Творческая работа роль вещества в живом организме: Роль химических элементов в жизни человека

Роль химических элементов в жизни человека

Понедельник, 
1 
Апрель 
2019

Роль макро, микроэлементов для человеческого организма велика. Ведь они принимают активное участие во многих жизненно важных процессах. На фоне дефицита того или иного элемента человек может столкнуться с появлением определенных заболеваний. Дабы избежать этого, необходимо понимать, для чего нужны макро и микроэлементы в человеческом организме, и какое их количество должно содержаться.

Что такое макро и микроэлементы

Все полезные и необходимые для организма вещества попадают в него благодаря продуктам питания, биологическим добавкам, призванным устранить дефицит определенных веществ. Поэтому к своему рациону необходимо отнестись предельно внимательно.

Перед тем как приступить к изучению функций микро и макроэлементов необходимо понимать их определение.

Так, макроэлементами принято считать соединения химических элементов или одиночные элементы, которые содержатся в организме в большом количестве, измеряемом граммами.

А значение микроэлементов отличается от макро количественными показателями. Ведь в данном случае химические элементы содержатся преимущественно в достаточно малом количестве.

Для того чтобы организм функционировал и в его работе не происходили сбои необходимо позаботиться о регулярном достаточном поступлении в него необходимых макро и микроэлементов. Информацию относительного этого можно рассмотреть на примере таблиц. Первая таблица наглядно продемонстрирует, какая суточная норма употребления тех или иных элементов является оптимальной для человека, а также поможет определиться с выбором всевозможных источников.

Роль химических элементов

Роль микроэлементов в организме человека, как и макроэлементов очень велика.

Многие люди даже не задумываются о том, что они принимают участие во многих обменных процессах, способствуют формированию и регулируют работу таких систем, как кровеносной, нервной.

Именно от химических элементов, которые содержит первая и вторая таблица, происходят значимые для жизни человека обменные процессы, к их числу можно отнести водно-солевой и кислотно-щелочной обмен. Это лишь небольшой перечень того, что получает человек.

Биологическая роль макроэлементов заключается в следующем:

·         Функции кальция заключаются в формировании костной ткани. Он принимает участие в формировании и росте зубов, отвечает за свертываемость крови. Если этот элемент не будет поступать в необходимом количестве, то привести такое изменение может к развитию рахита у детей, а также остеопороза, судорог.

·         Функции калия заключаются в том, что он обеспечивает водой клетки организма, а также принимает участие в кислотно-щелочном равновесии. Благодаря калию происходит синтез белка. Дефицит калия приводит к развитию многих заболеваний. К их числу можно отнести проблемы с желудком, в частности, гастрит, язва, сбой сердечного ритма, болезни почек, паралич.

·         Благодаря натрию удается держать на уровне осмотическое давление, кислотно-щелочной баланс. Ответственный натрий и за поставку нервного импульса. Недостаточное содержание натрия чревато развитием заболеваний. К их числу можно отнести судороги мышц, болезни, связанные с давлением.

·         Функции магния среди всех макроэлементов наиболее обширные. Он принимает участие в процессе формирования костей, зубов, отделении желчи, работе кишечника, стабилизации нервной системы, от него зависит слаженная работа сердца. Этот элемент входит в состав жидкости, содержащейся в клетках тела. Учитывая важность этого элемента, его дефицит не останется незамеченным, ведь осложнения, вызванные этим фактом, могут сказаться на желудочно-кишечном тракте, процессах отделения желчи, появлении аритмии. Человек ощущает хроническую усталость и нередко впадает в состояние депрессии, что может сказаться на нарушении сна.

·         Основной задачей фосфора является преобразование энергии, а также активное участие в формировании костной ткани. Лишив организм этого элемента можно столкнуться с некоторыми проблемами, например, нарушениями в формировании и росте кости, развитием остеопороза, депрессивного состояния. Дабы избежать всего этого, необходимо регулярно пополнять запасы фосфора.

·         Благодаря железу происходят окислительные процессы, ведь он входит в цитохромы. Нехватка железа может сказаться на замедлении роста, истощении организма, а также спровоцировать развитие анемии.

Биологическая роль химических элементов заключается в участии каждого из них в естественных процессах организма. Недостаточное их поступление может привести к сбою в работе всего организма. Роль микроэлементов для каждого человека неоценима, поэтому необходимо придерживаться суточной нормы их потребления, которую содержит приведенная выше таблица.

Так, микроэлементы в организме человека отвечают за следующее:

·         Йод необходим для щитовидки. Недостаточное его поступление приведет к проблемам с развитием нервной системы, гипотиреоза.

·         Такой элемент, как кремний, обеспечивает формирование костной ткани и мышц, а также входит в состав крови. Нехватка кремния может привести к чрезмерной слабости кости, в результате чего увеличивается вероятность получения травм. От дефицита страдает кишечник, желудок.

·         Цинк приводит к скорейшему заживлению ран, восстановлению травмированных участков кожи, входит в состав большинства ферментов. О его нехватке свидетельствует изменения вкуса, восстановления поврежденного участка кожи на протяжении длительного времени.

·         Роль фтора заключается в принятии участия в процессах формирования зубной эмали, костной ткани. Его нехватка приводит к поражению зубной эмали кариесом, затруднениям, возникшим в процессе минерализации.

·         Селен обеспечивает стойкую иммунную систему, принимает участие в функционировании щитовидки. Говорить о том, что в организме селен присутствует в недостающем количестве можно в случае, когда прослеживаются проблемы с ростом, формированием костной ткани, развивается анемия.

·         С помощью меди становится возможным перемещение электронов, ферментный катализ. Если содержание меди недостаточное, то может развиться анемия.

·         Хром принимает активное участие в обмене углеводов в организме. Его нехватка сказывается на изменении уровня сахара в крови, что нередко становится причиной развития диабета.

·         Молибден способствует переносу электронов. Без него возрастает вероятность поражения зубной эмали кариесом, появления нарушений со стороны нервной системы.

·         Роль магния заключается в принятии активного участия в механизме ферментного катализа.

Микро, макроэлементы, поступающие в организм вместе с продуктами, биологически активными добавками жизненно необходимы для человека, и свидетельствуют об их важности проблемы, заболевания, возникающие в результате их дефицита. Для того чтобы восстановить их баланс необходимо правильно подбирать питание, отдав предпочтение тем продуктам, которые содержат необходимый элемент.

 

ОГБУЗ «Старооскольский кожвендиспансер»

желает Вам здоровья и долголетия!

AMK — Культура питания

Питание является основной биологической потребностью человека и древнейшей существенной связью живого организма с окружающей средой. Качество питания оказывает большое влияние на состояние здоровья и качество жизни.
Рациональное, здоровое питание – это питание, которое удовлетворяет потребности организма в необходимых питательных веществах – белках, жирах, углеводах, витаминах и минеральных веществах.

Во всем мире широкое распространение получила концепция рационального сбалансированного питания, включающая следующие положения:

1. Питание должно быть сбалансировано по химическому составу в отношении основных питательных веществ.

2. Правильное соотношение незаменимых пищевых веществ (белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины, вода).

3. Рациональный режим питания.

4. Продукты должны быть доступны по усвояемости или перевариваемости

5. Энергетическая ценность пищевого рациона должна соответствовать энергетическим тратам организма человека, которые зависят от профессии, характера трудовой деятельности, домашней работы, образа жизни, возраста, массы тела, пола, физического состояния, воздействия всевозможных факторов внешней среды.

Режим питания – это соблюдение интервалов между приемами пищи, частота приема пищи в зависимости от возраста, характера трудовой деятельности и состояния здоровья, в частности, функционального состояния желудочно – кишечного тракта, состояния его ферментативной системы. Рекомендуется, чтобы прием пищи происходил через 4-5 часов. Есть желательно в определенные часы, лучше всего установить 4-х разовое питание. Не рекомендуется принимать пищу реже 3-х раз в день.

Физиологические нормы питания являются средними ориентировочными величинами, отражающими оптимальные потребности отдельных групп населения в основных пищевых веществах и энергии. В основу положены дифференцированные подходы в зависимости от профессиональной деятельности, то есть энергетических трат, возраста, пола, физического состояния и климатических условий проживания.
По энергетическим тратам все трудоспособное население делится на 5 групп. Студенты относятся к 1 группе (умственный труд людей 18-29 лет), их суточная потребность в белках, жирах, углеводах и энергии в таблице:

пол	белки, г		жиры, г	углеводы, г	энергия, ккал
	всего	в том числе животные
мужчины	91	50	103	373	2800
женщины	78	43	88	324	2400

Поскольку студенты относятся к категории людей умственного труда, им можно рекомендовать обязательное употребление следующих продуктов, содержащих микроэлементы и биологически активные вещества, стимулирующие работу головного мозга, так называемое «меню для интеллектуалов»:

северные ягоды: морошка, брусника, клюква, черника – улучшают микроциркуляцию, снабжение мозга и периферических тканей кислородом и глюкозой, укрепляют иммунную и нервную системы

грецкие орехи – особенно хороши при длительном умственном марафоне; они не только стимулируют умственную деятельность, но и укрепляют нервную систему

капуста – способствует снижению активности щитовидной железы, уровня адреналина в крови, уменьшению повышенной эмоциональности

морковь – каротин моркови не только способствует улучшению зрения, но стимулирует интенсивность обмена веществ в головном мозге

лимон – облегчает восприятие информации за счет витамина С

лук – стимулирует процессы кроветворения и улучшает снабжение головного мозга кислородом

морская капуста (ламинария) – по калорийности превосходит картофель и белые грибы, содержит набор незаменимых аминокислот, витамины А, С, Д, РР, К, витамины группы В, является богатейшим источником йода.

Способы обработки пищи: люди могут употреблять в пищу как сырые, так и приготовленные продукты. Под воздействием высокой температуры уничтожаются или лишаются активности бактерии, вирусы и другие потенциально вредные организмы. Результаты варьируются в зависимости от температуры, времени и способа приготовления. Нагревание пищи также способствует уничтожению токсинов. Неправильный выбор способа приготовления может способствовать выработке токсичных химических веществ. Некоторые сырые продукты несъедобны для людей (растительная целлюлоза) и должны быть приготовлены, чтобы стать перевариваемыми.

Идеальный способ приготовления должен сохранять и улучшать аромат пищи и максимально сохранять питательные вещества без добавления чрезмерного количества приправ (жира, соли, специй). Лучшие способы приготовления пищи для сохранения ее ценности – запекание в духовке и варка на пару. Не исключается и обычная варка, и жарка без добавления любого жира. Необходимо избегать, или использовать очень редко, жарку в масле. Время самой тепловой обработки должно быть ограничено, не переваривайте продукты. Все продукты, которые можно потреблять в сыром виде, старайтесь именно в таком виде и употреблять. Очень полезны натуральные соки, в которых хорошо сохраняются минеральные соли.

Питание — один из факторов внешней среды, существенно влияющий на здоровье, работоспособность и продолжительность жизни человека. Рациональное питание способствует сохранению здоровья, повышению сопротивляемости организма вредным факторам окружающей среды, высокой физической и умственной работоспособности, активному долголетию. 

Факты о воде

Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она – непременная составляющая часть всего живого. Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды.

Из воды состоят все живые растительные и животные существа:
рыбы – на 75%; медузы – на 99%; картофель — на 76%; яблоки — на 85%; помидоры — на 90%; огурцы — на 95%; арбузы — на 96%.

В целом организм человека состоит по весу на 50-86% из воды (86% у новорожденного и до 50% у пожилых людей). Содержание воды в различных частях тела составляет: кости – 20-30%; печень — до 69%; мышцы – до 70%; мозг – до 75%; почки — до 82%;  кровь – до 85%.

Это обстоятельство позволило фантасту В. Савченко заявить о том, что у человека “гораздо больше оснований считать себя жидкостью, чем, скажем, у сорокапроцентного раствора едкого натрия”.

На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления. 
Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима.

Без пищи человек может прожить около 50-ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и неделю — смерть наступит через 5 дней. По данным медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8% от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% — начинаются галлюцинации, при 12% человек не может восстановиться без специальной медицинской помощи, а при потере 20% наступает неизбежная смерть.

В организме человека вода:

• увлажняет кислород для дыхания;
• регулирует температуру тела;
• помогает организму усваивать питательные вещества;
• защищает жизненно важные органы;
• смазывает суставы;
• помогает преобразовать пищу в энергию;
• участвует в обмене веществ;
• выводит различные отходы из организма.

Человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его теле уменьшается на 1-2% (0,5- 1,0л). Потеря 10% влаги от веса тела может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 20% (7 — 8л) уже смертельна.

Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно.

Правильный питьевой режим подразумевает сохранение физиологического водного баланса — это уравновешивание поступления и образования воды с ее выделением.

Суточная потребность взрослого человека в воде – 30-40 грамм на 1 кг веса тела. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Летом ежедневно нужно употреблять 2 — 2,5 литра воды. В жарких районах планеты — 3,5 — 5,0л в сутки, а при температуре воздуха 38–40С и низкой влажности работающим на открытом воздухе потребуется в сутки 6,0 — 6,5л воды. При этом нельзя ориентироваться на то, испытываете вы жажду или нет, поскольку этот рефлекс возникает уже поздно и не является адекватным показателем того, сколько воды нужно вашему организму.
Небезынтересно узнать, что в кашах содержится до 80% воды, в хлебе – около 50%, в мясе – 58-67%, в овощах и фруктах – до 90% воды, т.е. “сухая” еда состоит на 50-60% из воды.

А около 3% (0,3л) воды образуется в результата биохимических процессов в самом организме.
По некоторым оценкам за 60 лет жизни человек выпивает около 50т воды – целую цистерну!
Участвуя в обмене веществ, вода позволяет уменьшить жировые накопления и снизить вес. Многие из тех, кто хочет похудеть, считают, что их организм удерживает воду и стараются меньше ее пить. Однако вода является естественным мочегонным средством и, если вы ее пьете, то теряете в весе.

Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым. Ему проще контролировать свой вес, поскольку улучшается пищеварение, а когда вас тянет перекусить, часто достаточно бывает просто попить воды, чтобы снизить аппетит. Симптомами обезвоживания организма являются сухая кожа (может сопровождаться зудом), усталость, плохая концентрация внимания, головные боли, повышение давления, плохая работа почек, сухой кашель, боли в спине и суставах.

Исследованиями ученых уже доказано, что употребление достаточного количества воды может свести к минимуму боли в спине, мигрени, ревматические боли, а также понижение уровня холестерина в крови и кровяного давления, уменьшая тем самым вероятность сердечного приступа. Потребление достаточного количества воды — это один из лучших способов предотвратить образование камней в почках. Так как вода не содержит солей, жира, холестерина и кофеина, то, соответственно, она по-другому выводится из организма.

Немецкие ученые, проведя испытания на студентах-добровольцах, пришли к выводу, что те, которые пьют воды и напитков больше, проявляют и больше выдержки и склонности к творчеству, чем пьющие меньше.

Регулярное потребление воды улучшает мышление и координационные действия мозга. Головной мозг и весь организм будут достаточно заряжены нужными веществами, если вода, которую мы пьем, будет высокого качества, то есть, будет богата минеральными веществами. Здоровый человек не должен ограничивать себя в питье, но гораздо полезнее пить часто и понемногу. Вредно выпивать сразу много жидкости, так как вся жидкость всасывается в кровь, и, пока ее излишек не будет выведен из организма почками, сердце получает излишнюю нагрузку.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что роль воды для человека огромна. Сегодня каждый человек может создать для себя условия сохранения бесценного водного баланса путем правильной организации питьевого режима.  

2.S: Материя, энергия и жизнь (Сводка)

Сводка

Материя — это все, что занимает пространство и имеет массу. Он состоит из атомов разных элементов. Элементы, которые встречаются в природе, обладают уникальными качествами, которые позволяют им сочетаться различными способами для создания соединений или молекул. Атомы, состоящие из протонов, нейтронов и электронов, являются наименьшими единицами элемента, сохраняющими все свойства этого элемента. Электроны могут быть переданы или разделены между атомами для создания связей, включая ионные, ковалентные и водородные связи.PH раствора является мерой концентрации ионов водорода в растворе. Живые существа основаны на углероде, потому что углерод играет такую ​​важную роль в химии живых существ.

Клетка — наименьшая единица жизни. Большинство клеток настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом. Единая клеточная теория утверждает, что все организмы состоят из одной или нескольких клеток, клетка является основной единицей жизни, а новые клетки возникают из существующих клеток. Каждая клетка работает на химической энергии, содержащейся в основном в молекулах углеводов (пища), и большинство этих молекул производится одним процессом: фотосинтезом.Посредством фотосинтеза определенные организмы преобразуют солнечную энергию (солнечный свет) в химическую энергию, которая затем используется для создания молекул углеводов. Прямо или косвенно процесс фотосинтеза обеспечивает большую часть энергии, необходимой живым существам на Земле. Фотосинтез также приводит к выбросу кислорода в атмосферу. Короче говоря, в том, чтобы есть и дышать, люди почти полностью зависят от организмов, осуществляющих фотосинтез.

