Всем живым организмам в большей или меньшей степени свойственны определенные размеры и форма, обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение и приспособляемость. Хотя этот перечень кажется вполне четким и определённым, граница между живым и неживым довольно условна, и будем ли называть, например, вирусы живыми или неживыми, зависит от того определения жизни, которое мы примем. Неживые объекты могут обладать одним или несколькими из перечисленных свойств, но никогда не проявляют всю совокупность этих свойств одновременно. Кристаллы в насыщенном растворе могут “расти”, кусочек металлического натрия начинает быстро “бегать” по поверхности воды, а капля масла, плавающая в смеси глицерина и спирта, выпускает псевдоподии и передвигается наподобие амёбы.

Подавляющее большинство проявления жизни в конечном счете можно объяснить на основании тех же физических и химических законов, которым подчиняются неживые системы. Из этого следует, что если бы мы достаточно хорошо знали химическую и физиологическую основу жизненных явлений, то мы, возможно, были бы в состоянии синтезировать живое вещество. В сущности ферментативный синтез специфических молекул ДНК, осуществленный в пробирке Артуром Конбергом в 1958г., уже можно рассматривать как важный первый шаг в этом направлении*. Противоположный взгляд, называемый витализмом, был широко распространен среди биологов до начала этого века; они считали, что жизнь обуславливают и контролируют силы особого рода, необъяснимые в понятиях физики и химии. Многие явления жизни, казавшиеся такими таинственными при их первом открытии, удалось понять без привлечения особой “жизненной силы”, и разумно будет предположить, что и другие проявления жизни при их дальнейшем исследовании окажутся объяснимыми на научной основе.

* В конце 1967 г. А.Корнберг и его сотрудники получили новые важные результаты. Им удалось синтезировать специфическую ДНК вируса Æ Х174, обладающую биологической активностью. При заражении клеток эта искусственная ДНК ведет себя точно так же, как природная ДНК этого вируса.

[В.С.1] Специфическая организация. Каждый род живых организмов обладает характерными для него формой и внешним видом; взрослые индивидуумы каждого рода организмов, как правило, имеют характерную величину. Неживые объекты обычно имеют гораздо менее постоянные размеры и форму. Живые организмы не гомогенны, а состоят из различных частей, выполняющих специальные функции; таким образом, они характеризуются специфической сложной организацией. Структурной и функциональной единицей как растительных, так и животных организмов служит клетка - наиболее простая частица живого вещества, способная существовать самостоятельно. Но и сама клетка имеет специфическую организацию; клетки каждого типа обладают характерными размерами и формой, они имеют плазматическую мембрану, отделяющую живое вещество от окружающей среды, и содержат ядро - специализированную часть клетки, отдельную от остального ее вещества ядерной оболочкой. Ядро, как мы узнаем позже, играет важную роль в контроле и регулировании функций клетки. Тела высших животных и растений имеют ряд последовательно усложняющихся уровней организации: клетки организованы в ткани, ткани - в органы, а органы - в системы органов..

Обмен веществ. Совокупность всех химических процессов, осуществляемых протоплазмой и обеспечивающих ее рост, поддержание и восстановление, называется обменом веществ или метаболизмом. Протоплазма каждой клетки непрерывно изменяется: она поглощает новые вещества, подвергает их разнообразным химическим изменениям, строит новую протоплазму и превращает в кинетическую энергию и тепло потенциальную энергию, заключенную в крупных молекулах белков, жиров и углеводов, по мере того как эти вещества превращаются в другие, более простые соединения. Это постоянное расходование энергии представляет собой одну из специфических и характерных особенностей живых организмов. Некоторые типы протоплазмы отличаются высокой интенсивностью обмена; очень высока она, например, у бактерий. Другие типы, как, например, протоплазма семян и спор, имеют столь низкий уровень обмена, что его с трудном можно обнаружить. Даже в пределах одного вида организмов или у одной особи интенсивность обмена может меняться в зависимости от таких факторов, как возраст, пол, общее состояние здоровья, активность эндокринных желез или беременность.

Процессы обмена могут быть анаболическими или катаболическими. Термин анаболизм относится к тем химическим процессам, при которых более простые вещества соединяются между собой с образованием более сложных веществ, что приводит к накоплению энергии, построению новой протоплазмы и росту. Катаболизмом же называют расщепление этих сложных веществ, приводящее к освобождению энергии и к износу и расходованию протоплазмы. Процессы того и другого типа протекают непрерывно; более того, они находятся в сложной взаимозависимости и их трудно отделить друг от друга. Сложные соединения расщепляются, и их составные части соединяются друг с другом в новых комбинациях, образуя другие вещества. Примером сочетания катаболизма с анаболизмом могут служить взаимные превращения углеводов, белков и жиров, непрерывно происходящие в клетках нашего тела. Поскольку большинство анаболических процессов требует затраты энергии, должны происходить какие-то катаболические процессы, которые доставляли бы энергию для реакций, связанных с построением новых молекул.

Как у растений, так и у животных есть анаболическая и катаболическая фазы обмена. Однако растения (за некоторым исключением) обладают способностью синтезировать свои собственные органические вещества из неорганических веществ почвы и воздуха; животные же зависят в своем питании от растений.

Подвижность. Третья особенность живых организмов - это их способность к движению. Подвижность большинства животных совершенно очевидна: они ползают, плавают, бегают или летают. У растений движения гораздо более медленны и не так заметны, но они все же происходят. Некоторые животные - губки, кораллы, устрицы, кое-какие паразиты - не передвигаются с места на место, но у большинства из них имеются реснички или жгутики, приводящие в движение окружающую их жидкую среду, которая доставляет этим животным пищу и все необходимое для жизни. Движение может быть результатом мышечного сокращения, биения микроскопических протоплазменных волосков, называемых ресничками и жгутиками, или медленного течения массы протоплазмы (амебоидное движение). Течение протоплазмы в клетках листьев растений известно также под названием циклоза.

Раздражимость. Живые организмы обладают раздражимостью: они реагируют на раздражители, т.е. на физические или химические изменения в непосредственно окружающей их среде. Раздражители, вызывающие реакцию у большинства животных и растений, - это изменения цвета, интенсивности или направления световых лучей, температура, давление, звук и изменения в химическом составе почвы, воды или атмосферы, окружающей организм. У человека и других сложноорганизованных животных некоторые высокоспециализи-рованные клетки тела обладают особой чувствительностью к раздражителям определенного типа: палочки и колбочки в сетчатке глаза реагируют на свет, определенные клетки в носу и во вкусовых почках языка - на химические раздражения, а специальные клетки кожи - на изменения температуры или давления. У низших животных и у растений такие специализированные клетки могут отсутствовать, но весь организм реагирует на раздражение. Одноклеточные животные и растения отвечают движением по направлению к раздражителю или от него при воздействии тепла или холода, некоторых химических веществ, света или при прикосновении микроиглы.