как спиральные рога у овец, океанские волны, песчаные дюны и другие правильные или неправильные формы, которыми мы можем наслаждаться, медитировать и изучать. Однако закономерности природы также представляют собой нечто гораздо более глубокое. Все закономерности природы являются физическими проявлениями взаимосвязанных, взаимозависимых сетей каналов, которые преобразуют и транспортируют энергию нашего солнца ко всем живым и неживым существам на нашей планете.Без этих сетей потоков энергии все объекты и существа на Земле прекратили бы свое существование, потому что они не могли бы получать энергию, необходимую для функционирования.

Каждая энергетическая сеть взаимодействует с энергопроводами в больших и малых сетях. Человек, дерево, горный ручей, созревающая экосистема и развивающаяся биосфера Земли — все это взаимосвязанные и динамические сети, которые направляют поток энергии в Природе. Каждый сегмент в сети выполняет аналогичные фундаментальные функции использования энергии, преобразования энергии и транспортировки энергии, несмотря на различные физические структуры, которые содержат эти сети.Другими словами, река и человек не похожи друг на друга. Тем не менее, их энерготранспортные сети действительно похожи и выполняют аналогичные функции.

Один из таких энергетических узоров, который знаком всем нам, — это дерево. Ветки на дереве поддерживают листья, улавливающие солнечную энергию. Зеленый хлорофилл в энергии листа преобразует и накапливает захваченную энергию. Часть этой энергии переносится к остальной части дерева через прутья, ветви и стволы. Внимательно посмотрите на структуру дерева.Аналогичным образом соединяются веточки с ветками. Филиалы присоединяются к стволам почти таким же образом. В очень приблизительном смысле каждая ветвь или ветвь в структурной иерархии дерева является увеличенной или уменьшенной версией своего непосредственного соседа. Математики называют это явление «самоподобие», потому что каждая структура похожа на другие структуры в дереве. Структуры называются «фракталами». Было показано, что многие различные системы транспортировки и преобразования энергии в Природе фрактальны.Корневая система дерева улавливает питательные вещества и другие формы энергии Земли. Корни очень похожи на фрактальные коллекции прутиков и веток. Эти корни переплетаются с корневыми системами других деревьев, а также различных подземных экосистем. Наши легкие и наши системы транспортировки крови — это фрактальные структуры, которые взаимосвязаны друг с другом. Наши нервные системы фрактальны. Речные системы фрактальны. Действительно, большая часть энергии в Природе переносится и трансформируется сетями, имеющими ту же фрактальную структуру, которую мы видим в деревьях.

Глядя на эти взаимосвязанные «самоподобные» системы потоков энергии, мы чувствуем, что существует какое-то единство. Современная системная наука ищет более надежные доказательства единства в нашем взаимосвязанном мире. Оказывается, все самоподобные фрактальные узоры можно математически описать с помощью одного характеристического числа. Если бы это характеристическое число было одинаковым для множества различных сетей транспортировки и преобразования энергии, это было бы очень убедительным доказательством существования единства между этими системами.Оказывается, многие энергетические сети можно описать характеристическим числом, значение которого составляет около 1/4. Группа ученых из Института Санта-Фе работает над этим вопросом в течение нескольких лет. Они исследовали известную взаимосвязь, в которой масса очень разных животных, от мышей и людей до слонов, сравнивалась с их метаболизмом. Метаболизм — это мера использования энергии. Поразительно, что соотношение между массой тела и метаболизмом варьируется примерно в 1/4 раза для всех животных, будь то мышь, человек или слон.Это явление получило название «четвертичное масштабирование мощности». Было высказано предположение, что причина этого явления в том, что это характеристическое число действительно описывает лежащие в основе фрактальные структуры транспортировки энергии для жизни на Земле. Для тех из вас, кто хочет копнуть глубже, вы можете прочитать любое количество статей, написанных группой. Просто введите в Google «Джеффри Уэст» и / или «Quarter Power Scaling». Или вы можете прочитать научную статью «Преобладание четвертичной шкалы в биологии» или «Происхождение закона шкалы 3/4».