Контрольные вопросы

1. Вы анализируете образец углерода и определяете, что 6% атомов углерода в вашем образце имеют массовое число (атомная масса) больше 12 (12 — это нормальная атомная масса углерода).Основываясь на этих результатах, к чему из следующего вы можете сделать разумный вывод?
   1. 6% углеродной пробы — это другой элемент
   2. 6% образца состоит из изотопов углерода
   3. 6% образца состоит из ионов углерода
   4. 94% образца состоит из радиоизотопов углерода
   5. 94% образца содержат ковалентные связи
2. Атом, имеющий электрический заряд из-за количества электронов, не равного количеству протонов, считается (n)…
   1. Изотоп
   2. Ион
   3. Элемент
   4. Молекула
   5. Кислота
3. Атомный номер элемента фтора 9, а его массовое число 19. Сколько нейтронов у нормального атома фтора?
   1. 0
   2. 9
   3. 10
   4. 19
   5. Невозможно определить по предоставленной информации
4. Какой из перечисленных ниже органических соединений не входит в число четырех основных классов органических соединений?
   1. Нуклеиновые кислоты
   2. Вода
   3. Белки
   4. Углеводы
   5. Липиды
5. Вы работаете астробиологом в НАСА, и вас попросили проанализировать первые образцы, возвращенные на Землю с Марса.Как вы распознаете, присутствуют ли в образцах органические молекулы?
   1. Тест на изотопы углерода
   2. Обратите внимание на водородные связи
   3. Поиск химикатов с углеродно-водородными связями
   4. Проанализировать процентное соотношение молекул с ковалентными связями
   5. Измерьте pH образцов
6. Микроорганизм просматривается под микроскопом и определяется как состоящий из одной клетки, в которой отсутствуют органеллы. Что из следующего вы можете сделать на основании этой информации?
   1. Организм принадлежит к домену бактерий
   2. Организм принадлежит домену Eukarya
   3. Организм принадлежит домену архей
   4. Клетка прокариотическая
   5. Клетка эукариотическая
7. Какой из следующих терминов описывает полный набор химических реакций, происходящих в клетках?
   1. Обмен веществ
   2. Клеточное дыхание
   3. Цикл Кальвина
   4. Биоэнергетика
   5. Термодинамика
8. Что из следующего наиболее сильно связано с кинетической энергией?
   1. Атомная сила
   2. Статическое положение в гравитационном поле
   3. Химическая энергия
   4. Механизм
   5. Ковалентные связи
9. Что из перечисленного поможет удалить больше CO2 из атмосферы?
   1. Посадка деревьев
   2. Снижение сжигания ископаемого топлива
   3. Увеличить количество гетеротрофов
   4. Уменьшить количество автотрофов
   5. Все вышеперечисленное.
10. Вода необходима для жизни, потому что у нее много особых свойств. Что из следующего является особым свойством воды?
    1. Способен ковалентно связываться с другими молекулами воды
    2. Хорошо растворяет другие вещества
    3. Легко нагревается.
    4. Легко остывает.
    5. Обладает низким поверхностным натяжением

См. Ответы в Приложении

11. Что такое материя?
12. Что такое элементы?
13. Опишите взаимосвязь между протонами, нейтронами и электронами, а также способы, которыми электроны могут быть переданы или разделены между атомами.
14. Что такое энергия? Опишите два основных типа энергии.
15. Почему часто говорят, что жизнь «основана на углероде»?
16. Опишите роль клеток в организмах.
17. Что такое клеточная теория?
18. Назовите примеры прокариотических и эукариотических организмов.
19. Как взаимодополняются процессы фотосинтеза и клеточного дыхания?
20. Почему плотоядные животные, такие как львы, зависят от фотосинтеза, чтобы выжить?

Дополнительные материалы:

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \).Видео, которое дает некоторое представление о времени, истории, жизни, вселенной и всем остальном.

1.1 Темы и концепции биологии — концепции биологии — 1-е канадское издание

К концу этого раздела вы сможете:

• Определить и описать свойства жизни
• Опишите уровни организации среди живых существ
• Перечислить примеры различных дисциплин биологии

Посмотрите видео об эволюции путем естественного отбора.

Биология — это наука, изучающая жизнь. Что такое жизнь? Это может показаться глупым вопросом с очевидным ответом, но дать определение жизни непросто. Например, раздел биологии под названием вирусология изучает вирусы, которые обладают некоторыми характеристиками живых существ, но не имеют других. Оказывается, хотя вирусы могут атаковать живые организмы, вызывать заболевания и даже воспроизводиться, они не соответствуют критериям, которые биологи используют для определения жизни.

С самого начала биология боролась с четырьмя вопросами: Какие общие свойства делают что-то «живым»? Как функционируют эти различные живые существа? Столкнувшись с удивительным разнообразием жизни, как нам организовать различные виды организмов, чтобы лучше понять их? И, наконец, что в конечном итоге пытаются понять биологи, как возникло это разнообразие и как оно продолжается? Поскольку новые организмы открываются каждый день, биологи продолжают искать ответы на эти и другие вопросы.

Все группы живых организмов обладают множеством ключевых характеристик или функций: порядок, чувствительность или реакция на стимулы, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и обработка энергии. Вместе эти восемь характеристик определяют жизнь.

Заказать

Организмы — это высокоорганизованные структуры, состоящие из одной или нескольких клеток. Даже очень простые одноклеточные организмы чрезвычайно сложны. Внутри каждой ячейки атомы составляют молекулы.Они, в свою очередь, составляют клеточные компоненты или органеллы. Многоклеточные организмы, которые могут состоять из миллионов отдельных клеток, имеют преимущество перед одноклеточными организмами в том, что их клетки могут быть специализированы для выполнения определенных функций и даже принесены в жертву в определенных ситуациях на благо всего организма в целом. Как эти специализированные клетки объединяются, чтобы сформировать такие органы, как сердце, легкие или кожа у организмов, подобных жабе, показанной на рисунке 1.2, будет обсуждаться позже.

Фигура 1.2 Жаба представляет собой высокоорганизованную структуру, состоящую из клеток, тканей, органов и систем органов.

Чувствительность или реакция на стимулы

Организмы реагируют на разнообразные раздражители. Например, растения могут наклоняться к источнику света или реагировать на прикосновения. Даже крошечные бактерии могут двигаться к химическим веществам или от них (процесс, называемый хемотаксисом) или свету (фототаксис). Движение к стимулу считается положительной реакцией, а движение от стимула — отрицательной.

Рис. 1.3. Листья этого чувствительного растения (Mimosa pudica) мгновенно опадают и складываются при прикосновении. Через несколько минут растение возвращается в нормальное состояние.

Концепция в действии

Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как чувствительное растение реагирует на прикосновение.

Репродукция

Одноклеточные организмы воспроизводятся, сначала дублируя свою ДНК, которая является генетическим материалом, а затем деля его поровну, когда клетка готовится к делению с образованием двух новых клеток.Многие многоклеточные организмы (состоящие из более чем одной клетки) производят специализированные репродуктивные клетки, из которых формируются новые особи. Когда происходит размножение, ДНК, содержащая гены, передается потомству организма. Эти гены являются причиной того, что потомство будет принадлежать к одному виду и иметь характеристики, аналогичные родительским, такие как цвет меха и группа крови.

Адаптация

Все живые организмы «приспособлены» к окружающей среде. Биологи называют это приспособление адаптацией, и это следствие эволюции путем естественного отбора, который действует во всех родословных воспроизводящих организмов.Примеры приспособлений разнообразны и уникальны: от жаростойких архей, обитающих в кипящих горячих источниках, до длины языка нектарной моли, которая соответствует размеру цветка, которым она питается. Все адаптации усиливают репродуктивный потенциал человека, который их демонстрирует, включая их способность выживать и воспроизводить потомство. Адаптации непостоянны. По мере изменения окружающей среды естественный отбор заставляет характеристики особей в популяции отслеживать эти изменения.

Рост и развитие

Организмы растут и развиваются в соответствии с конкретными инструкциями, закодированными их генами. Эти гены предоставляют инструкции, которые будут управлять клеточным ростом и развитием, гарантируя, что детеныши вида вырастут и будут демонстрировать многие из тех же характеристик, что и его родители.

Рис. 1.4 Хотя нет двух одинаковых котят, эти котята унаследовали гены от обоих родителей и обладают многими схожими характеристиками.

Постановление

Даже самые маленькие организмы сложны и требуют множества регуляторных механизмов для координации внутренних функций, таких как транспорт питательных веществ, реакция на раздражители и преодоление стрессов окружающей среды.Например, системы органов, такие как пищеварительная или кровеносная системы, выполняют определенные функции, такие как перенос кислорода по всему телу, удаление отходов, доставка питательных веществ в каждую клетку и охлаждение организма.

Гомеостаз

Для правильного функционирования клеткам необходимы соответствующие условия, такие как правильная температура, pH и концентрация различных химических веществ. Однако эти условия могут меняться от одного момента к другому. Организмы способны поддерживать внутренние условия в узком диапазоне почти постоянно, несмотря на изменения окружающей среды, посредством процесса, называемого гомеостазом или «устойчивым состоянием» — способности организма поддерживать постоянные внутренние условия. Например, многие организмы регулируют температуру своего тела с помощью процесса, известного как терморегуляция. Организмы, обитающие в холодном климате, такие как белый медведь, имеют структуру тела, которая помогает им выдерживать низкие температуры и сохранять тепло тела. В жарком климате у организмов есть методы (например, потоотделение у людей или одышка у собак), которые помогают им отводить избыточное тепло тела.

Рис. 1.5 Белые медведи и другие млекопитающие, обитающие в покрытых льдом регионах, поддерживают температуру своего тела, выделяя тепло и уменьшая потери тепла через густой мех и плотный слой жира под кожей.

Обработка энергии

Все организмы (например, калифорнийский кондор, показанный на рис. 1.6) используют источник энергии для своей метаболической активности. Некоторые организмы улавливают энергию солнца и превращают ее в химическую энергию в пище; другие используют химическую энергию от молекул, которые они принимают.

Рис. 1.6 Калифорнийскому кондору требуется много энергии для полета. Химическая энергия, получаемая из пищи, используется для полета. Калифорнийские кондоры — вымирающий вид; Ученые постарались прикрепить к каждой птице бирку с крыльями, чтобы помочь им идентифицировать и определить местонахождение каждой отдельной птицы.

Живые существа высокоорганизованы и структурированы, следуя иерархии от малого до большого. Атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы образуют молекулы. Молекула представляет собой химическую структуру, состоящую по крайней мере из двух атомов, скрепленных химической связью. Многие молекулы, которые имеют биологическое значение, — это макромолекул , большие молекулы, которые обычно образуются путем объединения более мелких звеньев, называемых мономерами.Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая содержит инструкции для функционирования организма, который ее содержит.

Рис. 1.7. Молекула, как и эта большая молекула ДНК, состоит из атомов.

Концепция в действии

Чтобы увидеть анимацию этой молекулы ДНК, щелкните здесь.

Некоторые клетки содержат агрегаты макромолекул, окруженные мембранами; их называют органеллами. Органеллы — это небольшие структуры, которые существуют внутри клеток и выполняют специальные функции.Все живые существа состоят из клеток; Сама клетка — это наименьшая фундаментальная единица структуры и функции в живых организмах. (Это требование является причиной того, почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться и захватить живую клетку; только тогда они могут получить материалы, необходимые для воспроизводства.) Некоторые организмы состоят из одна клетка, а другие — многоклеточные. Клетки подразделяются на прокариотические и эукариотические. Прокариоты — это одноклеточные организмы, в которых отсутствуют органеллы, окруженные мембраной, и ядра, окруженные ядерными мембранами; напротив, клетки эукариот действительно имеют мембраносвязанные органеллы и ядра.

В большинстве многоклеточных организмов клетки объединяются в ткани, которые представляют собой группы похожих клеток, выполняющих одну и ту же функцию. Органы — это совокупность тканей, сгруппированных по общей функции. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов — это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. Например, у позвоночных животных есть много систем органов, таких как система кровообращения, которая транспортирует кровь по всему телу, в легкие и из них; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды.Организмы — это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу — это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.

Рис. 1.8 Биология исследует все аспекты жизни, от атома до всей Земли.

Какое из следующих утверждений неверно?

1. Ткани существуют внутри органов, которые существуют в системах органов.
2. Сообщества существуют в популяциях, существующих в экосистемах.
3. Органеллы существуют внутри клеток, которые существуют в тканях.
4. Сообщества существуют в экосистемах, существующих в биосфере.

Все особи вида, живущие на определенной территории, вместе называются популяцией. Например, в лесу может быть много белых сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию белых сосен в этом лесу. На одной и той же территории могут проживать разные группы населения. Например, сосновый лес включает популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов.Сообщество — это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Сам лес — это экосистема. Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими или неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На самом высоком уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле. Он включает землю, воду и части атмосферы.

Наука биология очень широка, потому что на Земле существует огромное разнообразие форм жизни. Источником этого разнообразия является эволюция, процесс постепенного изменения, в ходе которого новые виды возникают из более старых видов. Эволюционные биологи изучают эволюцию живых существ во всем, от микроскопического мира до экосистем.

В 18 веке ученый Карл Линней впервые предложил организовать известные виды организмов в иерархическую таксономию.В этой системе виды, которые наиболее похожи друг на друга, объединяются в группу, известную как род. Более того, похожие роды (множественное число родов) объединяются в одну семью. Такое группирование продолжается до тех пор, пока все организмы не будут собраны в группы на самом высоком уровне. Текущая таксономическая система теперь имеет восемь уровней в своей иерархии, от низшего к высшему, а именно: вид, род, семейство, порядок, класс, тип, царство и домен. Таким образом, виды группируются внутри родов, роды — внутри семейств, семейства — внутри отрядов и т. Д.

Рис. 1.9. На этой диаграмме показаны уровни таксономической иерархии собаки, от самой широкой категории — домена до наиболее специфичных — видов.

Самый высокий уровень, домен, является относительно новым дополнением к системе с 1990-х годов. Теперь ученые признают три области жизни: эукарию, архей и бактерии. Домен Eukarya содержит организмы, у которых есть клетки с ядрами. Он включает в себя царства грибов, растений, животных и несколько царств протистов. Археи — это одноклеточные организмы без ядер, среди которых много экстремофилов, обитающих в суровых условиях, например, в горячих источниках.Бактерии — еще одна совершенно другая группа одноклеточных организмов без ядер. И археи, и бактерии — прокариоты, неофициальное название клеток без ядер. Осознание в 1990-х годах того, что некоторые «бактерии», ныне известные как археи, генетически и биохимически отличаются от других бактериальных клеток, как и от эукариот, послужило основанием для рекомендации разделить жизнь на три области. Это резкое изменение в наших знаниях о дереве жизни демонстрирует, что классификации не являются постоянными и изменятся, когда станет доступна новая информация.

В дополнение к иерархической таксономической системе Линней был первым, кто назвал организмы двумя уникальными именами, которые теперь называются биномиальной системой именования. До Линнея использование общих имен для обозначения организмов вызывало путаницу, поскольку в этих общих именах существовали региональные различия. Биномиальные названия состоят из названия рода (которое пишется с большой буквы) и названия вида (все в нижнем регистре). При печати оба имени выделяются курсивом. Каждому виду дается уникальный бином, признанный во всем мире, так что ученый в любом месте может знать, о каком организме идет речь.Например, североамериканская голубая сойка известна под уникальным именем Cyanocitta cristata . Наш собственный вид — Homo sapiens .

Рисунок 1.10 Эти изображения представляют разные домены. Сканирующая электронная микрофотография показывает: (а) бактериальные клетки принадлежат к домену «Бактерии», а (б) экстремофилы, все вместе видимые в этом горячем источнике в виде цветных матов, принадлежат к домену архей. И (c) подсолнечник, и (d) лев являются частью домена Eukarya.

Эволюция в действии

Карл Вёзе и филогенетическое древо

Эволюционные отношения различных форм жизни на Земле можно обобщить на филогенетическом дереве.Филогенетическое дерево — это диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходстве и различии генетических или физических признаков или того и другого. Филогенетическое дерево состоит из точек ветвления или узлов и ветвей. Внутренние узлы представляют предков и являются точками эволюции, когда на основании научных данных считается, что предок разделился, образовав два новых вида. Длину каждой ветви можно рассматривать как оценку относительного времени.

