Где начинается жизнь?

Живая и неживая природа — единое целое.

1. Природа вокруг нас

В лесу рядом находятся деревья, птицы, грибы, камни, вода и воздух. Это объекты природы. Одни из них — живые организмы, другие относятся к неживой природе. Растение в горшке тоже остаётся живым организмом, даже если его посадил и вырастил человек.

Стол, велосипед и книга — предметы, изготовленные человеком. Они могут состоять из природных материалов, но не становятся от этого организмами. Например, деревянный стол сделан из вещества, которое образовалось в дереве, однако сам стол не растёт за счёт работы живых клеток, не питается и не размножается.

К живой природе относятся растения, животные, грибы, бактерии и другие организмы. Человек также относится к живой природе. Вода, воздух и горные породы — примеры неживой природы. Для ответа на вопрос «живое или неживое?» недостаточно посмотреть, движется ли объект.

2. Как узнают живое

У живых организмов есть общие свойства. Они проявляются по-разному и не обязательно заметны в каждую минуту наблюдения. Поэтому учёные рассматривают совокупность признаков, то есть несколько связанных свойств вместе.

Клеточное строение

Организмы состоят из клеток. Клетка — основная единица их строения и жизнедеятельности. Одни организмы состоят всего из одной клетки, другие — из множества клеток, выполняющих разные задачи. Большинство клеток нельзя рассмотреть невооружённым глазом. Позже мы познакомимся с увеличительными приборами и устройством клетки.

Особый случай — вирусы. У них нет клеточного строения, а создание новых вирусных частиц происходит только внутри клеток другого организма. С вирусами мы подробно познакомимся в отдельном уроке. В начальных заданиях мы сравниваем обычные клеточные организмы с объектами неживой природы.

Обмен веществ и превращение энергии

Организм постоянно взаимодействует со средой: получает необходимые вещества, преобразует их и удаляет продукты жизнедеятельности. Эти связанные процессы называют обменом веществ. В него входят питание, дыхание и выделение. Для жизненных процессов необходима энергия.

Зелёное растение поглощает корнями воду с растворёнными минеральными веществами. При свете оно использует углекислый газ и энергию света для образования органических веществ. При этом выделяется кислород. Растение также дышит: использует кислород и выделяет углекислый газ. Дыхание идёт и днём, и ночью. Свет — источник энергии, а не вещество.

Животные получают органические вещества с пищей. Им также нужны вода и другие вещества. Организм превращает вещества пищи, использует получаемую энергию и выводит продукты жизнедеятельности. Способы питания растений и животных различаются, а необходимость обмена веществ у них общая.

Рост и развитие

Рост — увеличение размеров и массы организма. Например, корень становится длиннее, а лист — крупнее. Развитие — изменения строения и жизнедеятельности организма по мере его жизни. Например, из семени появляются корень и побег, а гусеница превращается в бабочку.

Рост и развитие часто идут вместе: проросток становится больше, и у него появляются новые части. Это происходит благодаря росту, делению и работе клеток. Но само увеличение размеров не доказывает, что объект живой: кристалл соли тоже может стать крупнее.

Размножение и наследственность

Размножение — образование новых организмов. У курицы из оплодотворённых яиц могут появиться цыплята, а у земляники новые растения образуются на побегах-усах. Благодаря размножению жизнь продолжается из поколения в поколение.

Потомки получают наследственную информацию от родителей. Поэтому цыплёнок имеет признаки курицы, а из семени фасоли развивается фасоль. Передачу признаков из поколения в поколение называют наследственностью. При этом потомки не обязательно являются точными копиями родителей.

Цыплёнок живой, хотя ещё не способен размножаться. Некоторые организмы вообще не оставляют потомства. Поэтому отсутствие потомства у одного организма не означает, что он неживой.

Реакция на изменения среды

Организмы реагируют на свет, температуру, прикосновение и другие воздействия. Это свойство называют раздражимостью. В биологии слово не означает плохое настроение. Например, животное убегает от опасности, а растущий побег может изгибаться в сторону источника света.

Реакции бывают быстрыми и медленными. Листочки мимозы стыдливой складываются после прикосновения. Изменение направления роста растения происходит гораздо медленнее. Неподвижность при коротком наблюдении не означает отсутствия жизни.

3. Растение и кристалл: оба растут?

Представим два наблюдения. В одном сосуде прорастает семя фасоли. В другом из солевого раствора образуются кристаллы. Через некоторое время оба объекта увеличиваются. Можем ли мы на этом основании считать оба живыми?

Вывод: по одному сходству нельзя решить, живой ли объект. У фасоли есть клетки, обмен веществ, рост, развитие и другие признаки живого. У кристалла этой совокупности признаков нет.

Похожую ошибку можно допустить с огнём. Пламя распространяется, использует горючее и выделяет тепло. Однако у него нет клеточного строения и жизненного цикла организма. Горение — физико-химический процесс. Поэтому сравнение отдельных внешних признаков требует осторожности.

4. Живое и неживое связаны

Вещества живой и неживой природы построены из одних и тех же химических элементов. В телах организмов особенно велика роль углерода, кислорода, водорода и азота. Различия связаны с сочетаниями элементов, строением веществ и организацией процессов. Подробно изучать это мы будем позднее.

Живое зависит от неживого. Растению необходимы вода, воздух, подходящая температура и другие условия. Если почва надолго пересохнет, растение не сможет нормально получать воду. При этом сами организмы тоже изменяют среду: растения выделяют кислород при фотосинтезе, корни воздействуют на почву, а остатки организмов участвуют в её формировании.

