Мир живой и неживой

В. А. Дорфман

Мир живой и неживой

ВВЕДЕНИЕ

Задавались ли вы, читатель, вопросом: как отличить живое от неживого? Не думайте, что это всегда очень просто сделать. Чем, например, отличается живое пшеничное зерно от безжизненного камешка? На первый взгляд — ничем. Однако между ними — огромная разница: из зерна при благоприятных условиях вырастет растение, а камень не оживить ни при каких условиях.

Вот о признаках, по которым все живые существа окружающего нас мира можно отличить от мёртвых, безжизненных тел природы, и рассказывается в этой книжке.

Из неё вы узнаете также, как бесконечно разнообразен живой мир и как в очень отдалённые времена он произошёл от неживой природы.

1. ЖИВОЙ МИР В КАПЛЕ ВОДЫ

На первый взгляд может показаться, что живых существ на земле не так уж много. Все знают, например, что имеются огромные пустыни, которые кажутся совсем необитаемыми. На самом деле там, как и везде, ежеминутно рождаются и умирают бесчисленные количества живых существ, идёт непрерывная борьба за жизнь и пищу. Но эта жизнь часто протекает так незаметно, что увидеть её простым глазом очень трудно, даже невозможно.

Однако то, что не видно простым глазом, можно разглядеть при помощи специального прибора, который носит название микроскопа (рис. 1). Этот прибор был изобретён триста лет тому назад в Голландии. Слово «микроскоп» по-русски можно перевести так: «вижу очень маленькие предметы». Современный микроскоп — очень сложный прибор, который может увеличивать изображение предметов более, чем в две тысячи раз. А недавно изобретён новый микроскоп — так называемый электронный микроскоп — он увеличивает невидимые простым глазом тела в десятки и даже сотни тысяч раз.

Рис. 1. Современный микроскоп. Наблюдаемый предмет, если он велик и непрозрачен, разрезают на тончайшие части бритвой; тонкий срез помещают на стекло, которое кладут на столик микроскопа, и наводят на изучаемый срез трубу микроскопа. Срез освещается лучами света, отражёнными зеркальней, которое располагается под столиком микроскопа.

Рис. 2. Амёба. Это простейшее существо перемешается при помощи выпускаемых им то здесь, то там «ложноножек», которые имеют вид отростков. Внутри амёбы видно тёмное ядро в середине тела и несколько «пузырьков», в которых происходит переваривание пищи, захваченной ложноножками.

Велико было изумление изобретателя микроскопа, когда он впервые заглянул в него. Не меньше будет удивлён и любой человек, который впервые рассмотрит в микроскоп каплю воды из простой лужи или каплю сенного настоя. Чтобы получить этот настой, нужно бросить в стакан воды маленький пучок сена и поставить стакан на солнце. Через несколько дней из стакана понесёт гнилым запахом.

Возьмите теперь оттуда каплю соды и рассмотрите её в микроскоп. Перед вами откроется живой мир, мир в капле воды. В этой маленькой капле кипит жизнь. В ней рождаются, живут и борются за жизнь сотни различных существ, невидимых простым глазом.

Рис. 3. Инфузория-туфелька. Простейшее существо; относится к ресничным инфузориям, так как поверхность его тела покрыта ресничками. Ресничками покрыта и «глотка» туфельки (7), через которую в тело инфузории прогоняется пища из окружающей среды. В середине тела видны ядра (2) и множество пищеварительных «пузырьков» (5).

Рис. 4. Колония сувоек — ресничных инфузорий. Сувойки сидят на стебельках, которые могут сокращаться в виде спирали. Ядра сувоек имеют форму подковы.

Вот выплывает какое-то странное из вид существо. Мимо него быстро проплывает другое и скрывается из виду. Тут же на стебельке сидит ещё третье; слегка покачиваясь, оно шевелит ресничками, растущими на верхней части тела. Но вот и оно срывается с места и уплывает. Капля кишит мелкими «палочками» — бактериями, которые как бы пляшут на месте. На рисунках 2, 3, 4, 5 и 6 показаны различные обитатели этого маленького мира.

Если в одной капле можно насчитать сотни живых существ, то сколько же их обитает в море или океане! А ведь огромное число их учёные нашли и в почве и даже в воздухе. Таким образом, микроскоп открыл для людей огромный живой мир, населённый несметным числом обитателей.