В прошлом биологи сгруппировали живые организмы в пять царств: животные, растения, грибы, простейшие и бактерии. Однако новаторская работа американского микробиолога Карла Вёза в начале 1970-х годов показала, что жизнь на Земле развивалась по трем линиям, которые теперь называются областями — бактерии, археи и эукарии. Вёзе предложил домен как новый таксономический уровень, а архей как новый домен, чтобы отразить новое филогенетическое дерево. Многие организмы, принадлежащие к домену архей, живут в экстремальных условиях и называются экстремофилами. Чтобы построить свое дерево, Вёзе использовал генетические отношения, а не сходства, основанные на морфологии (форме).В филогенетических исследованиях использовались различные гены. Дерево Вёза было построено на основе сравнительного секвенирования универсально распределенных генов, обнаруженных в некоторых слегка измененных формах в каждом организме, сохраненных (это означает, что эти гены оставались лишь незначительно измененными на протяжении всей эволюции) и соответствующей длины.

Рис. 1.11 Это филогенетическое дерево было построено микробиологом Карлом Вёзе с использованием генетических родств. Дерево показывает разделение живых организмов на три области: бактерии, археи и эукарии.Бактерии и археи — это организмы без ядра или других органелл, окруженных мембраной, и поэтому они являются прокариотами.

Посмотрите видео о науке и медицине

Область биологии широка и поэтому включает множество разделов и дисциплин. Биологи могут изучать одну из этих субдисциплин и работать в более узкой области. Например, молекулярная биология изучает биологические процессы на молекулярном уровне, включая взаимодействия между молекулами, такими как ДНК, РНК и белки, а также то, как они регулируются.Микробиология — это изучение структуры и функций микроорганизмов. Сама по себе это довольно обширная ветвь, и в зависимости от предмета исследования, в нее входят, в частности, физиологи-микробиологи, экологи и генетики.

Другая область биологических исследований, нейробиология, изучает биологию нервной системы, и хотя она считается разделом биологии, она также признана междисциплинарной областью исследований, известной как нейробиология. Из-за своей междисциплинарной природы эта дисциплина изучает различные функции нервной системы с использованием молекулярных, клеточных, связанных с развитием, медицинских и вычислительных подходов.

Рис. 1.12. Исследователи работают над раскопками окаменелостей динозавров на месте в Кастельоне, Испания.

Палеонтология, еще один раздел биологии, использует окаменелости для изучения истории жизни. Зоология и ботаника изучают животных и растения соответственно. Биологи могут также специализироваться как биотехнологи, экологи или физиологи, и это лишь некоторые области. Биотехнологи применяют знания биологии для создания полезных продуктов. Экологи изучают взаимодействие организмов в окружающей их среде.Физиологи изучают работу клеток, тканей и органов. Это лишь небольшая часть множества областей, которыми могут заниматься биологи. От нашего собственного тела до мира, в котором мы живем, открытия в биологии могут влиять на нас самым прямым и важным образом. Мы зависим от этих открытий для нашего здоровья, наших источников пищи и преимуществ, предоставляемых нашей экосистемой. Из-за этого знание биологии может помочь нам в принятии решений в нашей повседневной жизни.

Развитие технологий в двадцатом веке, которое продолжается и сегодня, особенно технология описания и манипулирования генетическим материалом, ДНК, изменила биологию.Это преобразование позволит биологам продолжить более детальное понимание истории жизни, того, как устроено человеческое тело, нашего человеческого происхождения и того, как люди могут выжить как вид на этой планете, несмотря на стрессы, вызванные нашей растущей численностью. Биологи продолжают разгадывать огромные загадки жизни, предполагая, что мы только начали понимать жизнь на планете, ее историю и наши отношения с ней. По этой и другим причинам знания биологии, полученные с помощью этого учебника и других печатных и электронных средств массовой информации, должны быть полезны в любой области, в которой вы работаете.

Судмедэксперт

Судебная медицина — это применение науки для ответа на вопросы, связанные с законом. Судебными экспертами могут быть биологи, химики и биохимики. Судебно-медицинские эксперты предоставляют научные доказательства для использования в судах, и их работа включает изучение следов преступлений, связанных с преступлениями. За последние несколько лет интерес к судебной медицине возрос, возможно, из-за популярных телешоу, в которых судмедэксперты участвуют в работе.Кроме того, развитие молекулярных методов и создание баз данных ДНК обновили виды работы, которую могут выполнять судебно-медицинские эксперты. Их служебная деятельность в первую очередь связана с преступлениями против людей, такими как убийства, изнасилования и нападения. Их работа включает анализ таких образцов, как волосы, кровь и другие биологические жидкости, а также обработку ДНК, обнаруженной во многих различных средах и материалах. Судмедэксперты также анализируют другие биологические доказательства, оставленные на местах преступления, такие как части насекомых или пыльцевые зерна.Студенты, которые хотят продолжить карьеру в области судебной медицины, скорее всего, должны будут пройти курсы химии и биологии, а также некоторые интенсивные курсы математики.

Рис. 1.13. Этот судебно-медицинский эксперт работает в комнате для извлечения ДНК в Лаборатории уголовных расследований армии США.

Биология — наука о жизни. Все живые организмы обладают несколькими ключевыми свойствами, такими как порядок, чувствительность или реакция на раздражители, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и обработка энергии.Живые существа высокоорганизованы по иерархии, которая включает в себя атомы, молекулы, органеллы, клетки, ткани, органы и системы органов. Организмы, в свою очередь, подразделяются на популяции, сообщества, экосистемы и биосферу. Эволюция является источником огромного биологического разнообразия на Земле сегодня. Диаграмма, называемая филогенетическим деревом, может использоваться для демонстрации эволюционных отношений между организмами. Биология очень широка и включает множество разделов и дисциплин. Примеры включают, среди прочего, молекулярную биологию, микробиологию, нейробиологию, зоологию и ботанику.

атом: основная единица вещества, которая не может быть разрушена с помощью обычных химических реакций

биология: изучение живых организмов и их взаимодействия друг с другом и окружающей их средой

биосфера: совокупность всех экосистем на Земле

ячейка: наименьшая фундаментальная единица структуры и функции живых существ

сообщество: совокупность населения, населяющая определенную территорию

экосистема: все живые существа в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды

эукариот: организм, клетки которого имеют ядра и мембраносвязанные органеллы

эволюция: процесс постепенного изменения популяции, который также может привести к появлению новых видов, происходящих от более старых видов

гомеостаз: способность организма поддерживать постоянные внутренние условия

макромолекула: большая молекула, обычно образованная путем соединения более мелких молекул

молекула: химическая структура, состоящая как минимум из двух атомов, удерживаемых вместе химической связью

орган: структура, состоящая из тканей, работающих вместе для выполнения общей функции

система органов: более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов

Органелла : мембраносвязанный отсек или мешок внутри клетки

организм: индивидуальное живое существо

филогенетическое дерево: диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами на основе сходства и различий в генетических или физических признаках или обоих

Население: все особи одного вида, живущие на определенной территории

прокариот: одноклеточный организм, не имеющий ядра или любой другой мембраносвязанной органеллы

ткань: группа подобных клеток, выполняющих ту же функцию

Атрибуция в СМИ

Из чего состоят живые организмы? — Молекулы и функции — Видео и стенограмма урока

Из чего они сделаны?

Хотя мы не знаем, так ли обстоит дело в других местах, считается, что живые существа на Земле основаны на углероде. Самые сложные молекулы, которые составляют нас, содержат углерод, связанный с другими элементами: углерод, связанный с кислородом, углерод, связанный с водородом, углерод, связанный с азотом. Почти все в наших телах и телах других животных и растений состоит из углерода. По этой причине жизнь на Земле известна как жизнь на основе углерода или жизнь, которая содержит строительные блоки, состоящие из комбинаций углерода и других элементов.

Есть определенные ключевые молекулы, которые составляют большую часть нашего тела и тел других живых организмов.Например, белки образуют почти все наши тела, а белки на Земле основаны на углероде. Нуклеиновые кислоты жизненно важны для жизни животных и также содержат углерод. Углеводы и липиды (или жиры) также являются основными частями тела таких животных, как мы.

Но это не только карбон. Живые организмы на Земле состоят из смеси углерода, водорода, кислорода, азота, серы и фосфора. Сюда входит вода, имеющая химическое название h3O и содержащая два атома водорода и один атом кислорода. Фактически, наши тела сделаны из материалов, аналогичных атмосфере Земли, что не должно вызывать удивления, учитывая, что мы дышим воздухом каждый день.

Молекулярные функции

Те элементы, которые составляют тело, являются строительными блоками для белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот. А они, в свою очередь, являются строительными блоками для клеток. Каждая клетка внутри тела выполняет определенную функцию, и все клетки вашего тела работают вместе в системах, выполняя свою работу.

Системы

включают дыхательную систему , которая позволяет дышать и превращать съеденную пищу в энергию; репродуктивная система , позволяющая людям создавать новую жизнь; кровеносная система , которая перемещает кровь по всему телу, снабжая все тело водой и энергией и отводя отходы туда, куда им нужно; и система выделения , которая управляет отходами и выводит их из организма с мочой и фекалиями.Есть много других систем: нервная система, скелетная система, мышечная система, иммунная система . .. и все они функционируют благодаря совместной работе миллионов отдельных клеток.

Резюме урока

живой организм — это живая система, например позвоночное животное, насекомое, растение или бактерия. Считается, что живой организм способен воспроизводить, расти, реагировать на раздражители и саморегулироваться.

Самые сложные молекулы, которые составляют нас, содержат углерод, связанный с другими элементами: углерод, связанный с кислородом, водородом или азотом.По этой причине жизнь на Земле известна как жизнь на основе углерода , или, другими словами, жизнь, которая содержит строительные блоки, состоящие из комбинаций углерода и других элементов. Но помимо углерода живые организмы также содержат много водорода, кислорода, азота, серы и фосфора.

Эти атомы соединяются вместе, образуя сложные молекулы различных типов: белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты. А это, в свою очередь, строительные блоки для клеток. Каждая клетка внутри тела выполняет определенную функцию, и все клетки вашего тела работают вместе в системах, выполняя свою работу.

Системы

включают дыхательную систему , которая позволяет дышать и превращать съеденную пищу в энергию; репродуктивная система , позволяющая людям создавать новую жизнь; кровеносная система , которая перемещает кровь по всему телу, снабжая все тело водой и энергией и отводя отходы туда, куда им нужно; и система выделения , которая управляет отходами и выводит их из организма с мочой и фекалиями. Есть много других систем: нервная система, скелетная система, мышечная система, иммунная система…. и все они функционируют за счет совместной работы миллионов отдельных клеток.

Результаты обучения

По завершении этого урока вы должны уметь:

• Объяснять, что такое живой организм
• Перечислите некоторые ключевые элементы, из которых состоит вся жизнь на Земле.
• Вспомните различные системы, работающие в вашем теле

4 общие темы на стыке биологических и физических наук | Исследования на стыке физических наук и наук о жизни

основных процессов дают представление о том, как междисциплинарные подходы могут приблизить нас к пониманию фундаментальных принципов природы и самого процесса жизни.

ССЫЛКИ

Абжанов А., Протас М., Б. Грант, П.Р. Грант и К.Дж. Табин, 2004. Bmp4 и морфологические вариации клювов у зябликов Дарвина, Science 305: 1462-1465.

Адлер И., Барабе Д. и Р.В. Жан, 1997. История изучения филлотаксиса, Annals of Botany 80: 231-244.

Аркин А., Дж. Росс и Х. Х. МакАдамс, 1998. Стохастический кинетический анализ бифуркации пути развития в инфицированных фагом лямбда-инфицированных клетках Escherichia coli , Genetics 149: 1633-1648.

Chevance, F.F., and K.T. Hughes, 2008. Координационная сборка бактериальной макромолекулярной машины, Nature Reviews Microbiology 6: 455-465.

Compte, A., N. Brunel, P.S. Гольдман-Ракич и X.J. Ван, 2000. Синаптические механизмы и сетевая динамика, лежащие в основе пространственной рабочей памяти в модели кортикальной сети, Cerebral Cortex 10: 910-923.

Кросс М. и П. Хоэнберг, 1993. Формирование структуры вне равновесия, Modern Physics 65: 851.

Douady, S. и Y. Couder, 1992. Филлотаксис как физический процесс самоорганизованного роста, Physical Review Letters 68: 2098-2101.

Эловиц, М.Б., А.Дж. Левин, Э. Сиггиа и П.С. Swain, 2002. Стохастическая экспрессия гена в одной клетке, Science 297: 1183-1186.

Фриман, Р.А., и П.В. Kokotovic, 2008. Разработка робастного нелинейного управления: пространство состояний и методы Ляпунова , Базель, Швейцария: Springer Verlag, Modern Birkhäuser Classics.

Гаеммагами, С., У. Ха, К. Бауэр, Р. В. Хоусон, А. Белль, Н. Дефур, Э. К. О’Ши и Дж. Weissman, 2003. Общий анализ экспрессии белка в дрожжах, Nature 425: 737-741.

Hansen, C.H., R.G. Эндрес, Н.С. Wingreen, 2008. Хемотаксис в Escherichia coli : молекулярная модель для надежной точной адаптации, Public Library of Science Computational Biology 4: 14-27.

Hodgkin, A., and A. Huxley, 1952. Количественное описание мембранного тока и его применение к проводимости и возбуждению в нерве, Journal of Physiology-London 117: 500-544.

Hopfield, J.J., 2007. Hopfield Network, Scholarpedia 2: 1977.

Джексон, Э. Атли, 1991. Перспективы нелинейной динамики , Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета.

Йонссон, Х., М.Г. Хейслер, Б. Шапиро, Э.М. Мейеровиц и Э. Мьолснесс, 2006. Модель поляризованного транспорта, управляемая ауксином, для филлотаксиса, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103: 1633-1638.

Журне, Л., К. Агрейн, П. Броз, Г. Р. Cornelis, 2003. Длина иглы бактериальных инъекционных препаратов определяется молекулярной линейкой, Science 302: 1757-1760.

Калир, С., Дж. МакКлюр, К. Паббараджу, К. Саутворд, М. Ронен, С. Лейблер, М.Г. Surette и U. Alonl, 2001. Упорядочивание генов в пути жгутиков путем анализа кинетики экспрессии живых бактерий, Science : 292, 2080-2083.

Кауфманн, Б. Б. и А. ван Ауденаарден, 2007.Стохастическая экспрессия генов: от отдельных молекул до протеома, Current Opinion in Genetics & Development 17: 107-112.

Klug, A., 2005. Открытие цинковых пальцев и их разработка для практического применения в регуляции генов, Proceedings of the Japan Academy Series B-Physical and Biological Sciences 81: 87-102.

Kutsukake, K., 1994. Выделение антисигма-фактора через субструктуру жгутика сопрягает экспрессию гена жгутика с сборкой жгутика в Salmonella typhimurium , Molecular & General Genetics 243 : 605-612.

Левитов, Л.С., 1991. Филлотаксис потоковых решеток в слоистых сверхпроводниках, Physics Review Letters 66: 224-227.

Лосик Р. и Десплан К., 2008. Стохастичность и судьба клеток, Science 320: 65-68.

Ma, D., C.H. Янг, Х. Макнил, М.А. Саймон и Дж. Д. Аксельрод, 2003. Точность передачи сигналов плоской клеточной полярности, Nature 421: 543-547.

Онучич, J.N., and P.G. Wolynes, 2004. Теория сворачивания белков, Current Opinion in Structural Biology 14: 70-75.

Пайлард, Г., К. Дерембл и Р. Лавери, 2004. Изучение распознавания ДНК: специфичность связывания цинковых пальцев, Nucleic Acids Research 32: 673-682.

6 Стандартов научного содержания | Национальные стандарты естественнонаучного образования

Duschl, R.A., and R.J. Гамильтон, ред. 1992. Философия науки, когнитивной психологии и педагогической теории и практики. Олбани, штат Нью-Йорк: Государственный университет Нью-Йорка.

Глейзер, Р.1984. Образование и мышление: роль знаний. Американский психолог, 39 (2): 93-104.

Гросслайт, Л., К. Унгер, Э. Джей и К. Смит. 1991. Понимание моделей и их использование в науке: концепции учащихся средних и старших классов и экспертов. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 799-822.

Hewson, P.W., and N.R. Торли. 1989. Условия концептуального изменения на уроках. Международный журнал естественнонаучного образования, 11 (5): 541-553.

Ходсон, Д. 1992. Оценка практической работы: некоторые соображения по философии науки. Наука и образование, 1 (2): 115-134.

Ходсон Д. 1985. Философия науки, естествознания и естественнонаучного образования. Исследования в области естественнонаучного образования, 12: 25-57.

Kyle, W. C. Jr. 1980. Различие между исследованием и научным исследованием и почему старшеклассники должны осознавать это различие. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 17 (2): 123-130.