Все это говорит о том, что растет научное доказательство единства всех живых существ в том, как они обрабатывают валюту Природы — энергию. Наука сейчас начинает показывать то, что духовно-эстетическое мировоззрение известно давно. У природы есть общая нить. Мы все связаны! И теперь мы можем более точно описать паттерны этих взаимосвязей, которые так важны для жизни на Земле.

Идея взаимосвязанности и взаимозависимости в Природе больше не является творческой прихотью художника или набросками из древнего китайского текста.Современная наука сейчас количественно определяет взаимосвязь Природы и определяет важность того, почему существуют Ее взаимозависимости. Кажущееся повсеместным явлением четвертичное масштабирование мощности усиливает представление о том, что связи в природе очень распространены и жизненно важны. Сохраняя поток энергии Природы, мы сохраняем жизнь на этой планете.

Теперь будет справедливо сказать, что сохранение можно определить как выявление и защиту связей в Природе. Любые ваши действия по сохранению связи с Природой являются актом сохранения.Эти действия могут быть такими же простыми, как сбор мусора. Вы также сохраните связи с природой, делая все возможное, чтобы остановить загрязнение воздуха, которое уменьшает поток энергии от нашего солнца. Вы могли бы помочь остановить вырубку лесов, которая замедляет поступление кислорода из листьев дерева в атмосферу. Или вы можете помочь остановить убийство ключевого хищника, такого как волк, который сохраняет здоровое разнообразие как растений, так и животных в экосистемах. Вы также можете проповедовать необходимость защиты связей в природе, став волонтером или профессиональным учителем экологического образования.Ваши действия по сохранению взаимосвязанности Природы помогают построить будущее и стать наследием всей Природе, включая человечество.

Для дальнейшего рассмотрения

  • Наша Земля — ​​это живая система, которая переносит и преобразует энергию, необходимую для существования всего живого. Ключом к активной группе экологичных людей, которая приводит к созданию здоровой окружающей среды для всей жизни на Земле, является формирование системного взгляда на жизнь в умах и сердцах человечества, особенно нашей молодежи.Это мировоззрение («История живой Земли») подтверждается тем фактом, что вся Природа взаимосвязана и взаимозависима.

  • Педагоги-экологи, их студенты, ученые и все хранители природы — мощная прогрессивная сила , которая благодаря своим знаниям о природе, наследию, которое они создают для будущего, и своими осознанными действиями способны контролировать колодец -бытие нашего дома — Мать Земля

  • Экологическое просвещение — это не просто изложение фактов. Экологическое образование должно включать в себя действия по передаче мировоззрения Матери-Земли Экологическому просвещению должно быть практическим и основанным на действиях, если идеи, факты и эффективные природоохранные стратегии должны стать сознанием в умах и сердцах всех. нашей молодежи.

  • Этот веб-сайт предлагает бесплатную книгу в формате PDF, озаглавленную «Расширение прав и возможностей хранителей природы — уроки из паутины жизни». Книга предлагает образовательную методологию и содержание для создания «Истории живой земли» среди нашей молодежи и всех хранителей природы.. Чтобы загрузить эту книгу, следуйте инструкциям в правой части веб-сайта, когда вы нажимаете на фотографию книги.

  • Если вы заинтересованы в сотрудничестве со мной, другими преподавателями окружающей среды и другими защитниками природы, чтобы создать наследие молодых людей , которые примут и проповедуют мировоззрение о том, что «Все на Земле взаимосвязано и взаимозависимо», пожалуйста, задайте свои вопросы и комментарии в отведенном ниже месте или связавшись со мной в моей учетной записи Twitter @ballenamar.

