Для живого организма характерен ряд свойств и функций, которые в совокупности «делают» живое живым. К ним относятся самовоспроизведение, специфичность организации, упорядоченность структуры, целостность и дискретность, рост и развитие, обмен веществ и энергии, наследственность и изменчивость, раздражимость, движение, внутренняя регуляция, специфичность взаимоотношений со средой.
Самовоспроизведение (репродукция). «Все живое происходит только от живого», т. е. жизнь возникла путем самозарождения лишь однажды и с тех пор начало живому дает только живое. На молекулярном уровне самовоспроизведение осуществляется на основе матричного синтеза ДНК, которая в свою очередь программирует синтез белков, определяющих специфику организма. На других уровнях репродукция характеризуется чрезвычайным разнообразием форм и механизмов вплоть до образования специализированных половых клеток (мужских и женских). Важнейшее значение репродукции заключается в том, что она поддерживает существование видов, обусловливает специфику биологической формы движения материи.
Упорядоченность структуры. Хотя живое состоит из тех же химических элементов, что и неживое, для живого характерна сложность химических соединений, из которых оно построено, упорядоченность их на молекулярном уровне, приводящая к образованию молекулярных и надмолекулярных структур. Создание порядка — это важнейшая функция живого, проявляющаяся на молекулярном уровне. Упорядоченность в пространстве сопровождается упорядоченностью во времени.
Рост и развитие. Рост организма происходит путем прироста его массы за счет увеличения размеров и числа клеток. В то же время рост сопровождается развитием, проявляющимся в дифференцировании клеток, усложнений структуры и функций организма.
В процессе онтогенеза формируются признаки в результате взаимодействия генотипа и среды. Филогенез сопровождается появлением гигантского разнообразия организмов, органической целесообразностью. Процессы роста и развития подвержены генетическому контролю и нейрогуморальной регуляции.
Обмен веществ и энергии. Обмен веществ — это совокупность химических процессов, протекающих в клетках и обеспечивающих связь организмов с окружающей средой, что является условием для поддержания жизни последних. Он состоит из анаболизма (ассимиляции) и катаболизма (диссимиляции), между которыми существует диалектическое единство, выражающееся в их непрерывности и взаимосвязанности (например, происходящие в клетке превращения углеводов, жиров и белков). Потенциальная энергия поглощаемых клетками углеводов, жиров и белков превращается в кинетическую энергию и тепло по мере химического изменения этих соединений.
Обмен веществ и энергии в клетках ведет к восстановлению (замене) разрушенных структур, росту и развитию организма. Он обеспечивает постоянство внутренней среды организма. Поскольку организм представляет собой открытые системы, через которые проходят непрерывные потоки веществ и энергии, это приводит к самообновлению на всех уровнях организации живого, конечным результатом которого являются рост и развитие организмов.
Наследственность и изменчивость. Наследственность обеспечивает материальную преемственность между поколениями организмов, между родителями и потомством. Более того, она гарантирует непрерывность и устойчивость жизни. Основу материальной преемственности в поколениях и непрерывности жизни составляет механизм передачи от родителей к потомству генов, в которых зашифрована наследственная информация о свойствах организмов (структуре белков).
В противоположность наследственности изменчивость связана с появлением у организмов признаков, отличных от исходных. Изменчивость обусловлена изменениями в генетических структурах. Наследственность и изменчивость представляют собой факторы эволюции, так как благодаря им возникает материал, на котором работает отбор.
Раздражимость — это реакция живого на внешние раздражения, проявление отражения, характерного для живой материи. Факторы, вызывающие реакцию организма, называют раздражителями. Природа раздражителей различна. К ним относятся свет, температура, среды, звук, электрический ток, механические воздействия, пищевое вещества, газы, яды и т. д.
У организмов, имеющих нервную систему, раздражимость проявляется в виде рефлекторной деятельности (безусловные и условные рефлексы). У животных восприятие внешнего мира осуществляется через первую сигнальную систему, тогда как у человека в процессе исторического развития сформировалась еще и вторая сигнальная система (речь).
Благодаря раздражимости организмы уравновешиваются со средой. Избирательно реагируя на факторы среды, организмы «уточняют» свои отношения с ней, в результате чего возникает единство среды и организма.
Движение. Действие раздражителя часто завершается реакцией организма в виде ростовых движений, возникающих в результате неравномерного роста разных его частей. Многие одноклеточные организмы двигаются с помощью особых органоидов. К движению способны и клетки многоклеточных организмов (лейкоциты, блуждающие соединительно-тканные клетки и т.д.).
Двигательная реакция достигает совершенства в мышечном движении многоклеточных животных организмов, которое заключается в сокращении мышц и обеспечивается энергией, получаемой из АТФ.
Внутренняя регуляция. Процессы, протекающие в клетках, подвержены регуляции. На молекулярном уровне регуляторные механизмы существуют в виде обратных химических peaкций, основу которых составляют реакции с участием ферментов. Эти реакции обеспечивают замкнутость процессов регуляции по схеме «синтез — распад — ресинтез». Синтез белков, включая ферменты, регулируется с помощью механизмов регрессии, индукции и позитивного контроля. Напротив, регуляция активности самих ферментов происходит по принципу обратной связи, заключающейся в ингибировании конечным продуктом.
Любое повреждение молекул ДНК, вызванное действием физических или химических факторов, может быть восстановлено с помощью одного или нескольких ферментативных механизмов. Способность ДНК к самовосстановлению представляет собой саморегуляцию. Она обеспечивается за счет действия контролирующих генов и в свою очередь гарантирует стабильность генетического материала и закодированной в нем генетической информации. Механизмы, восстанавливающие повреждения ДНК, действуют почти безошибочно, что обусловливает очень низкую частоту спонтанных мутаций, постоянство генотипов организмов.
Специфичность взаимоотношений со средой. Организмы живут в условиях определенной среды, где существуют другие организмы и действуют абиотические факторы. Организмы взаимодействуют не только между собой, но и со средой, из которой они получают все необходимое для жизни. Распространение видов ограничивается рядом факторов (вода, свет, температура, пища, паразиты, хищники). Поэтому организмы либо отыскивают среду, либо адаптируются (приспосабливаются) к ней. Формами адаптивных реакций являются физиологический гомеостаз (способность организмов противостоять факторам среды) и гомеостаз развития (способность организмов изменять отдельные реакции при сохранении всех других свойств). Адаптивные реакции определяются нормой реакции, которая определена генетически и имеет свои границы. Защита организмов от неблагоприятного воздействия факторов среды обеспечивается иммунитетом, который можно рассматривать как разновидность гомеостаза развития.
Между организмами и средой, живой и неживой природой существует единство, заключающееся в том, что организмы зависят от среды, а среда изменяется благодаря жизнедеятельности организмов на протяжении всего исторического развития жизни. Результатом жизнедеятельности организмов является возникновение атмосферы со свободным кислородом и почвенного покрова Земли, образование в прошлые эпохи угля, торфа, нефти и т.д.