Лонгино, Е. 1990. Наука как социальное знание: ценности и объективность в научных исследованиях. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета.

Mayer, W.V., ed. 1978. Справочник учителя биологии BSCS, третье издание. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.

Metz, K.E. 1991. Развитие объяснения: постепенные и фундаментальные изменения в детских знаниях физики. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 785-797.

NRC (Национальный исследовательский совет).1988. Повышение показателей качества естественнонаучного и математического образования в классах K-12. Р.Дж. Murnane, S.A. Raizen, ред. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

NSRC (Национальный центр научных ресурсов). 1996. Ресурсы для преподавания естественных наук в начальной школе. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы.

Олссон, С. 1992. Познавательные навыки формулировки теории: забытый аспект научного образования. Наука и образование, 1 (2): 181-192.

Рот, К.J. 1989. Естественнонаучное образование: недостаточно «делать» или «относиться». Американский педагог, 13 (4): 16-22; 46-48.

Резерфорд, Ф.Дж. 1964. Роль исследования в преподавании естественных наук. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 2: 80-84.

Шаубле, Л., Л.Е. Клопфер, К. Рагхаван. 1991. Переход студентов от инженерной модели к научной модели экспериментов. [Специальный выпуск] Journal of Research in Science Teaching, 28 (9): 859-882.

Schwab, J.J. 1958. Преподавание науки как исследования. Бюллетень ученых-атомщиков, 14: 374-379.

Schwab, J.J. 1964. Преподавание науки как исследования. В «Преподавании науки» Дж. Дж. Шваб и П.Ф. Брандвейн, ред .: 3-103. Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета.

Welch, W.W., L.E. Клопфер, Г.С.Айкенхед и Дж. Робинсон. 1981. Роль исследования в естественно-научном образовании: анализ и рекомендации. Научное образование, 65 (1): 33-50.

Физические науки, науки о жизни, а также науки о Земле и космосе

AAAS (Американская ассоциация развития науки).1993. Ориентиры для научной грамотности. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

AAAS (Американская ассоциация развития науки). 1989. Наука для всех американцев: отчет проекта 2061 по целям грамотности в науке, математике и технологиях. Вашингтон, округ Колумбия: AAAS.

О природе субъективности живых существ

Если понятие живых существ как активных агентов с автономной субъективностью верно, они должны обладать определенной степенью свободы от определенности физических законов, а также свободы действовать и выбирать свой ответ. к входам извне.Но тела живых существ состоят из молекул, которые должны подчиняться законам физической причинности. Тогда как такая свобода возможна в физическом мире молекул?

В моей предыдущей статье (Kawade 1996) я утверждал, что молекулы в живых системах — это не просто физические объекты, а семиотические сущности, выполняющие биологические функции в мире смысла, который они формируют. В подтверждение этого были описаны различные виды неопределенности и произвола на молекулярном уровне; молекулы подчиняются физическим законам, но законы действуют не как определяющие, а как ограничения поведения молекул.Теперь я добавлю ниже еще более важные случаи неопределенности и свободы на молекулярном и клеточном уровнях.

Была выяснена химическая структура различных молекул с биологическими функциями, особенно белков и нуклеиновых кислот, и, похоже, среди биологов существует общее убеждение или ожидание, что молекулярная структура определяет биологическую функцию молекулы. С этой точки зрения, молекулы будут работать, просто подчиняясь физической причинно-следственной связи, как машина, состоящая из твердых шестерен, действие которой точно определяется физическими законами; а именно, структура и функция «тесно связаны», и данный вход в систему дает определенный фиксированный выход.На самом деле, однако, обнаруживаются различные случаи белковых молекул, взаимосвязь между структурой и функцией которых является «слабосвязанной», а не сильно связанной. Хорошо изученным примером является поведение мышечных белков, актина и миозина.

Сокращение мышц происходит, когда молекулы двух белков скользят друг относительно друга, используя энергию гидролиза АТФ. Раньше считалось, что длина скользящего движения определяется энергией гидролизованных молекул АТФ.Но с тех пор, как были разработаны методы микроскопического наблюдения отдельных белковых молекул (Aihara and Okada 2004), длина скольжения, сопровождающая гидролиз одной молекулы АТФ, не является постоянной, а сильно варьируется в зависимости от условий эксперимента (Oosawa 2000, 2001). Это открытие можно понять, если учесть, что белковые молекулы мягкие, в отличие от жестких машин, сделанных из металла, и данная молекула может иметь несколько различных «состояний». Молекулы белка небольшие, и их состояние всегда колеблется из-за обмена тепловой энергией с молекулами воды вокруг них, которые сопоставимы по размеру.Энергия, вкладываемая в гидролиз одиночной молекулы АТФ, ненамного больше, чем эта постоянно колеблющаяся тепловая энергия. Следовательно, величина выходного сигнала, длина скольжения в ответ на постоянный подвод энергии непостоянна, а зависит от состояния белковой молекулы в этот момент.

Было установлено, что молекула белка с данной аминокислотной последовательностью обычно имеет ряд различных трехмерных структур — «состояний», которые находятся недалеко друг от друга по уровню энергии и могут термически колебаться из одного состояния. к другому во временной шкале секунд (микродинамический структурный полиморфизм).В разных состояниях белок может действовать по-разному, например, связываться с разными лигандами или с разной силой. Некоторые белковые молекулы имеют память о своей истории состояний, и их функция в некоторой степени зависит от их истории. Таким образом, клетка может выбирать состояния белковых молекул — их значение для системы — подходящие для текущей ситуации.

Еще одним примером поразительных результатов измерений одной молекулы является реакция белка фактора роста (EGF) с его рецепторным белком, встроенным в мембрану поверхности клетки (Sakou 2004).В клетке миллионы рецепторных молекул, которые постоянно перемещаются по мембране за счет тепловой диффузии. При связывании молекулы фактора роста рецептор активируется, что приводит к образованию димера и фосфорилированию. Эта активация рецептора происходит даже на молекулах, не связанных с фактором роста, потому что связанные с лигандом активированные молекулы рецептора на той же мембране диффундируют и действуют на рецепторы, не содержащие лиганд. То есть, молекула фактора роста должна рассматриваться не как реагирующая с изолированной молекулой рецептора, а как реагирующая с членом системы, состоящей из множества мимолетных молекул рецептора, тем самым усиливая свое действие.

Наблюдения за действиями различных белков, таких как эти, указывают на общее правило, согласно которому функция белковой молекулы не определяется однозначно ее химической структурой, но зависит от ее состояния, и сложные биологические функции могут быть выполнены путем организации белковых молекул и других простые элементы в сеть, структура более высокого порядка.

Если мы посмотрим на живую клетку, систему на более высоком уровне иерархии, мы можем наблюдать, как свобода от физической причинности на уровне белковых молекул, включая колебания их физических состояний, может привести к реализации автономии и спонтанности клетка как предмет.Об этом мы узнали из экспериментов с парамецием (Oosawa 2001, 2005). Парамеций — это одноклеточный организм с эллипсоидным телом длиной в несколько десятых миллиметра, который плавает в воде, раскачивая на своей поверхности несколько тысяч ресничек. Он движется прямо вперед и через несколько секунд резко меняет свое направление, на короткое время меняя направление движения ресничек; реверсирование, происходящее на всей поверхности, приводит к обратному движению, а на ограниченном участке поверхности — к изменению направления.Переключение направления плавания происходит самопроизвольно или вызвано внешними раздражителями. На поверхности клетки находится множество молекул ионных каналов, и из-за их тепловых колебаний при открытии и закрытии мембранный потенциал всегда колеблется и время от времени образует резкий всплеск, достаточно сильный, чтобы вызвать спонтанное изменение направления качания. ресничек.

Когда среда клетки парамеции изменяется, она может переместиться в место с благоприятными условиями.Например, когда его помещают после выращивания при 25 ° C в температурный градиент, он постепенно собирается к месту при 25 ° C, часто меняя направление плавания при неблагоприятных температурах и реже при благоприятных. Это действие вызывается белками датчика температуры на клеточной мембране, которые образуют ионные каналы, которые изменяют вероятность генерации резкого импульса мембранного потенциала в зависимости от температуры.

Paramecium запоминает температуру, при которой он выдерживается некоторое время.Когда, например, после инкубации при 25 ° C его переводят на 30 ° C, организм часто меняет направление плавания и через некоторое время возвращается к регулярным движениям; т.е. адаптируется к новой температуре. Эта адаптация, вероятно, вызвана химической модификацией молекул датчика температуры. Также формируется память о концентрации соли в среде, аналогично происходит адаптация к новой концентрации соли.

Эти действия клетки парамеции являются спонтанными и отражают ее автономность, поскольку они не определяются изменениями окружающей среды, на которые она реагирует.Эти наблюдения показывают, что поведение клетки парамеции при определенных условиях будет варьироваться в зависимости от ее «внутреннего состояния», которое изменяется в зависимости от окружающей среды и, следовательно, зависит от ее собственной истории.

То, что здесь называется внутренним состоянием клетки, состоит в основном из белковых молекул, включая различные сенсоры, ионные каналы, двигатели, сигналы и т. Д., Которые могут принимать различные состояния при нормальных условиях из-за микродинамических структурных полиморфизмов. химические модификации путем метилирования и фосфорилирования, перераспределение элементов внутри клеточной организации и так далее.Он будет постоянно колебаться самопроизвольно и в ответ на ситуацию внутри и вне клетки. Следовательно, две клетки могут вести себя по-разному в одной и той же среде в зависимости от их истории; также возможные вариации количества составляющих белковых молекул в разных клетках могут способствовать их индивидуальности, то есть различиям в поведении. Такая спонтанность и автономность наблюдались также у бактерий (Salmonella), которые плавают с использованием жгутиков с молекулярными механизмами, полностью отличными от ресничек парамеций.

Некоторые из внутренних состояний клетки можно рассматривать как относящиеся к природе удовольствия и неудовольствия (Oosawa 2001, 2005). Организм парамеций, плавно плавающий в среде, к которой он хорошо адаптирован, выглядит как находящийся в приятном состоянии по сравнению с организмом в непривычной среде, чьи движения выглядят беспорядочными и неприятными. Конечно, я осознаю, что разговоры об удовольствии-неудовольствии одноклеточного организма выходят за рамки естествознания, но для описания поведения живых организмов необходимы определенные виды антропоморфных терминов и концепций.

Удовольствие-неудовольствие — это вопрос эмоций. Эмоции — это то, что возникает у животного как телесная реакция на вещи и события вокруг него, мгновенно измеряемая с точки зрения их ценности для его выживания. Эмоции обладают высокой адаптивной ценностью и, должно быть, сыграли важную роль в эволюции животных. Может показаться, что для них требуется наличие нервной системы, но стоит отметить, что не только парамеций и бактерии, описанные выше, но почти все живые клетки оснащены различными датчиками, ионными каналами и насосами, которые в основном аналогичны по функциям. те белковые элементы в нервных клетках, которые играют фундаментальную роль в нервных функциях.

Эмоции могут возникать во всех возможных проявлениях и силе. Я предполагаю, что у каждого живого существа есть эмоции, какими бы примитивными и неразвитыми они ни были. Кажется правдоподобным предположить, что изначальные слабые формы эмоций в отдельных клетках постепенно развивались посредством естественного отбора из-за их адаптивной ценности, что привело к изобретению нервных систем, использующих доступные элементы, такие как ионные каналы и различные сенсоры.

Эмоции, по крайней мере в хорошо развитых формах, очевидно, являются аспектом разума.Теперь я пришел к мнению, что у каждого живого существа есть разум или, по крайней мере, размер разума. Я не осмеливаюсь дать определение разума, но для нас, людей, это нечто очевидное и ясно узнаваемое, однако присутствие разума в людях, отличных от нас самих, является лишь предполагаемым и вряд ли можно доказать объективным образом. Еще труднее ответить на вопрос, есть ли разум у живых существ, кроме людей. Для исследователей поведения приматов, а также для непрофессионалов, которые держат собак или кошек в качестве домашних животных, не будет никаких сомнений в том, что у этих животных есть какой-то разум, функции которого включают такие эмоции, как удовольствие, страх, гнев и т. Д. , однако по качеству и силе они отличаются от человеческих (Fujita 2007).Тогда возникает естественный вопрос: что у животных есть разум, а у других — нет. Этот вопрос, однако, не является законным, потому что он предполагает, что разум либо присутствует, либо отсутствует в данном живом существе, в то время как на самом деле разум не имеет характер «все или ничего», а может присутствовать во всех видах качества. , режим и сила, как и субъективность живых существ. Если допустить, что эволюция является непрерывной, на эволюционном древе живых существ невозможно будет провести резкую грань между теми, у кого есть разум, и теми, у кого его нет.

Иманиши также утверждал (2002, стр. 31): «в примитивном поведении живых существ узнавание и действие напрямую связаны, и для их интегративности действие или узнавание должно каким-то образом ощущаться ими. Затем мы можем вообразить своего рода скрытое сознание или протосознание. Автономия, или субъективность, была присуща живым существам от происхождения живых существ в этом мире, и сознание или разум были скрыты в этой автономии. Нет ничего странного в том, чтобы признать, что клетки и растения обладают собственным разумом, хотя они и отличаются от нашего.

В сфере res экстенсов мы готовы принять присутствие материалов мельчайших размеров, таких как 10 ⁻²⁷ г (масса электрона), что намного превышает предел нашей чувствительности. Тогда это будет односторонним, если не допустить возможность наличия у всех живых существ слабых форм разума, которые не обращаются напрямую к нашим чувствам, хотя, конечно, разум не является чем-либо, что можно выразить количественно. Кроме того, различие между res extensa и res cogitans стало размытым, в том числе благодаря прогрессу науки.

Жизнь и сознание — Ведантический взгляд

Commun Integr Biol. 2015 сентябрь-октябрь; 8 (5): e1085138.

Бхакти Нискама Шанта

Институт Шри Чайтанья Сарасват; Говинда Шетти Паля, Конаппана Аграхара; Электронный город, Бангалор, Карнатака, Индия

Институт Шри Чайтаньи Сарасвата; Говинда Шетти Паля, Конаппана Аграхара; Электронный город, Бангалор, Карнатака, Индия

Поступило 7 июля 2015 г .; Пересмотрено 16 августа 2015 г .; Принято 17 августа 2015 г.

Copyright © 2015 Автор (ы).Опубликовано по лицензии Taylor & Francis Group, LLC Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/), которая разрешает неограниченное некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы. Неимущественные права названных авторов были заявлены. Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

Abstract

В прошлом философы, ученые и даже общее мнение без труда принимали существование сознания так же, как существование физического мира.После появления ньютоновской механики наука приняла полное материалистическое представление о реальности. Ученые начали выдвигать гипотезы, такие как абиогенез (происхождение первой жизни из скопления атомов и молекул) и теория Большого взрыва (теория взрыва для объяснения происхождения Вселенной). Как Вселенная стала такой, какой она есть сейчас, — ключевой философский вопрос. Гипотеза о том, что он произошел из ничего (предложенная, в частности, Стивеном Хокингом), оказывается несостоятельной, поскольку квантовый вакуум вряд ли можно считать пустотой.В современной науке принято считать, что материя существовала до того, как возникла Вселенная. Современная наука выдвигает гипотезу о том, что проявление жизни на Земле — не что иное, как простое увеличение сложности материи — и, следовательно, результат эволюции материи (химической эволюции) после Большого взрыва. После проявления жизни современная наука считала, что химическая эволюция превратилась в биологическую эволюцию, которая затем вызвала все биоразнообразие на нашей планете.Онтологический взгляд на организм как на сложную машину предполагает жизнь как случайное явление без какой-либо внутренней цели. Такой подход в науке не оставляет места для субъективного аспекта сознания в его попытке познать мир как отношения между силами, атомами и молекулами. С другой стороны, веданская точка зрения утверждает, что происхождение всего материального и нематериального является разумным и абсолютным (необусловленным). Таким образом, разумная жизнь примитивна и воспроизводится сама по себе — omne vivum ex vivo — жизнь происходит из жизни.Это научно подтвержденный закон опыта. Жизнь по сути познавательна и сознательна. И сознание, которое является фундаментальным, проявляется в постепенных формах всей чувствующей и неодушевленной природы. В отличие от идеи объективной эволюции тел, представленной Дарвином и его последователями, Веданта отстаивает идею субъективной эволюции сознания как развивающегося принципа мира. В этой статье была сделана попытка выделить несколько важных достижений в поддержку разумного взгляда на жизнь в научных исследованиях, что привело к сдвигу парадигмы в нашем понимании жизни и ее происхождения.