Прокомментируйте, пожалуйста, здесь

Меня зовут Билл Грэм. Как морской биолог, проработавший 30 лет в США и Мексике, я студент естествознания, учитель, исследователь и фотограф природы. Благодаря своей работе я приобрел все возрастающую страсть к тому, как все в природе взаимосвязано. Сегодня я много путешествую, размышляя, пишу и фотографирую о связях с природой. Я также работаю с природоохранными проектами в США и Мексике и наставляю талантливую молодежь.

Эволюционирующая теория рассматривает Землю как живой организм

Центральный вопрос, возникающий в дебатах о Гайе, заключается в том, могут ли условия, благоприятные для каких-либо, кроме самых примитивных форм жизни, быть созданы и поддерживаться только взаимодействием земных горных пород, воды и атмосферы. без влияния биоты. Одна школа более традиционно ориентированных ученых-геологов, выступающих против позиции Геи, утверждает, что да. Но им бросают вызов научные компромиссы в этом вопросе.Конкретный глобальный механизм является центральным для обмена мнениями, и он предлагает показательный пример обратной связи, лежащей в основе пересмотренной теории Гайи.

Работая с математическими моделями, группа ученых, выступающих против позиции Гайи, предположила, что температура Земли регулировалась на протяжении эонов за счет колебаний уровня углекислого газа в атмосфере. Углекислый газ улавливает тепло от Солнца внутри атмосферы. В этой формулировке, когда глобальная температура повышается, уровень углекислого газа снижается, позволяя поверхности Земли остыть.Когда поверхность остывает, количество углекислого газа увеличивается, и поверхность нагревается. Большинство ученых считают, что Солнце стало ярче с момента образования Земли, и многие говорят, что термостат углекислого газа поддерживает температуру Земли в допустимых пределах по мере роста интенсивности Солнца.

Механизм этого термостатического эффекта, по мнению Джеймса К. Г. Уокера и Пола Б. Хейса из Мичиганского университета и Джеймса Ф. Кастинга из Университета штата Пенсильвания, представляет собой так называемый карбонатно-силикатный геохимический цикл.По их словам, на этот процесс приходится около 80 процентов углекислого газа, обмениваемого между твердой землей и атмосферой. Остальное поступает от фотосинтезирующих растений. Цикл в 500 000 лет

Карбонатно-силикатный цикл, существование которого и его общая роль в стабилизации климата хорошо понимается учеными, длится более 500 000 лет. Он начинается, когда углекислый газ удаляется из атмосферы в дождевой воде и превращается в углекислоту. Дождь размывает силикатные породы.Углекислота вступает в химическую реакцию с горными породами, выделяя ионы кальция и бикарбоната в грунтовые воды. В конечном итоге они попадают в ручьи, реки и океан. Планктон в море включает ионы в своих раковинах, которые состоят из карбоната кальция. Планктон погибает и оседает на дно океана, образуя карбонатные отложения. По мере того как морское дно скользит под континентальными массивами суши, отложения переносятся внутрь планеты. В конечном итоге они превращаются обратно в углекислый газ и возвращаются в атмосферу в результате извержений вулканов и срединно-океанических хребтов.

Если температура Земли повысится, скорость испарения океанов также увеличится. Это также приведет к увеличению количества осадков, что приведет к удалению большего количества углекислого газа. Выветривание горных пород также увеличится, и это приведет к циркуляции большего количества углекислого газа через землю. А поскольку в атмосфере меньше углекислого газа, Земля остынет.

Доктор Кастинг утверждает, что если планктон вывести из круговорота, карбонатные отложения все равно будут образовываться.Он и его коллеги также подсчитали, что если наземные растения исчезнут, глобальная температура повысится примерно на 18 градусов. Это приведет к тому, что климат будет примерно таким же теплым, как на Земле во времена динозавров. Он и его сотрудники пришли к выводу, как они писали в журнале Scientific American в прошлом году, что «Земля все равно осталась бы пригодной для жизни, даже если бы она никогда не была заселена». в выпуске журнала Nature от 10 августа предполагают, что в отсутствие жизни выветривание горных пород уменьшилось бы настолько, что на Земле было бы на 80 градусов теплее, чем сегодня.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *