Весь матеріальний світ підпорядкований законам фізики й хімії. Не є винятком і живі істоти, адже вони побудовані з хімічних елементів, з яких утворюються молекули, що реагують між собою за законами хімії. Основою будь-якого життя є збереження та перетворення форм енергії. Ці процеси, у свою чергу, відповідають фізичному закону збереження та перетворення енергії. Проте живі істоти мають цілу низку своїх особливих властивостей, які дозволяють чітко відрізнити живий організм від неживого тіла й доводять єдність життя на Землі.

Властивості живих систем.

1. Єдність хімічного складу. Усі живі істоти складаються з тих самих хімічних елементів, що й тіла неживої природи, утворюючи, однак, свої особливі біомолекули. Живі організми містять близько 80 елементів періодичної системи Д. Менделєєва. Причому, по-справжньому біологічно значущими є близько 30 хімічних елементів, які, в залежності від їх кількісної наявності в клітині, називають макро- чи мікроелементами. Найбільш масовими хімічними елементами є Оксиген (68 % маси клітини), Карбон (17 %), Гідроген (10 %) і Нітроген (3 %). Саме з цих елементів синтезуються органічні сполуки клітини, а саме: білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи та ліпіди (іл. 60.1). Ці речовини, які називають біомолекулами, утворюються лише в клітинах живих організмів.

2. Клітинна будова. Усі живі організми складаються з клітин. Уже в середині XIX ст. було доведено: живі організми побудовані з клітин; будь-яка клітина походить від іншої клітини; зародження нового багатоклітинного організму відбувається шляхом злиття спеціальних статевих клітин; ріст і розвиток є результатом поділу клітин. Ці положення є цілком актуальними і для сучасної науки.

3. Живлення. Усі живі організми живляться, тобто поглинають енергію й речовину з навколишнього середовища. Будь-який організм для підтримування власного стану, росту та розмноження потребує енергії й речовини, які він отримує лише з навколишнього середовища. Як вам відомо, рослини використовують енергію Сонця, а прості неорганічні речовини, що необхідні для їх життя, надходять з повітря та ґрунту. Органічні речовини рослини синтезують самостійно. Тварини, гриби й більшість мікроорганізмів отримують не лише енергію, а й органічні речовини з їжею, яка входить до складу живих організмів або залишилася від померлих. Вони не здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних.

4. Обмін речовин та енергії. Для всіх живих істот властивий обмін речовин — сукупність керованих хімічних реакцій, унаслідок яких організм одержує і перерозподіляє енергію, синтезує необхідні для життєдіяльності речовини. Слід зазначити, що речовини, утворені організмом, рано чи пізно руйнуються, і тому в ньому постійно відбувається самооновлення. Це призводить до стабільності його внутрішнього стану, що досягається завдяки роботі окремих органів, які регулюють процеси в організмі. За рахунок цього живі тіла пристосовуються до змін у навколишньому середовищі. Здатність живих істот регулювати внутрішній стан та віносини з навколишнім середовищем називають саморегуляцією, яка теж є важливою ознакою живого.

Обмін речовин у живих організмах відбувається за допомогою синтезу органічних речовин (асиміляції) та їх розпаду (дисиміляції), що в результаті призводить до утворення простих неорганічних сполук. Наприклад, рослини з вуглекислого газу та води за допомогою сонячної енергії синтезують вуглеводи (глюкозу, сахарозу, крохмаль, целюлозу), які використовують як джерело енергії, запасальні речовини й будівельний матеріал клітини (іл. 60.2).

Саме завдяки тому, що в живому організмі постійно відбувається обмін речовин та енергії, забезпечується постійність хімічного складу та будови всіх його частин, стале функціонування організму, реакцію на зміни умов навколишнього середовища.

5. Розмноження. Живі організми розмножуються, тобто здатні до самовідтворення. Жоден організм, навіть найдосконаліший, не здатний жити вічно. Тому єдиний спосіб підтримування життя на Землі — розмноження.

Розмноження забезпечує безперервність життя та завжди супроводжується збільшенням кількості особин. Одноклітинні організми відтворюються лише нестатевим шляхом, а багатоклітинні — статевим за допомогою спеціальних клітин — гамет. Проте в більш примітивних багатоклітинних істот зберігається й нестатеве розмноження.

6. Індивідуальний розвиток. Усім живим істотам властивий індивідуальний розвиток: вони народжуються, дозрівають і вмирають. Навіть амеба одразу після поділу має менші розміри, ніж материнська особина, тому їй потрібно «подорослішати» — підрости.

Організми, що складаються з багатьох клітин, зазвичай починають свій життєвий шлях від однієї клітини — зиготи і, розвиваючись, перетворюються на здатний до розмноження організм, який складається з тисяч, мільйонів і навіть мільярдів клітин. У процесі росту й розвитку в організмі неминуче трапляються помилки обміну речовин, «ламаються» молекули й клітинні структури — відбувається старіння, що зрештою спричинює природну смерть.

7. Спадковість, мінливість. Від живої істоти народжуються лише подібні істоти, проте у природі немає абсолютно однакових живих організмів.

Найважливішою рисою живого є передавання у спадок наступним поколінням ознак, властивих не лише певному виду, а й конкретним батьківським особинам. Цю властивість живих істот називають спадковістю, а здатність потомків набувати нових ознак — мінливістю. Матеріальним носієм спадковості є молекула ДНК, що становить генетичний апарат клітини.

Генетично ідентичними організмами є однояйцеві близнюки. У ранньому віці їх ледве розрізняє навіть мати, але близнюки ростуть, розвиваються, дорослішають, згодом старіють, і протягом усього життя дедалі більше відрізняються одне від одного. Адже в кожного з них власна доля і власна історія стосунків з навколишнім світом, що позначається на зовнішності. Отже, навіть близнюки або клон особин, що виник у результаті вегетативного розмноження та мають ті самі спадкові риси, зовні відрізняються.

8. Здатність до еволюції. Усі живі істоти виникли внаслідок тривалого історичного розвитку — еволюції. Також у процесі еволюції сформувалася й сучасна біосфера, а також її складові частини — екосистеми.

9. Рух і подразливість. Усі організми без винятку здатні так чи інакше реагувати на виклики й подразники середовища. Частіше за все це переміщення тіла або його окремих частин у просторі. Однак форма руху чи спосіб реакції на подразники у різних живих організмів неоднаковий (іл. 60.3).

Здатність організмів реагувати на зовнішні зміни називають подразливістю. Вона проявляється не лише зовнішніми реакціями, а насамперед на рівні перебігу хімічних реакцій у клітинах. Тварини реагують на подразник негайно, що пояснюють наявністю в них нервової системи і здатності до активного руху, а в рослин подібна відповідь на подразнення може тривати кілька днів.

Живі істоти мають низку спільних властивостей, які доводять єдність життя на Землі. Певні властивості є спільними для тіл живої та неживої природи, інші — специфічні лише для живого й дають змогу зрозуміти, що таке життя.