Ключевые слова: искусственный интеллект, мозг, сознание, чувствительность клеток, дарвинизм, машина, разум, происхождение жизни, организм, телеология

Введение

Следуя редукционистскому подходу, биологи пришли к общему мнению, что тело животное удерживается мышцами, костями, сухожилиями и так далее. Однако, несмотря на наличие этих анатомических частей, без сознания тело рухнет на землю. Следовательно, сознание — это сила внутри тела, и только когда оно осознает, оно встанет и выполнит свои обычные действия.В тот момент, когда сознание уходит, тело разрушается. Концепция осознания (деятельности сознания) представляет большой интерес для анестезиологов, и в этой области науки считается, что бессознательное состояние приводит к забывчивости боли. Однако, когда пациенты подвергаются глубокой эфирной анестезии после выздоровления, некоторые не могут вспомнить свою операцию или обсуждение, но у некоторых появляются новые психологические симптомы. Через некоторое время, после полного выздоровления и под гипнозом, обнаруживается, что некоторые пациенты вспоминают сказанное слово, идентифицируют речь и интерпретируют значение.В некоторых случаях это может привести к опасной для жизни психологической травме. ¹ Другими словами, в живом теле есть не только молекулы, кости, ткани и так далее. В основе тела лежит сознание. ²

Образно предполагая организм как машину, биологи пытаются примириться со многими его свойствами и особенностями. Следуя этому подходу, биологи сделали лишь попытку открыть физические свойства и химические процессы различных биомолекул, присутствующих в теле живого организма.Такие механические исследования живых организмов всегда не могли дать никаких успешных механических объяснений живых организмов. Следовательно, такой редукционистский анализ — всего лишь претензия на изучение жизни, но на самом деле он имеет дело только с изучением мертвой материи ( abiology ). Как мы очень хорошо знаем, «организм — это то, с чем не может справиться научный метод; это твердая, круглая, гладкая гайка, которую экспериментальный анализ не может ни расколоть, ни раскрутить в любой точке.Как только в нем делается дыра, он взрывается, как капля принца Руперта, и исчезает ». ³ Нобелевский лауреат Сент-Дьёрдьи также блестяще представил результат механистического взгляда на организм:

«По мере того, как ученые пытаются понять живую систему, они переходят из измерения в измерение, от одного уровня сложности к другому. следующий нижний уровень. Я следовал этому курсу в своих собственных исследованиях. Я перешел от анатомии к изучению тканей, затем к электронной микроскопии и химии и, наконец, к квантовой механике.В этом нисходящем путешествии по шкале измерений есть своя ирония, потому что в моих поисках секрета жизни я обнаружил атомы и электроны, в которых вообще нет жизни. Где-то по ходу жизнь ускользнула из моих пальцев. Итак, в старости я возвращаюсь по своим следам, пытаясь пробиться назад ». ⁴

Традиционно и в восточной, и в западной философии жизнь понимается как когнитивный или разумный принцип. Чувство невозможно искусственно создать с помощью какого-либо благородного механического и химического устройства мертвых атомов и молекул.Например, в древней восточной философии, основанной на парадигме Веданты или Бхагават, призыв к Шри Ишопанишад обеспечивает концепцию «Органического холизма»: — «Органическое целое» производит «органическое целое». «Органическое целое» не может возникнуть из частей, которые необходимо собрать. Этот процесс может производить только неорганические, механические или химические процессы, но не живые организмы.Аналогичный вывод был сделан Рудольфом Вирховым в 1858 году: « omnis cellula e cellula » («каждая клетка происходит из клетки»). ⁶ В 1864 году Луи Пастер также продемонстрировал, что жизнь не может возникнуть из неживого (абиогенез невозможен), и с экспериментальными данными установил теорию биогенеза: Omne vivum ex vivo — Жизнь происходит из жизни. Зигота к взрослому эмбриональному развитию каждого вида также следует фиксированной уникальной схеме, ведущей к производству взрослого организма этого конкретного вида.Дриш объяснил это последовательностью результатов, в которых эмбриологический рост прогрессировал за счет взаимодействия ядра и цитоплазмы:

«Поскольку она содержит ядро, каждая клетка во время развития несет в себе совокупность всех зачатков; поскольку он содержит конкретное тело цитоплазматической клетки, он, в частности, способен реагировать только на определенные эффекты. Когда ядерный материал активируется, то под его руководством цитоплазма его клетки, которая сначала повлияла на ядро, в свою очередь изменяется, и, таким образом, создается основа для нового элементарного процесса, который сам по себе является не только результатом, но и причина». ⁷

Эта впечатляющая реализация концепции ядерно-цитоплазматического взаимодействия и ядерной эквивалентности в конце концов заставила Дриша отказаться от представления о живом организме как о физической машине. Изучая естественную историю, исследователи также сообщили, что многие живые организмы никогда не эволюционировали в различные новые анатомические структуры; скорее, они оставались неизменными даже в течение сотен миллионов лет. ⁸ Этот неизменный аспект организма известен как застой в летописи окаменелостей.В молекулярной генетике организмы намеренно и агрессивно действуют, чтобы исправить или уничтожить случайные мутационные изменения. ⁹ Многие аналогичные наблюдения в литературе устанавливают, что сохранение видов является естественной характеристикой жизни. Способность жизни сохранять свой собственный вид бросает серьезный вызов дарвиновскому градуализму. Живые организмы демонстрируют множество таких явно заметных целенаправленных или телеологических действий (самоопределение, самообразование, самосохранение, самовоспроизведение, самовосстановление и т. Д.), Которые отличают их от неодушевленных механических и химических систем.Дарвин Происхождение видов призывает естественный отбор для объяснения целенаправленной деятельности живых организмов, но настаивает на том, что случайные мутации несут исключительную ответственность за постепенное, но устойчивое появление более сложных организмов. Эта иррациональная неспособность научно объяснить, как возникают новые типы телосложения при изучении жизни и ее эволюции, является основным недостатком дарвинизма. ¹⁰ Несмотря на это, с середины 19-го века до последних нескольких десятилетий 20-го века биология была свидетелем полного доминирования этой механистической неодушевленной картины, навязанной Дарвином, для разумного живого организма.Такое неверное представление о жизни (механистическая неодушевленная картина для разумного живого организма) можно назвать абиологией . С другой стороны, как мы обсудим в этой статье, биология 21 века убедительно доказывает разумную природу всех живых организмов, тем самым отвергая любую важную роль дарвиновской объективной эволюции и пытаясь понять эволюцию разумности. Настоящая статья представляет собой попытку разработать, как ранее исключенные концепции подлинной биологии были снова подтверждены эмпирическими данными.

Вездесущность сознания

В семнадцатом веке французский философ Рене Декарт утверждал, что только человеческое тело имеет душу, а все остальные организмы — это просто автоматы, состоящие из мяса и костей. По словам Декарта, «Животные подобны роботам: они не могут рассуждать или чувствовать боль». ¹¹ В книге Introduction to Animal Rights Гэри Франсионе описывает ожидаемые последствия этой картезианской точки зрения.

«Декарт и его последователи проводили эксперименты, в которых они прибивали животных лапами к доскам и разрезали их, чтобы обнажить их бьющиеся сердца.Они жгли, ошпаривали и калечили животных всеми возможными способами. Когда животные реагировали так, как будто они страдают от боли, Декарт отклонил эту реакцию как не отличающуюся от звука машины, которая работала неправильно. Плачущий пес, утверждал Декарт, ничем не отличается от скулящего механизма, которому нужно масло ». ¹²

Исходя из этой идеологии, многие невинные животные ежедневно подвергаются жестокому обращению с целью еды, развлечения, исследований и получения прибыли.Под влиянием такого образа мыслей большинство ученых также думали, что только люди обладают сознанием, а все другие существа — нет. Однако повсеместное распространение сознания у всех живых организмов является привлекательной альтернативой. Кембриджская декларация о сознании животных, не являющихся людьми, была публично провозглашена и подписана ведущими учеными на Первой ежегодной конференции памяти Фрэнсиса Крика в 2012 году. ¹³ Кроме того, Энтони Дж. Тревавас и Франтишек Балушка заявляют, что «сознание во многих его формах может хорошо быть вездесущими, вплоть до простейших организмов. ¹⁴ Они обсуждают различные опубликованные результаты, которые устанавливают присутствие сознания у множества организмов, даже у тех, у которых нет органа мозга (растения и одноклеточные организмы, такие как бактерии). Эшель Бен-Джейкоб был пионером в изучении бактериального интеллекта и социального поведения бактерий. Бен-Джейкоб заявил, что все организмы, даже самые примитивные (фундаментальные), должны уметь чувствовать окружающую среду и выполнять внутреннюю обработку информации, чтобы использовать скрытую информацию, встроенную в сложную среду их обитания. ¹⁵ Затем он предположил, что, действуя сообща, бактерии могут более эффективно выполнять эту элементарную когнитивную функцию, что можно проиллюстрировать их совместным поведением. Фундаментальные (примитивные) элементы познания в таких системах включают интерпретацию (химических) сообщений, различение внутренней и внешней информации, а также различие между собой и не-саморазличием (сверстники и мошенники). ¹⁵ Одноклеточные организмы проявляют обучаемость, память, ожидание, управление рисками и другие аспекты когнитивного поведения. ¹⁶ Следовательно, убедительные доказательства клеточной биологии заставляют биологов признать, что даже самые маленькие клетки являются разумными существами. ¹⁷

Индивидуальная чувствительность клеток в каждой клетке многоклеточных организмов

Мы должны отметить, что не только одноклеточные организмы проявляют когнитивное поведение, но даже отдельные клетки в многоклеточных организмах демонстрируют индивидуальное когнитивное поведение. Гаметы многоклеточных живых существ демонстрируют связь между клетками и хемотаксис, подобную разумным. ¹⁸ Сперматозоиды и ооциты используют несколько когнитивных передатчиков. ¹⁹ Даже клетки растений обладают сенсорным восприятием и способностью интегрировать эти множественные сенсорные восприятия в адаптивные действия. ²⁰ Растительные клетки и нейроны других многоклеточных организмов производят разумные потенциалы действия. ²¹ Корневые клетки растений проявляют чувствительные черты в переходной зоне, интерполированной между апикальной меристемой и областью удлинения. ²²

Существует также множество эмпирических данных, которые устанавливают чувствительность клеток с точки зрения их функций.Клетки могут когнитивно читать окружающую их среду, анализировать полученную информацию и затем выполнять необходимые действия, чтобы продолжить свое выживание. ²³ Это скоординированное действие клетки известно как передача сигналов клетки, что подтверждает возможность того, что клетка тоже имеет разум. Живые клетки регулируют практически все функции клеток, включая синтез ДНК, синтез РНК, синтез белка, деление клеток, дифференцировку клеток, морфогенез и нейроэндокринную регуляцию. ²⁴ Клетки когнитивно контролируют различные клеточные процессы, и в случае ошибки или повреждения клетка может обнаружить проблему.Ячейка активирует контрольную точку и останавливает весь цикл до тех пор, пока все не будет точно установлено для дальнейшего продвижения цикла. ²⁵ Клетки выполняют запрограммированную гибель клеток, когда они совершают самоубийство, следуя организованному каскаду событий, известному как апоптоз. ²⁶ Клетки многоклеточного организма используют различные клеточные рецепторы для различных функций. Для координации функций в клеточных сообществах они используют интеграционные рецепторы, которые реагируют на информационные сигналы. В различных средах, используя межклеточные сигнальные молекулы, клетки могут выбирать и выполнять различные важные действия. ²⁷ Рецепторы идентичности также известны как рецепторы собственной личности или рецепторы гистосовместимости, и они помогают клеткам обрести индивидуальную и коллективную идентичность. ²⁸ Следовательно, они помогают клеточным сообществам коллективно реагировать на центральную команду — и используются иммунной системой в многоклеточных организмах, чтобы отличить себя от захватчика.

Мы не должны ошибаться в том, что биологи — единственные, у кого есть монополия на изучение и понимание жизни.В этом отношении Шредингер может стать источником вдохновения для всех. Будучи квантовым физиком, а не биологом, Шредингер в 1944 году написал классическую монографию под названием Что такое жизнь? ²⁹ Структура материального носителя информации от одной формы жизни к другой (генетическая информация) и живые организмы, питающиеся своей отрицательной энтропией, — это две хорошо известные идеи Шредингера в Что такое жизнь? В этом эссе и некоторых других работах Шредингер также развил свои мысли о природе сознания и Самости, особенно с веданской точки зрения.Цитируя Веданту, Шредингер в основном пытался объяснить, что сознание — это только одно, единственное, отождествляемое со своим универсальным источником ( Брахман, ), и он полагал, что воспринимаемая пространственная и временная множественность сознания — это просто видимость или иллюзия ( māyā ). . Однако это распространенное заблуждение, которое встречается среди монистов (философия Шрипада Ади Шанкарачарьи Kevala Advaita или Māyāvādā ) в индийской ведантической традиции. Стих 2.12, ^30,31 из Шримад Бхагавад-гита полностью опровергает идею сингулярности сознания, где Bhagavān Шри Кришна говорит Арджуне: « na tv evāhaā jātu nāsa na tvamah neme jan атах парам — Никогда не было времени, когда ты, я или все эти короли не существовали, точно так же, как мы существуем в настоящем, так же мы существовали в прошлом, поэтому мы продолжим существовать в будущем ». Следовательно, согласно веданским взглядам, множественность индивидуумов — это вечный факт, и это подтверждается в других ведических источниках ( Kaṭha Upaniṣad 2.2.13 гласит: нитйо нитйанам четанаш четананам — Мы вечны, нас много, и Верховный Абсолют также вечен, но Он один) и от подлинных учителей, таких как Шрипад Рамануджа Ачарья и другие вайнавы Ачарьи. NPR также сообщил в 2010 году, что «в наших телах и в наших телах в 10 раз больше микробных клеток, чем клеток человека. Это означает, что мы на 90 процентов микроби и на 10 процентов люди… » ³² Помимо нашей собственной индивидуальности, мы также должны принимать индивидуальности всех этих микробов в наших телах.Мы не можем отрицать индивидуальность всех этих микробов, заявляя, что их индивидуальность — всего лишь иллюзия ( māyā ). В здоровом организме многоклеточного организма каждая отдельная клетка, несмотря на свою индивидуальность, призвана работать на благо всего тела. Точно так же Веданта утверждает, что мы живем в «Органическом Целом», и каждая отдельная единица этого целого предназначена для того, чтобы посвятить себя удовлетворению Центра — ади-пуруша или изначального личного Абсолюта.В отличие от дарвинизма, симбиогенез утверждает, что жизнь захватила земной шар не за счет конкуренции, а благодаря сотрудничеству. В теле организма есть разные органы, такие как сердце, почки, легкие и т. Д., Которые выполняют разные задачи, чтобы служить функции тела в целом. Один орган не пытается стать другим. Подобным образом различные живые существа, а также их окружение связаны друг с другом как единое целое. Свидетельства симбиотических обменов подтверждают, что сфера жизни подобна сети, в которой различные виды представляют узлы этой сети (сети).Если изменения происходят в сети в целом, то различные узлы (виды) изменяются соответственно, чтобы поддерживать гармонию сети жизни. Многие современные эволюционисты полностью игнорируют эту точку зрения.

Клеточная чувствительность бросает вызов неодарвинизму

В своей книге Эволюция: взгляд из 21 века , ³³ Джеймс А. Шапиро, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии Чикагского университета, предоставил достаточно информации. примеры, когда молекулярная биология распознала познание клеток на основе восприятия клеток, передачи информации и процессов принятия решений.В этой книге Шапиро полностью отвергает традиционную неодарвиновскую теорию эволюции, широко принятую биологами. В дарвинизме организмы часто считаются оптимально сконструированными машинами, слепо сконструированными естественным отбором. Однако, основываясь на клеточном познании, Шапиро оспаривает эту точку зрения:

«Учитывая образцовый статус биологической эволюции, мы можем ожидать, что смена парадигмы в нашем понимании этого предмета будет иметь последствия далеко за пределами наук о жизни.Переход от размышлений о постепенном отборе локализованных случайных изменений к внезапной реструктуризации генома клеточными системами, находящимися под влиянием сенсорной сети, является серьезным концептуальным изменением. Он заменяет «невидимые руки» геологического времени и естественного отбора когнитивными сетями и клеточными функциями для самомодификации. Акцент делается скорее на системном, чем на атомистическом, и на информационном, а не на стохастическом ». (Страница 145 в). ³³

В последнее время неодарвиновская теория эволюции сталкивается с несколькими проблемами из разных уголков ^34,35 , и, следовательно, настало подходящее время для поиска подходящего альтернативного объяснения биологической эволюции, основанного на когнитивных принципах.

