Вопрос № 10

Что отличает живые организмы от неживых?
Ответ опубликован 24 декабря 2006.
Автор вопроса: анонимный.
Вопрос задан 18 декабря 2006.

Разница между живым и только что умершим организмом состоит в том, что живой организм обладает упорядоченным, регулируемым самим организмом, расходом энергии, потребляемой из пищи или запасов, накопленных внутри организма. Расход энергии в единицу времени, т.е. мощность организма, которую называют метаболизмом, поддерживает все жизненные процессы организма и не может опускаться ниже определенного минимального значения. Это минимальное значение расхода энергии, для человека составляющее около 100 Вт или около 2 Вт/кг, предотвращает распад организма как целого, а также распад его органов и клеток, который неизбежно происходит при выключении метаболизма, вызывающего смерть организма. В процессе жизни человек способен развивать гораздо большую мощность: спортсмен стайер в беге на 5 км развивает мощность до 1 кВт, а спринтер и тяжелоатлет — до 10 кВт. Таким образом, отличие состоит в том, что живой организм обладает метаболизмом, неживой — метаболизма не имеет.

Живая трясогузка

Живая трясогузка

Смерть — необратимая потеря упорядоченности живым организмом. Необратимость распада после смерти, т.е. невозможность воскрешения мертвого организма, связана с чрезвычайно высокой сложностью структуры живых организмов по сравнению с любыми объектами неживой природы, в которой многие процессы могут быть обратимыми. Информация, характеризующая живой организм, записана в макромолекуле ДНК, случайное построение программы которой для любого биологического вида невероятно при всех возможных физико-химических процессах в объеме всей Вселенной. Именно эта необратимость распада после смерти, являющаяся следствием сверхсложной организации, отличает любой живой организм от любого объекта неживой природы.

Мертвая гага

Мертвая гага

В определенных неблагоприятных условиях некоторые живые организмы способны биохимически "законсервироваться" и выключить жизнеподдерживающий метаболизм. Это происходит, например, в сухих спорах бактерий, у деревьев и некоторых насекомых, выдерживающих замораживание до очень низких температур, у некоторых дышащих кислородом организмов, помещенных в бескислородную среду. Остаточные хаотические биохимические реакции, происходящие в этих состояниях, имеют очень низкую мощность, в сотни и тысячи раз меньше, чем минимальный жизнеподдерживающий метаболизм. Эти хаотические реакции медленно, но неуклонно разрушают упорядоченность организма. Когда неблагоприятные условия сменяются благоприятными, организм включает метаболизм и "чинит" все накопившиеся неисправности, восстанавливая исходный уровень упорядоченности. Однако если неблагоприятные условия продолжаются слишком долго, спонтанное разрушение может зайти слишком далеко, организм необратимо утратит упорядоченность и никогда не оживет, т.е. умрет. Поэтому можно сказать, что у некоторых (далеко не у всех) организмов кроме жизни и смерти есть еще одно состояние, когда организм не живет, но еще не умер, так как потенциально может жить. Это состояние иногда называют анабиозом.

См. также статью на тему минимального метаболизма и упорядоченности (Makarieva, Gorshkov, Li, Chown 2006).