Связи действуют в обе стороны. Поэтому беречь природу означает заботиться и об организмах, и об условиях их жизни. Нельзя надёжно сохранить рыбу, разрушая водоём, где она обитает.

От живого к неживому. Углеродсодержащие породы могут образовываться из древнего органического вещества. При длительных геологических преобразованиях органические остатки могут участвовать в образовании угля, а при определённых условиях — графита. Однако сам графит — неживой минерал. Происхождение вещества не делает его современным живым организмом.

5. Биосфера — оболочка жизни

Биосфера — область Земли, где существует жизнь и проявляется деятельность организмов. Она включает нижнюю часть атмосферы, водоёмы, почву и верхние слои земной коры. Биосфера охватывает разные среды: например, воздух, воду и почву.

Жизнь распределена неравномерно. Особенно много организмов там, где достаточно необходимых ресурсов и подходят условия. Встречаются они и в глубоких океанических впадинах, и в верхних слоях земной коры. Точные пределы зависят от среды и от того, какие организмы мы рассматриваем; нарисованная граница на схеме всегда является упрощением.

В атмосфере находится слой озона, который поглощает значительную часть опасного ультрафиолетового излучения Солнца. Его также называют озоновым экраном. Это газовый слой, а не твёрдая оболочка.

Владимир Иванович Вернадский разработал учение о биосфере и показал, что живые организмы являются важной силой, преобразующей планету. Биосфера — не только место обитания жизни, но и результат её длительной деятельности.

6. Наблюдаем и проверяем себя

Небольшое исследование: прорастание семени

1. Вместе с учителем или взрослым поместите несколько семян фасоли на влажную салфетку в прозрачный контейнер. Салфетка должна быть влажной, но семена не должны быть полностью затоплены.
2. Каждый день наблюдайте за изменениями. Записывайте дату, появление корня и побега; делайте фотографии с одной точки.
3. Отмечайте отдельно увеличение размеров и появление новых частей. Это поможет различать рост и развитие.
4. Не употребляйте семена после опыта в пищу. При появлении плесени сообщите взрослому и прекратите работу с образцом.

Дополнительное исследование — выращивание кристаллов соли. Его можно провести с учителем или взрослым и сравнить результаты с ростом проростка. Горячий раствор и стеклянную посуду подготавливает взрослый. Цель сравнения — выяснить, почему увеличение размера встречается и в неживой природе.

Вопросы для самопроверки

1. Почему движение не может служить единственным доказательством жизни?
2. Назови не менее четырёх признаков живого и приведи примеры.
3. Чем рост отличается от развития?
4. Почему спящее животное и сухое жизнеспособное семя относятся к живому?
5. Какие вещества растение получает из среды? Чем свет отличается от этих веществ?
6. Как размножение связано с наследственностью?
7. Какие части оболочек Земли охватывает биосфера?
8. Приведи связь, в которой неживая природа влияет на живую, и обратный пример.

Ориентиры для ответов

1. Перемещаться могут и неживые объекты. 2. Клеточное строение, обмен веществ, рост и развитие, размножение, наследственность, раздражимость. 3. Рост — количественное увеличение, развитие — качественные изменения. 4. Жизненные процессы могут идти медленно; один момент наблюдения не показывает весь жизненный цикл. 5. Вода, минеральные вещества, газы; свет даёт энергию. 6. Новые организмы получают наследственную информацию. 7. Нижняя атмосфера, гидросфера, почва и верхняя литосфера. 8. Например, вода нужна растению, а растение изменяет состав воздуха.

Частые ошибки

• «Всё неподвижное неживое». Растение может оставаться на одном месте, сохраняя все свойства живого.
• «Всё, что растёт, живое». Кристаллы и сосульки тоже увеличиваются.
• «Растения только выделяют кислород». Они также дышат, используя кислород.
• «Каждый живой объект должен прямо сейчас размножаться». Свойства проявляются в течение жизненного цикла.
• «Биосфера — только все организмы». Понятие включает область распространения жизни и её воздействие на окружающую среду.

Для учителя

Учебный результат: ученик различает объекты живой и неживой природы, объясняет недостаточность одного признака, различает рост и развитие и приводит примеры единства природы.

Начните с вопроса о движущемся ручье и неподвижном дереве. Сначала выслушайте аргументы, затем предложите собрать несколько признаков. В заданиях о живом семени обязательно уточняйте его жизнеспособность: внешний вид не позволяет надёжно судить о состоянии каждого конкретного семени.

Сравнение кристалла и проростка помогает перейти от перечисления признаков к доказательству. Не требуйте сложных химических объяснений: достаточно клеточного строения, характера роста и появления новых частей организма.

Схемы и художественные изображения в визуальном уроке показывают общие закономерности. Это не микрофотографии, не точная шкала времени и не модель с сохранением размеров. Мимоза дана как дополнительный наглядный пример раздражимости.

Обсуждая размножение, избегайте формулировки «не размножается — значит неживой». Вирусы обозначьте как особый случай, который будет разобран позже. Не превращайте первый урок в подробное изучение их устройства.

Для закрепления предложите объяснить соседу один спорный пример: кристалл, пламя, спящее животное, семя или предмет из древесины. Оценивайте наличие аргумента и понимание совокупности признаков.

Дополнительные исторические сведения можно оставить для чтения. Центральная мысль материала о Вернадском — взаимное влияние жизни и планеты. Для домашней работы подойдёт дневник прорастания или наблюдение за одним растением без повреждения его органов.

← Вернуться к исследованию