Чего не могут сделать алгоритмы

Несмотря на то, что биология 21 века установила, что от человека до мельчайших клеток (бактерий без органа мозга), все живые организмы являются сознательными сущностями, несколько восторженных предложений в области искусственного интеллекта (ИИ) утверждают, что моделируя нейронную сеть мозга, мы можем создавать сознательные машины. Часто называемая тестом Тьюринга, имитационная игра, предложенная Аланом Тьюрингом в 1950 году, используется как лакмусовая бумажка для проверки машинного интеллекта в Strong AI.В этом тесте дознаватель задает вопросы человеку и машине, и если дознавателю не удается различить человека и машину, машина объявляется умной. ³⁶ Сирл использовал аргумент Китайской комнаты, чтобы установить, что тест Тьюринга не является подходящим средством для оценки машинного интеллекта. ³⁷ В китайской комнате человек, не понимающий китайского языка, может переводить входящие и исходящие сообщения на китайский, просто выполняя замену шаблонов в соответствии с правилами.Китайские наблюдатели за пределами комнаты могут почувствовать, что все, что находится в комнате, проходит тест Тьюринга, общаясь на китайском языке, но на самом деле человек в комнате не понимает смысла этого разговора. Таким образом Сирл объяснил, что машина может пройти тест Тьюринга, но это не гарантирует, что у нее развито мышление, понимание или способность улавливать смысл. С другой стороны, некоторые живые организмы обладают способностью улавливать смысл, и такая способность не может быть реализована в машинах с помощью какой-либо компьютерной программы.

Обладая обширными эмпирическими доказательствами и акцентом на проблему остановки (существует ли программа, которая определяет, останавливается ли какой-либо алгоритм при заданном вводе?), Сэр Роджер Пенроуз (математик и физик из Оксфордского университета) также объяснил, что не является алгоритмическая природа разума, в своей книге The Emperor’s New Mind . ³⁸ В своей книге он постоянно подчеркивает, что умственные процессы по своей сути более мощные, чем вычислительные. Пенроуз спрашивает: «Может ли алгоритм обнаружить теоремы, подобные теоремам Тьюринга и Гёделя?» Наш мозг может находить решения различных вопросов, для которых не существует общего алгоритма.Следовательно, мы должны знать, чего не могут сделать алгоритмы.

Сознание за пределами компьютерного моделирования

«Теория идентичности» объясняет, что состояния и процессы разума подобны состояниям и процессам мозга. Поэтому ученые и философы, следующие концепции теории идентичности, считают, что мозг выделяет мысли, как печень выделяет желчь. ³⁹ Однако, несмотря на все свои знания о мозге, ученые до сих пор не знают, как нейронные корреляции сливаются, чтобы производить субъективные переживания.Подобно генетикам, неврологи также предполагают, что существует «нейронный код» ⁴⁰ , который представляет разум организма и помогает мозгу управлять синаптической модуляцией в обширных областях коры. Однако неврологи не знают, выполняется ли кодирование отдельными нейронами или нервной системой. ⁴¹ Они считают, что сложная функция мозга так же проста, как работа созданной человеком машины — робота — и поэтому надеются, что в будущем они смогут управлять живыми организмами так же, как роботами. ⁴² В мозгу кодирование происходит в контексте, и, следовательно, аспект смысла следует рассматривать строго в контексте поведения субъекта. Отдельное живое существо в соответствии со своим поведением выбирает только те аспекты нейронной активации, которые имеют смысл для его поведения. Различные качественные и количественные атрибуты стимулов разумных живых организмов представлены разными нейронными кодами — и, следовательно, в неограниченном количестве необходимо множество нейронных кодов. Помимо поведения организма, мозг которого изучается, на интерпретацию нейронных действий также очень сильно влияют состояния мозга нейробиологов.Эггермонт объясняет эту трудность:

«Информация, закодированная в последовательности нейронных потенциалов действия, интерпретируется нейронами более высокого порядка, а также нейробиологом, который разработал и провел эксперименты. Между этими двумя интерпретациями не должно быть никакого соответствия. Однако на интерпретацию нейробиологом может повлиять господствующая парадигма в конкретной области исследования ». ⁴³

Таким образом, неясно, существует ли какой-либо нейронный код на самом деле или он существует только в головах неврологов.Как заявил Эрлих:

«Всестороннее исследование синаптических связей мозга, предполагаемой материальной основы познания, не смогло объяснить, как мозг думает. Кроме того, нейронный код, который якобы позволяет мозгу координировать синаптическую модуляцию в обширных областях коры, еще не найден и, возможно, не существует ». ⁴⁴

Код по своему смыслу — это заранее определенное представление информации, которое не зависит от отправителя, получателя и механизмов передачи. ⁴⁵ Под влиянием концепции нейронного кодирования и декодирования неврологи рассматривают мозг как систему обработки информации. Тонони пытался объяснить сознание с помощью теоретической основы, «Интегрированной информационной теории сознания (IITC)». ⁴⁶ Тонони считал, что человеческий мозг интегрирует информацию и поэтому производит сознательное поведение. В основе IITC Тонони лежат 2 мысленных эксперимента: (1) генерация информации и (2) интеграция с предыдущими воспоминаниями (интегрированная информация).Главный момент, который Тонони подчеркнул в своем первом мысленном эксперименте, состоит в том, что объяснения опыта вызывают необходимость в ситуации, когда они проводят различие между несколькими возможными вариантами выбора; другими словами, они должны генерировать информацию. В своем втором мысленном эксперименте Тонони объясняет, что одной информации недостаточно для сознательного опыта. Можно увеличить мощность искусственных детекторов запахов, где они могут различать запахи гораздо лучше, чем люди (> 10 000). Однако простое получение большего количества информации, чем человеческий нос, не может предоставить искусственным детекторам запаха способность ощущать запах так, как это делают люди.Тонони объяснил, что основное различие между искусственным детектором и человеческим опытом состоит в том, что в случае с искусственным детектором каждый аромат обнаруживается отдельно от любого другого аромата. Даже если записи о других ароматах (кроме обнаруженного) будут удалены из базы данных машины, мы найдем точно такой же ответ искусственного детектора. В человеческом носу есть разные нейроны, которые специально приспособлены для восприятия определенных запахов. Возможно, что из-за избирательного повреждения определенных обонятельных рецепторов человек может потерять способность чувствовать запах определенного аромата.В случае с людьми, даже если процесс обнаружения конкретного аромата сам по себе не интегрирован, восприятие запаха полностью интегрировано в отношении типа информации, которую он записывает в ответ. Когда кто-то чувствует запах определенного аромата, воздействие, которое он оказывает на мозг субъекта, объединяется во многих аспектах его / ее памяти, и нейрохирург не может избавиться от воспоминаний об этом опыте, не повлияв ни на что другое. Редукционистский взгляд на сознание обнаруживает здесь свои пределы, потому что изменения в памяти, вызванные опытом субъекта, не локализуются в какой-либо одной части его / ее мозга.Вычисления обратимы, а познание — нет, ⁴⁷ , и именно поэтому Maguire et al. Заявлено ⁴⁸ .

«[A] форма магии творится в мозгу, что выходит за рамки компьютерного моделирования».

Сознательное поведение является результатом интегрированной информации в уме, и эти сознательные реакции не могут быть разложены или дезинтегрированы на набор причинно независимых частей. Неспособность создать машины, которые могут производить интегрированную информацию, является причиной того, почему ученые в этой области считают, что машины никогда не могут развить способность иметь субъективный опыт.Сознание — это фундаментальное свойство одушевленных объектов — «живых организмов», которое отличает их от неодушевленных объектов — «материи».

Самоорганизация: без себя!

Чтобы установить разницу между машиной и организмом, Нил Тейз в своей статье в Nature :

упомянул: «Доминирующей метафорой биологических структур — биомолекул, клеток, тканей или тел — долгое время была машина. Исследователи занимаются биологической «инженерией», ссылаются на «молекулярные двигатели» и часто описывают клетки как «строительные блоки» ткани.Однако биологические сущности на всех уровнях масштаба не являются машинами. Они не описываются классической ньютоновской механикой. Их поведение не детерминированное, а стохастическое. Это самоорганизующиеся, сложные, динамические системы. Таким образом, они творческие, адаптивные и живые. Успех в моделировании таких биологических систем, как продемонстрировали Takebe et al., Зависит от того, позволят ли им делать то, что они умеют лучше всего. Возможно, более точное слово для описания создания таких моделей — это «выращивание», а не биоинженерия.” ⁴⁹

Это хорошая попытка описать разницу между биологическими системами и машинами, но мы должны понимать, что концепция самоорганизации была впервые разработана в химии и физике, и ее прямое применение к живой системе весьма сомнительно. . В 1977 году Илья Пригожин получил Нобелевскую премию по химии и утверждал, что системы, значительно вышедшие из равновесия — «диссипативные структуры» — имеют тенденцию к самопроизвольной организации. Пригожин привел вихрь (скажем, торнадо во время грозы) как пример самоорганизации. ⁵⁰ Когда стабильная масса сухого и холодного воздуха перемещается по стабильной массе влажного и теплого воздуха, может развиться сильная гроза или торнадо. Гроза или торнадо имеют локализованную более высокую степень организации, чем та, которая присутствует в любой из воздушных масс в отдельности. Следуя таким аналогиям и примерам самоупорядочения молекул во время притока энергии, несколько биологов попытались объяснить происхождение очень сложных макромолекул, необходимых для живых систем. Однако такие аналогии не имеют никакого отношения к рассмотрению вопроса о жизни, как заявил Пригожин: «Все еще существует разрыв между самыми сложными структурами, которые мы можем создать в неравновесных ситуациях в химии, и сложностью, которую мы находим в биологии.” ⁵¹ Такой простой анализ никогда не сможет решить сложность даже простой живой клетки. Пригожин подтверждает то же самое:

«Проблема биологического порядка включает в себя переход от молекулярной активности к надмолекулярному порядку клетки. Эта проблема далека от решения ». ⁵²

Даже примитивная клеточная жизнь требует определенного минимального количества систем, таких как (1) средства передачи наследственности (РНК, ДНК или что-то подобное), (2) механизм получения энергии для создания работы (метаболическая система ), (3) корпус для удержания и защиты этих компонентов от окружающей среды (клеточная мембрана), и, наконец, (4) уникальный принцип соединения всех этих компонентов вместе (чувствительность).Может ли теория самоорганизации удовлетворить все эти требования? Основная проблема заключается в том, что физический анализ может только прояснить структуру и функцию системы, охарактеризованной с внешней точки зрения. Однако живые организмы — это сознательные системы, и их субъективные переживания находятся внутри них. Следовательно, даже при том, что это называется самоорганизацией, эта редукционистская концепция вообще не имеет «я». За последние 9 лет под руководством нашего Шикша Гурудева Шрипад Бхакти Мадхава Пури Махараджа, Ph.Д. (Обслуживающий директор Института Бхакти Веданты: www.bviscs.org и основатель Института Шри Чайтанья Сарасват: www.scsiscs.org), мы пытаемся распространить ведантическую концепцию Жизни среди ученых через посредство университетов, семинаров, конференций. , публикации и онлайн-дискуссии. Одно из его утверждений очень актуально в нынешнем контексте самоорганизации:

«С точки зрения читателя, книга состоит из букв алфавита; но сама книга возникла не из этих букв.В конечном итоге буквы книги возникли из идей автора. Точно так же молекулы биологического организма являются результатом, а не источником жизни. В этом разница между порядком, в котором мы приходим к познанию ( ordoognoscendi ), и порядком, в котором что-то происходит ( ordo essendi ) ».

Различия между организмами и артефактами: живые организмы выходят за рамки замысла

Немецкий философ Иммануил Кант объяснил понятие «естественная телеология», «естественная цель» или «естественный конец» ( Naturzweck ). ⁵³ Чтобы отличить живые организмы от артефактов, Кант объяснил, что в обоих случаях выполняются 2 различных необходимых условия для достижения целей. Условие, применимое к концам, заключается в том, что «части. [быть] возможными только через их отношение к целому », или каждая часть существует« ради других и целого ». ⁵³ В концепции дизайнера в целом это условие выполняется в случае артефактов по линейной причинности. Ножки и сиденье стула или балансового колеса, спираль, зубчатая передача и так далее в часах могут существовать только в силу дизайнерской концепции целого.Другими словами, ножки стула или волосяная пружина часов существуют только для того, чтобы стул или часы в целом существовали. В случае живых организмов ( Naturzweck ) это условие выполняется в форме круговой причинности органического целого: «части [должны] объединяться в единство целого, будучи взаимно причиной и следствием форма друг друга ». ⁵³ Внешние силы являются объединяющим принципом в артефакте, но в случае живого организма объединяющим принципом является разум.Хотя и у артефактов, и у живых организмов цели определяются целью (познавательный акт), разница в том, что в случае артефактов цель (создатель) находится вне системы (внешняя телеология), а в случае живой организм, цель внутри (внутренняя телеология). Следуя линейной логике в случае артефактов, дизайнер производит детали и объединяет их в единое целое. С другой стороны, следуя круговой логике, тело одного живого организма возникает из другого живого организма в процессе развития (деление клеток), а не в результате линейного накопления частей — дизайна.

Хотя попытка механизации природы послужила важной движущей силой научной революции, она также создала образ часовой Вселенной, приведенной в движение разумной первопричиной. Подобная машинная аналогия применима и к живым организмам. Однако мнение о том, что сверхъестественное существо, Бог, ⁵⁴ , является внешним по отношению к живым организмам и что Он навязывает форму материи извне (разумный замысел), также является редукционистским и показывает логическую ошибку.Логика внешне целевых систем (машин) не может быть применена к внутренне целевым системам (живым организмам). Ведантический взгляд предлагает научную альтернативу: «Органическое целое» производит «органическое целое», и «органическое целое» не может возникнуть из частей, которые должны быть механически собраны. Процесс внешней сборки деталей позволяет производить только неорганические, механические машины или химические процессы, но не живые организмы ». ⁵ Эмпирические данные показывают, что каждая живая клетка происходит из живой клетки, и нет никаких доказательств того, что живая клетка появляется в результате внешней сборки / накопления биомолекул.Ведантическая альтернатива состоит в том, что имманентный субъективный процесс в одной клеточной зиготе производит множество клеток, которые необходимы для различных функций в организме определенного вида. Веданта утверждает, что различные формы происходят из ади-пуруша или первозданного личного Абсолюта, и что в отраженной материальной сфере различные виды жизни подчиняются развивающемуся принципу эволюции сознания.

Жизнь ( Naturzweck ) также имеет фундаментальную «формирующую силу» ( bildende Kraft ), которая отвечает за вызывающий сам себя характер организма.Дизайнер не может создать артефакт с двумя основными персонажами ( Naturzweck и bildende Kraft ), которые есть в жизни. Как объяснил Кант, «одно колесо в часах не порождает другое, и тем более одни часы производят другие часы». ⁵⁵ В живом организме сложные биомолекулы существуют не только ради друг друга, но они также производят друг друга, поддерживают друг друга и выделяют единицы органического целого. Следовательно, в отличие от машин, формирование, свойства и функции частей организма не могут быть поняты независимо от организма в целом.Эмпирические данные в пограничной биологии также подтверждают заявление Иммануила Канта: «Никогда не будет Ньютона на травинке, потому что человеческая наука никогда не сможет объяснить, как живое существо может происходить из неодушевленной материи». ⁵⁶ В качестве подтверждения в своей книге This is Biology ведущий биолог-эволюционист 20-го века Эрнст Майр писал:

«Немного трудно понять, почему машинная концепция организма могла иметь такую ​​долгую популярность.В конце концов, никакая машина никогда не строила себя, не копировала себя, не программировала себя и не была способна добывать свою собственную энергию. Сходство между организмом и машиной чрезвычайно поверхностное ». ⁵⁷

Абиогенез и теория эволюции объясняют, что первая жизнь возникла в результате накопления инертной материи, а биоразнообразие — это результат случайных мутаций и естественного отбора. Теория эволюции и принципы биологии применяются непосредственно к поведению и избегают анализа психологического или когнитивного уровня.И абиогенез, и теория эволюции являются результатом механистического или редукционистского мышления, и именно поэтому они не могут объяснить, каким образом организмы обладают когнитивными характеристиками, такими как мышление, чувство и желание. Эти концепции также не объясняют, как материя развила две фундаментальные характеристики, которыми обладает жизнь ( Naturzweck и bildende Kraft ). Следовательно, и происхождение, и эволюция жизни должны быть переписаны на основе разумности.

Краткое введение в ведантический взгляд на тело, сознание и душу

В биологии преобладающим онтологическим взглядом на организм является взгляд на сложную машину, запрограммированную ее генетическим программным обеспечением и разлагаемую на составляющие механизмы.Однако в своей работе над транспозонами лауреат Нобелевской премии Барбара МакКлинток установила, что гены не являются основополагающим понятием жизни. ⁵⁸ Крик предсказал, что если единичный случай неизвестного переноса центральной догмы произойдет в природе, то это пошатнет основы биологии. ⁵⁹ Биология XXI века стала свидетелем того, что основы биологии были сильно поколеблены, что вернуло клетку и организм в центр внимания. Для жизни нет геномных или других молекулярных единиц. ⁶⁰ Сама генетическая субстанция представляет собой динамическую структуру и функционирует как соучастник в органическом целом. В отличие от дарвинизма, биология 21 века признает, что жизнь — это совокупность организма, окружающей среды и природы. ⁶¹ Это сеть жизни, и ни один организм нельзя рассматривать изолированно. Постоянно растущее количество доказательств полностью бросает вызов общепринятому мнению о том, что гены определяют жизненные функции. ⁶² Следовательно, жизнь должна рассматриваться с другой точки зрения в связи с призывом к новой биологии, которая для нас будет отводить фундаментальную роль сознанию, чтобы объяснить его субъектно-объектное единство. ⁶³ Биология должна включать более высокие концепции, такие как интеллект, разум, желание и свободную волю, для изучения того, что действительно определяет организм и биоразнообразие.

Центральный принцип Веданты (также известный как Vedānta-sūtra ) заключается в том, что все зависит от изначального разумного / сознательного основания или самопознания абсолютной истины. Первый афоризм Vedānta-sūtra гласит, что под руководством духовно реализованного существа мы должны исследовать нашу истинную природу как дух ( athāto brahma jijñāsā ).Второй афоризм Vedānta-sūtra дает начальное указание на то, как начать это исследование ( janmādy asya yatah ). Джанма означает рождение, асйа относится ко всему (весь космос, который включает в себя как материю, так и жизнь) и йатах означает «от кого». Следовательно, чтобы начать исследование нашей истинной природы, мы должны сначала исследовать первоисточник всего. Шримад-Бхагаватам считается естественным дополнительным комментарием к Веданта-сутре .Первый стих «Шримад-Бхагаватам » является подробным комментарием ко второму афоризму «Веданта-сутра » ( джанмади йато сквайад итараташ чартесва абхиджнах сварат ). « Джанмади асйа йатах » — источник всего « абхиджнах сварат » — единое Высшее Сознательное Существо. Это ведантическое объяснение того, что единое Высшее Сознательное Существо является источником всего, основано на 2 аксиоматических фактах, поддающихся научной проверке: (1) Жизнь происходит из Жизни и (2) Материя происходит из Жизни.Сознание возникает из сознания, или жизнь происходит из жизни. Где жизнь, там и сознание. Сознание не происходит из того, что бессознательно или безлично, и жизнь не является продуктом неодушевленной материи. Представление о том, что жизнь происходит из жизни (биогенез), — единственная научная идея, которая когда-либо была подтверждена экспериментами и наблюдениями. Второй аксиоматический факт «Материя происходит из жизни», очевидно, наблюдается в природе. Каждый вид производит свои собственные химические вещества, необходимые в их организме.«Жизнь происходит из жизни» и «Материя происходит из жизни» — это два научно наблюдаемых вывода из Веданты. С другой стороны, материализм (жизнь происходит из материи) — это непроверенная идеологическая предпосылка, не имеющая никаких научных или основанных на наблюдениях доказательств, подтверждающих ее.

Шримад Бхагавад-гита (БГ) — одна из важнейших книг по индийской философии и религии. BG в форме капсулы описывает всю ведантическую философию, начиная с понимания души ( ātman ) и кончая пониманием конечной цели жизни.В BG ^30,31 13.34 написано: « йатха пракашайатй эках кртснах локам имам равих кшетрах кшетри татха критснах пракашайати бхарата — О сын Бхараты, одно лишь солнце освещает всю живую сущность. внутри тела озари все тело сознанием ». Следовательно, согласно Б.Г., сознание — это логическое доказательство или симптом существования души ( атман ) или живого существа. Сознание абсолютно необходимо живому телу, чтобы быть тем, чем оно есть, и функционировать так, как оно есть.Мы все можем испытать сознание, и, согласно БГ, душа ( ātman ) является местом или источником сознания. Согласно Веданте, в теле живого организма сосуществуют два типа сознания (конечное и бесконечное сознание). Мы можем наблюдать произвольные функции (действия, которые, по-видимому, находятся под контролем нашего разума) и непроизвольные функции в живых организмах. Вещи, которые мы, кажется, контролируем, обусловлены нашим сознанием, исходящим из нашей души ( ātman ), а то, что не находится под нашим контролем (непроизвольные функции: сложные клеточные функции, сердцебиение, автономные сигналы и т. Д.), Контролируются высшее сознание, исходящее от Paramātma (сверхдуша).Следовательно, Параматма (источник бесконечного сознания) также известна как основа или опора атмана (конечного сознания).

В науке есть термины, которые мы не можем воспринимать непосредственно нашими чувствами. Мы не можем ощущать вкус, обоняние, прикосновение, видеть и слышать такие сущности, как сила, энергия, электрон, кварки и так далее. Ученые объясняют нам многие такие термины, используя умозаключения, и мы принимаем их как научное доказательство. Когда яблоко падает с дерева, мы заключаем, что есть сила тяжести, которая тянула яблоко вниз.Мы никогда не просим прямого наблюдения самой гравитационной силы. Точно так же, хотя ученые не могут чувственно воспринимать душу ( ātman ), они все же могут сделать вывод о ее существовании только на основании присутствия сознания во всех биологических системах. Поскольку присутствие солнца может быть определено по солнечному свету, точно так же существование души ( ātman ) можно также понять из присутствия различных разновидностей сознания в различных живых организмах. Доктора могут помочь пациентам выжить с помощью аппаратов ИВЛ, и даже они могут заменить сердце искусственным сердцем, работающим от батареи.Иногда возможно поддерживать функционирование организма с помощью электрического оборудования вне тела, но организм находится в бессознательном состоянии — не проявляет активности ЭЭГ, в вегетативном состоянии. Уберите оборудование, и организм не сможет поддерживать даже эту функцию. Тогда что дает организму энергию для функционирования, когда машины отключены, и он должен работать независимо? Веданские писания объясняют, что именно душа ( ātman ) выполняет всю работу машин по поддержанию функционирования организма, а также обеспечивает порядок и чувственное осознание в теле.Мы можем поставлять энергию с помощью некоторых машин для поддержания тела, но мы не можем сделать тело сознательным с помощью этих машин.

Согласно Веданте, душа ( атман ) обладает качествами сат, чит и ананда . Вся жизнь проявляет одни и те же качества. Каждый живой организм хочет поддерживать свою жизнь вечно ( sat ) и готов участвовать в борьбе за существование, пока законы материальной природы не заставят его поддаться физической смерти тела.Тот факт, что жизнь продолжается поколение за поколением в течение тысяч или миллионов лет, не является чем-то, чего мы ожидаем от химических или физических процессов в материалах. Он разумный или сознательный ( cit ) и ищет знания в человеческой форме. И вся жизнь ищет удовлетворения ( ānanda ) через питание и различные другие формы в соответствии с духовным развитием различных качеств души ( ātman ) в различных телах. Все эти различные симптомы свидетельствуют о существовании духовной души ( ātman ), поскольку они определенно не являются качествами материи.Материя, как это известно в современной науке с точки зрения физических и химических свойств, не имеет чувствительности или сознания. Хотя в мертвом теле присутствуют те же химические вещества, что и в живом, мы не находим жизнь или разумные качества в мертвом теле или мертвой клетке. Хотя в обоих случаях присутствуют одни и те же биохимические вещества, сложные биохимические реакции, которые происходят в живой клетке, не происходят в мертвой клетке. Чтобы дать правильное объяснение этим наблюдениям, гипотеза души ( ātman ), безусловно, предлагает хорошую возможность, потому что, согласно BG, душа ( ātman ) действительно обладает свойством сознания.Современная наука еще не подошла к этой области знаний и сосредоточила свои исследования только на неодушевленной материи. Из-за грубой пренебрежения к области разумной науки современная наука оказывается в тупике, когда пытается понять биологию, которая имеет дело с разумом или сознанием.

Веданта считает, что разные формы (виды) — это оригинальные архетипы, которые вмещают различные разновидности сознания, посредством которых происходит переселение души ( ātman ) на основе эволюции сознания.Тело — это биологическая иллюзия сознания души ( ātman ), и от амебы до человека все различные разновидности форм представляют собой различные стадии обусловленного сознания. После бесконечного цикла рождений и смертей («переселение души» или Metempsychosis по-гречески) душа ( ātman ) продолжает блуждать в различных степенях обусловленных состояний сознания (субъективная эволюция сознания), получая тело, подходящее для этого сознания, пока оно не достигнет чистого сознания.

Если не вмешивается дизайнер или сторонний агент, машина всегда состоит из одного и того же материала. В отличие от машины живой организм демонстрирует переходную материальную идентичность. Составные материалы тела живого организма постоянно меняются, но организация целого и его идентичность остаются. Тело живого организма находится в состоянии непрерывного движения, в котором происходит создание, поддержание (замена) и разрушение составляющих его материальных веществ процессами анаболизма, метаболизма и катаболизма.Доктор Йонас Фризен, биолог стволовых клеток из Каролинского института в Стокгольме, использовал углеродное датирование для оценки возраста человеческих клеток. ⁶⁴ Он использовал метод углеродного датирования на тканях, а не на отдельных клетках, потому что одной клетке не хватает ¹⁴ C, чтобы сигнализировать о ее возрасте. Ученые считают, что ДНК стабильна после того, как клетка прошла свое последнее деление. Поэтому они используют уровень ¹⁴ C на ДНК в качестве отметки даты рождения клетки. ⁶⁵ В своих экспериментах Йонас Фризен использовал предположение, что большинство молекул в клетке постоянно меняются, а ДНК — нет.Экспериментальные данные доктора Фризена показали, что наше тело на много лет моложе нашего возраста — например, телу человека среднего возраста может быть всего 7-10 лет или меньше. ⁶⁶ Поскольку тело постоянно пополняется, Веданта объясняет, что телесная идентичность «я» иллюзорна. Стих 2.13 БГ объясняет, что в теле есть душа, на которую не влияют телесные изменения:

дехино ‘смин йатха дехе каумарах йауванам джара татха дехантара-прапир дхирас татра на мухьяти

в этом теле душа непрерывно переходит от детства к юности и к старости; подобным же образом душа переходит в другое тело после смерти.Реализованную душу такое изменение не сбивает с толку.

Наше тело было в состоянии одноклеточной зиготы, когда оно впервые появилось, и чудесным эмбриологическим развитием оно приобрело детское тело. Путем нескольких изменений он приобрел свое нынешнее состояние и в дальнейшем изменится, чтобы обрести свое будущее состояние. Поэтому наше тело находится в постоянном движении, как река. Ведантический взгляд на принцип реинкарнации ( metempsychosis ) можно найти в своей зарождающейся форме в изменении нашего тела, от детского тела к юношескому и старому.Мы можем с научной точки зрения наблюдать, что наше тело уже несколько раз меняется в течение нашей жизни, и аналогичным образом во время смерти вечная душа ( ātman ) при определенных условиях переходит в другое тело.

Согласно философии Санкхья , существует 2 типа тел: (1) Стхула-деха : грубое тело — тело, которое можно ощутить путем слуха, обоняния, вкуса, зрения и прикосновения, и ) Сукшма-деха : Тонкое тело (внутри грубого тела) — ум ( манаса ), разум ( буддхи ) и ложное эго ( аханкара ).В грубом теле чувства являются первичными, и если их убрать, для нас не будет очевиден никакой мир. Выше чувств находится ум ( манаса, ), и он является верховным властителем чувств. Если мы не обращаем внимания на объекты чувств, тогда, даже если что-то движется перед нашими глазами, мы не можем этого видеть. Ум в основном имеет дело с принятием ( sańkalpa ) и отвержением ( vikalpaa ) — способностью понимать или удерживать мысли в их разделении / различении как «либо / или».И над умом находится телеологический разум или разум ( buddhi ), который является умственной способностью, определяющей, если / тогда. Разум может что-то определять, но именно интеллект помогает человеку прийти к решению принять что-то или нет. Ложное эго ( ahańkāra ) — это отождествление себя с телом и телесными идентичностями (нация, состав, цвет кожи, вероисповедание и т. Д.). Ум, интеллект, эго зависят от души ( атман ).Душа ( ātman ) сознательно переживает грубую материю и взаимодействует с ней через тонкое тело (ум, разум и ложное эго).

БГ утверждает, что в момент смерти душа ( ātman ) покидает грубое тело, но не покидает тонкое тело. Трансмиграция души ( атман ) описана в БГ 8.6: йам йам вапи смаран бхавам тйаджатй анте калеварам таṁ там эваити каунтейа сада тад-бхава-бхавитах — «следующая душа» () в следующем тмане. жизнь, основанная на сознании, в котором она покинула предыдущее тело.”

Рассматривая машинную аналогию живого организма, абиогенез и теория эволюции в биологии не включают эти тонкие элементы при изучении живых организмов. Он исключает разум, интеллект и ложное эго. Очевидно, что эти теории не затрагивают сознание. Ведантическая литература объясняет, что везде, где присутствует жизнь, душа ( атман ) находится внутри и, следуя «законам кармы», душа ( атман ) в человеческом теле может получать тела нечеловеческих видов и наоборот.По мере продвижения душа ( ātman ) может обрести человеческую форму, а в результате деградации она также может вернуться к другим формам жизни. Душа ( ātman ) наделена свободной волей, и, злоупотребляя ею, душа ( ātman ) может совершить множество проступков. Приобретенные реакции на эти проступки известны как кармические реакции. «Законы кармы» сдерживают свободную волю души ( ātman ), предоставляя новые тела и бросая в различные состояния страдания. Эта древняя теория эволюции основана на субъективной эволюции сознания ⁶⁷ , а дарвиновская теория объективной эволюции тел является извращенным представлением этой древней мудрости.В дарвинизме эволюция означает трансформацию тел, а с ведантической точки зрения эволюция означает трансформацию сознания. Биология двадцать первого века также учит нас, что мы не должны навязывать свои идеи природе; пусть природа откроется нам. Жизнь и ее эволюцию нельзя понять, навязывая разумным биологическим системам упрощенный дарвиновский механистический редукционизм. Свидетельства вынуждают биологов выйти за рамки физики и химии, чтобы правильно понять науку о сознании.

Выводы

1. В живой клетке белки могут явно катализировать химическую реакцию или идентифицировать антиген не только потому, что их аминокислоты расположены определенным образом, но также потому, что их трехмерная структура и функция контролируются разумными живыми существами. клетка. Функционирование клетки нельзя объяснить сведением ее к какой-либо отдельной молекуле, такой как ДНК, РНК или белок. Редукционистский взгляд на биологию находит свои пределы, и биология должна сместить свою точку зрения с частей на целое.

2. Наука засвидетельствовала, что биология эволюционировала от ДНК-центризма (центральной догмы) к клеточному центризму, когда клетки действуют разумно, что некоторые биологи пытаются сравнить с обработкой информации, в то время как, с другой стороны, некоторые попробуйте увидеть это как результат вычислений. Однако ни одно из этих объяснений не включает сенсорную характеристику того, как действуют клетки. Все эти события создают впечатление, что клетки обладают разумом, который является основным признаком познания.В отличие от генетического детерминизма, научные данные заставляют ученых, философов и других ученых пересмотреть объяснения познания, традиционно связанного с жизнью. В своей книге «Эволюция : взгляд из 21 века » Джеймс А. Шапиро заявил: «Только что описанные отдельные случаи являются примерами, когда молекулярная биология определила определенные компоненты процессов восприятия клеток, передачи информации и принятия решений. Другими словами, у нас есть множество точных молекулярных описаний клеточного познания, которые варьируются от питания бактерий до биологии и развития клеток млекопитающих.Когнитивный, информативный взгляд на то, как живые клетки действуют и используют свои геномы, радикально отличается от перспективы генетического детерминизма, наиболее лаконично сформулированной в прошлом веке знаменитой «Центральной догмой молекулярной биологии» Фрэнсиса Крика (стр. 24 в ³³ ). )

3. Сознание присутствует во всех живых организмах, от бактерий до людей.

4. Отдельные клетки в многоклеточных организмах также являются индивидуально когнитивными объектами.

5. Научное подтверждение существования сознания у одноклеточных организмов и растений определенно устанавливает, что мозг не является источником сознания. Несколько десятилетий назад исследования в области медицины также доказали, что мозг не является источником сознания. В 1970 году Роберт Уайт и его команда успешно перенесли голову обезьяны-резуса на обезглавленное тело другой обезьяны. Обезьяна прожила 8 дней. ⁶⁸ Исследователи также пытаются выполнить тот же сценарий с людьми. ⁶⁹ Сообщается, что если человеческая голова была отделена в контролируемых условиях, ее необходимо повторно подключить к циркулирующему потоку тела другого человека (которое находится в сознании или живом) в течение одного часа. ⁷⁰ Следовательно, мозговой анализ для понимания сознания (нейронный анализ) не имеет очень светлых перспектив.

6. Используя аналогию с мозгом, некоторые ученые считают ядро ​​клетки (поскольку ДНК и гены находятся внутри ядра клетки) эквивалентом мозга клетки.Клетки могут выдержать операцию энуклеации (операция, при которой ядро ​​клетки удаляется). Фактически, клетки оказались более устойчивыми к удалению мозга, чем многоклеточные организмы. Сообщалось, что энуклеированные клетки продолжают выживать и демонстрируют регулируемый контроль своих биологических процессов до 3 месяцев. ^71,72 Следовательно, как для одноклеточных, так и для многоклеточных организмов мозг не является источником сознания.

7. Информационного подхода и принципов самоорганизации недостаточно для объяснения жизни и ее происхождения.

8. Такие предложения, как «искусственная жизнь», «искусственный интеллект», «разумные машины» и так далее, — всего лишь сказки, потому что ни один дизайнер не может создать артефакт с такими свойствами, как внутренняя телеология ( Naturzweck ) и формирующая сила ( bildende Крафт ). Другими словами, машина никогда не будет делать что-либо для своей внутренней цели и не может построить себя.

9. Материальное происхождение жизни и объективная эволюция — это всего лишь заблуждения, которые биологи должны преодолеть.Вместо этого биологам следует найти подходящие инструменты для объяснения происхождения и эволюции жизни из области чувств.

10. Наше отношение формируется тем, как наше образование заставляет нас думать о мире. Учить, что человек — это просто замкнутая мембрана из химических веществ, влияет на то, как люди думают о себе как о духовных существах, и, таким образом, влияет на то, как они думают о таких проблемах, как аборт, эвтаназия, биоэтика в исследованиях и медицине, клонирование, генетическая модификация пищи, права животных и так далее.Ученые-веданты, Аристотель, Кант (используя аргумент телеологии) и Гегель утверждали, что биологические системы (организмы) отличаются от неодушевленных объектов (механических и химических систем). Цель и смысл — неотъемлемые аспекты жизни, как и сознание. Мы не можем ожидать их в мертвых молекулах. Мы не придаем никакого морального и этического значения скоплению мертвых молекул, но такое рассмотрение является обязательным для жизненного принципа. Следовательно, абиогенез — это оскорбление жизненной силы.Чтобы понять жизнь и ее происхождение, нужно также уделить должное внимание древней восточной веданской философской концепции атман , концепции Души Аристотеля и объяснению Концепции Гегелем.

Раскрытие информации о потенциальных конфликтах интересов

О потенциальных конфликтах интересов не сообщалось.

Благодарности

Авторский Дикша Гурудев Шрила Бхактисварупа Дамодара Махарадж (д-р Т.Д. Сингх, директор-основатель Института Бхактиведанты) вдохновил его на работу над наиболее фундаментальными темами в науке, такими как «Происхождение материи и жизни», «Происхождение» Вселенной »и« Сознание ».Автор искренне признает благословения и руководство своего Шикша Гурудева Шрипад Бхакти Мадхава Пури Махараджа, доктора философии. на разработку концепций для подготовки этой статьи. Он также благодарен за ценный вклад Шрипаду Бхакти Виджняне Муни Махараджу, доктору философии. (Президент Института Шри Чайтанья Сарасват) и Самуэль Бучул во время подготовки этой статьи. Искренняя благодарность также главному редактору журнала и рецензентам за их ценные комментарии и предложения по улучшению презентации этой статьи.

Финансирование

Эта работа частично поддержана: профессором Канчаном Чоудхури, руководителем Центра криогенной инженерии, Индийский технологический институт, Харагпур, Индия; Д-р Ашок К. Мишра, доцент кафедры гражданского строительства им. Гленна, Университет Клемсона, США; Бхарат Черукури, Медицинский колледж и научно-исследовательский институт Шри Рамачандры, Ченнаи, Индия; Яшесвари Диди, Лейден, Нидерланды; Прадьюмна Прабху, Мумбаи, Индия; Сандип Кришна Прабху и Дамаянти Диди, Хайдарабад, Индия.

Ссылки

1. Levinson BW.
Состояния сознания во время анестезии. Британская анестезия J
1965; 37: 544-6; http://dx.doi.org/10.1093/bja/37.7.544 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. Maturana HR.
Биология познания
В Autopoeisis и познании (редакторы Maturana HR, Varela FJ), Dordrecht, Нидерланды: Reidel, 1970; 1-58 [Google Scholar] 3. Нидхма Дж.
Скептический биолог. Лондон: Chatto & Windus, 1929; стр. 82 [Google Scholar] 4. Сент-Дьёрдьи А.
Что такое жизнь? В Физической основе жизни.Дель Мар, Калифорния: CRM Books, 1972; стр. 5 [Google Scholar] 5. Прабхупада ACBS.
Шри Ишопанишад. Книжный фонд Бхактиведанты, 1969 [Google Scholar] 6. Тан С.Ю., Браун Дж. Рудольф Вирхов (1821–1902): Папа патологии. Singapore Med J
2006; 47: 567-78; PMID: 16810425 [PubMed] [Google Scholar] 7. Дриш Х.
Analytische Theorie de Organischen Entwicklung
В. Энгельманн, Лейпциг:
1894 [Google Scholar] 8. Уильямсон PG.
Морфологический застой и ограничение развития: реальные проблемы неодарвинизма. Природа
1981; 294: 214; http: // dx.doi.org/10.1038/294214a0 [CrossRef] [Google Scholar] 9. Fijalkowska IJ, Schaaper RM, Jonczyk P. Точность репликации ДНК в Escherichia coli: дело мульти-ДНК-полимеразы. FEMS Microbiol Rev
2012; 36 (6): 1105-21; PMID: 22404288; http://dx.doi.org/10.1111/j.1574-6976.2012.00338.x [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. Вагнер ГП, Винсент Ж.Л.
Эволюционные новинки. Текущая биол
2010; 20: R48-52; http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2009.11.010 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Проктор Х.С., Кардер Дж., Корнуолл, АР.В поисках чувствительности животных: систематический обзор научной литературы. Животные
2013; 2: 882-906; http://dx.doi.org/10.3390/ani3030882 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Франсьоне Дж.
Введение в права животных: ваш ребенок или собака?
Temple University Press, 2000 [Google Scholar] 14. Trewavas AJ, Baluška F. Вездесущность сознания: вездесущность сознания, познания и интеллекта в жизни. EMBO Rep
2011; 12: 1221-5; PMID: 22094270; http://dx.doi.org/10.1038 / embor.2011.218 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Бен-Джейкоб Э., Шапира Ю., Таубер А.И..
Поиск основ познания у бактерий: от отрицательной энтропии Шредингера до скрытой информации. Physica A
2006; 359: 495-524; http://dx.doi.org/10.1016/j.physa.2005.05.096 [CrossRef] [Google Scholar] 17. Шапиро Я.
Бактерии маленькие, но не глупые: познание, естественная генная инженерия и социобактериология. Stud Hist Phil Biol Биомедицинские науки
2007; 38: 807-19; http: //dx.doi.org / 10.1016 / j.shpsc.2007.09.010 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Ху Дж. Х, Ян Н, Ма Й Х, Цзян Дж, Чжан Дж. Ф., Фей Дж, Го Л. Х.
Идентификация рецепторов и переносчиков глутамата в сперме мышей и человека. J Andr
2004; 25: 140-6 [PubMed] [Google Scholar] 19. Брей К., Сон Дж. Х., Кумар П., Мейзель С.
Мыши с дефицитом CHRNA7, субъединицы никотинового рецептора ацетилхолина, производят сперматозоиды с нарушенной подвижностью. Биол Репр
2005; 73: 807-14; http://dx.doi.org/10.1095/biolreprod.105.042184 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20.Тревавас А. Ответ Альпи и др.: Нейробиология растений — все метафоры имеют ценность. Тенденции Plant Sci
2007; 12: 231-3; PMID: 17499006; http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2007.04.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Фромм Дж., Лотнер С. Электрические сигналы и их физиологическое значение для растений. Растительная клеточная среда
2007; 30: 249-57; PMID: 17263772; http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3040.2006.01614.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 22. Балушка Ф., Манкузо С., Фолькманн Д., Барлоу П. В..
Верхушки корня как командные центры растений: уникальный мозговой статус переходной зоны верхушки корня.Биология
2004; 59: 9-14 [Google Scholar] 23. Брэндман О., Феррелл Дж. Э., Ли Р., Мейер Т. Взаимосвязанные быстрые и медленные петли положительной обратной связи определяют надежные решения для клеток. Наука
2005; 310: 496-8; PMID: 16239477; http://dx.doi.org/10.1126/science.1113834 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. McAdams HH, Shapiro L. Дизайн на системном уровне контроля бактериального клеточного цикла. FEBS Lett
2009; 583: 3984-91; PMID: 19766635; http://dx.doi.org/10.1016/j.febslet.2009.09.030 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26.Бурш В. Аутофагосомно-лизосомный компартмент в запрограммированной гибели клеток. Разница в гибели клеток
2001; 8: 569-81; PMID: 11536007; http://dx.doi.org/10.1038/sj.cdd.4400852 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. Лейн Н. Морская микробиология: истоки смерти. Природа
2008; 453: 583-5; PMID: 18509414; http://dx.doi.org/10.1038/453583a [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Langman RE. Клеточный иммунитет и главный комплекс гистосовместимости. Rev Physiol Biochem Pharmacol
1978; 81: 1-37; PMID: 417392; http: // dx.doi.org/10.1007/BFb0034090 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 29. Шредингер Э.
Что такое жизнь?
Издательство Кембриджского университета, Кембридж, 1944 [Google Scholar] 30. Sridhar BR.
Шримад Бхагавад-гита: Сокровище сладкого Абсолюта. Шри Чайтанья Сарасват Матх;
2006 [Google Scholar] 31. Прабхупада ACBS.
Бхагавад-гита как она есть. Книжный фонд Бхактиведанты, 1972 [Google Scholar] 33. Шапиро Я.
Эволюция: взгляд из 21 века. Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси: FT Press, 2011 [Google Scholar] 36. Тьюринг AM.Вычислительная техника и интеллект. Разум
1950; LIX (236) [Google Scholar] 37. Searle JR.
Умы, мозги и программы. Поведенческие науки и науки о мозге
1980, 3: 417-57; http://dx.doi.org/10.1017/S0140525X00005756 [CrossRef] [Google Scholar] 38. Пенроуз Р.
Новый разум императора. Oxford University Press, 1989 [Google Scholar] 39. Поместите UT. Сознание — это мозговой процесс?
Брит Дж. Психол
1956; 47: 44-50; PMID: 13304279; http://dx.doi.org/10.1111/j.2044-8295.1956.tb00560.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 40.Биалек В., Рике Ф., де Руйтер ван Стивенинк Р.Р., Варланд Д. Чтение нейронного кода. Наука
1991; 252: 1854-7; PMID: 2063199; http://dx.doi.org/10.1126/science.2063199 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 41. Барлоу Х.
Учение о нейронах в восприятии
В «Когнитивных неврологиях», Эд Газзанига, М.С., MIT Press, Кембридж, Массачусетс, 1995; 415-35 [Google Scholar] 42. Delgado JMR.
Физический контроль над разумом. К психоцивилизованному обществу. Харпер и Роу, Нью-Йорк, 1969 [Google Scholar] 43. Эггермонт Дж. Дж. Есть нейронный код?
Неврология, биоповеденческая рев.
1998; 22: 355-70; PMID: 9579325; http: // dx.doi.org/10.1016/S0149-7634(97)00021-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 44. Эрлих ВМ.
Познание без нейронного кода: как складчатая кора головного мозга может думать, гармонизируя свои собственные электромагнитные поля. Эйнштейн Дж Биол Медицина
2011; 27 (1): 34-47 [Google Scholar] 45. Крейман Г.
Нейронное кодирование: вычислительные и биофизические перспективы. Phys Life Rev
2004; 1: 71-102; http://dx.doi.org/10.1016/j.plrev.2004.06.001 [CrossRef] [Google Scholar] 46. Тонони Г. Сознание как целостная информация: предварительный манифест.Биол Бык
2008; 215: 216-42; PMID: 144; http://dx.doi.org/10.2307/25470707 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47. Брингсйорд С., Зенцен М.
Познание — это не вычисление: аргумент от необратимости. Синтез
1997; 113: 285-320; http://dx.doi.org/10.1023/A:1005019131238 [CrossRef] [Google Scholar] 48. Магуайр П., Мозер П., Магуайр Р., Гриффит В.
Вычислимо ли сознание? Количественная оценка интегрированной информации с использованием алгоритмической теории информации В: Bello P, Guarini M, McShane M, Scassellati B (eds), Proc 36th Ann Conf Cogn Sci Soc.Общество когнитивных наук, Остин, Техас, 2014 г. [Google Scholar] 49. Theise ND. Оценка возможности индуцированной регенерации печени. Нат Мед
2013; 19: 1096-7; PMID: 24013747; http://dx.doi.org/10.1038/nm.3325 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 50. Прогожин И.
Конец уверенности. Свободная пресса, Нью-Йорк, 1996; стр. 3 [Google Scholar] 51. Прогожин И.
Конец уверенности. Свободная пресса, Нью-Йорк, 1996; стр. 71 [Google Scholar] 52. Пригожин И., Стенгерс И.
Порядок из хаоса. Нью-Йорк, Bantam Books, 1984; стр. 175 [Google Scholar] 53.Гинзборг Х.
Нормативность природы: Очерки кантовской критики суждения. Oxford University Press, 2015; стр. 318 [Google Scholar] 54. Скотт Э.С., Мацке, штат Нью-Джерси. Биологический дизайн в научных классах. Proc Natl Acad Sci USA
2007; 104 (Приложение 1): 8669-76; PMID: 17494747; http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0701505104 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 55. Гинзборг Х.
Нормативность природы: Очерки кантовской критики суждения
Oxford University Press, 2015; стр. 319 [Google Scholar] 57.Майр Э.
Это биология: наука о живом мире. The Belknap Press of Harvard University Press, 1997 [Google Scholar] 58. Макклинток Б.
Значение ответов генома на вызов, Нобелевская лекция, Вашингтонский институт Карнеги, Лаборатория Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк, США, 8
Декабрь 1983 г. [Google Scholar] 59. Крик Ф. Центральная догма молекулярной биологии. Природа
1970; 227: 561-3; PMID: 4913914; http://dx.doi.org/10.1038/227561a0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 60. Шапиро Я.Информатика генома: роль ДНК в клеточных вычислениях. Биологическая теория
2006; 1 (3): 288-301; http://dx.doi.org/10.1162/biot.2006.1.3.288 [CrossRef] [Google Scholar] 61. Благородный Д.
Музыка жизни: Биология за пределами генома. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 2006 г .; стр. 176 [Google Scholar] 62. Ford BJ.
Клетки гениальны ?. Микроскоп
2004; 52 (3/4): 135-44 [Google Scholar] 63. Суровый DS.
Очерки философии субъективного духа Гегеля, State University of New York Press, 2012; Стр. 206 [Google Scholar] 64.Spalding KL, Bhardwaj RD, Buchholz BA, Druid H, Frisén J. Ретроспективное датирование рождения клеток у людей. Клетка
2005; 122: 133-43; PMID: 16009139; http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2005.04.028 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 65. Spalding KL, Arner E, Westermark PO, Bernard S, Buchholz BA, Bergmann O, Blomqvist L, Hoffstedt J, Näslund E, Britton T. и др ..
Динамика обмена жировых клеток у человека. Природа
2008; 453: 783-7; PMID: 18454136; http://dx.doi.org/10.1038/nature06902 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 66.Генрихс А.
Возрастная дискриминация. Нат Рев Мол Cell Biol
2005; 6: 672; http://dx.doi.org/10.1038/nrm1730 [CrossRef] [Google Scholar] 67. Sridhar BR.
Субъективная эволюция сознания — Игра сладкого Абсолюта. Шри Чайтанья Сарасват Матх
1989 [Google Scholar] 68. White RJ, Wolin LR, Massopust LC Jr, Taslitz N, Verdura J. Трансплантация головного мозга приматов: нейрогенное разделение, сосудистая ассоциация. Процедура трансплантации
1971; 3: 602-4; PMID: 4999463 [PubMed] [Google Scholar] 69. Канаверо С.
Небеса: венчурный проект по головному анастомозу Схема проекта первой трансплантации головы человека со спинальным соединением (GEMINI).Хирургический Neurol International
2013; 4: S335-42; http://dx.doi.org/10.4103/2152-7806.113444 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 70. Белый RJ.
Пересадка головы.