Рис. 5. Ресничная инфузория-трубач. Эта очень крупная инфузория, отличается своим четкообразным ядром (7). Она содержит много пищеварительных «пузырьков» (2) и, подобно туфельке, имеет «глотку» (3), через которую внутрь тела проникает пища вместе с током воды.

Рис. 6. Разные виды бактерий. Бактерии, как это видно на рисунке, могут иметь форму точек, палочек, запятых, спиралей и др. Среди них встречаются и болезнетворные бактерии, как, например, холерный вибрион (7).

2. КАК ПОСТРОЕНО ТЕЛО ЖИВЫХ СУЩЕСТВ

После изобретения микроскопа наука о жизни — биология — стала развиваться быстрее. Микроскоп не только раскрыл новый огромный мир живых существ, но и по-новому осветил строение тех живых организмов, которые были известны раньше.

Возьмите для примера кусочек кожи какого-нибудь животного, разрежьте его на тонкие, просвечивающие листочки и рассмотрите эти листочки под микроскопом. Вы увидите, что кожа построена из множества мельчайших частичек, похожих одна на другую. Эти частички получили название клеток. Каждая клетка состоит из особого вещества, которое называется протоплазмой, и из ядра, расположенного в протоплазме. Протоплазма и ядро— основные части почти каждой клетки. Помимо них клетка может содержать ещё разного рода мелкие частицы, которые являются или продуктами питания клетки, или её отбросами.

Те мельчайшие существа, которые мы видели в капле воды, ведут как бы свободный образ жизни. Клетки же кожи несамостоятельны; они плотно прилегают друг к другу, образуя единое целое — ткань (рис. 7).

Рис. 7. Кожа подошвы человека.

Кожа состоит из нескольких слоёв; верхний слой время от времени отмирает и заменяется новым. Усиленно размножающиеся клетки видны в центре рисунка — они плотно прилегают друг к другу.

Из клеток построена не только кожа, но в основном и псе другие части тела человека и животного. Мышцы состоят из мышечных клеток, нервная система — из нервных клеток, печень — из особых печёночных клеток и так далее (рис. 8). Каждый вид клеток имеет сваи особенности, так как они выполняют в теле различную работу. Но в основном все клетки тела сходны друг с другом.

Из клеток построено также тело растения (рис. 9).

Если присмотреться к существам, живущим в капле воды, то можно заметить, что многие из них по своему строению доходят на отдельную клетку. Учёные установили, что эти существа действительно не разделены на клетки, а состоят всего как бы из одной клетки. Поэтому их называют одноклеточными, или простейшими, организмами в отличие от многоклеточных, или сложно устроенных живых существ.

Рис. 8. Разные формы клеток. Рисунок показывает, насколько разнообразна может быть форма клетки. Наряду с шарообразной яйцевой клеткой (1) встречаются плоские клетки (2), полулунные (3), бокаловидные (4), спиралевидные клетки древесины (.5), цилиндрические (С), веретёловиднье клетки мышцы (7), звёздчатые нервные (S) и пигментные клетки.

Рис. 9. Поперечный разрез листа бука. Сверху (7) и снизу (2) лист окаймлён кожицей, а в середине его (3) видны вытянутые клетки, содержащие зёрнышки зелёного цвета, которые и придают окраску всему листу. Некоторые клетки содержат, кроме того, кристаллы (4, 5 и 6).

Большинство живых организмов состоит из огромного числа разнообразных клеток. К многоклеточным относятся все известные нам растения и животные, в том числе и человек.

3. ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ

Сходство между животными и растениями заключается не только в том, что все они построены в основном из клеток. Кроме этого существуют такие признаки жизни, которые объединяют все живые существа, будь то растение или животное, в единый живой мир в отличие от неживой природы.

Каковы же эти признаки?

Если спросить, что на первый взгляд отличает живое от неживого, то всякий, вероятно, скажет:

«Ну, понятно, прежде всего живое существо может самостоятельно двигаться. Птицы летают, рыбы плавают, звери бегают». Это верно. Ну, а растения? Могут ли они двигаться? Ведь деревья и трава всю свою жизнь проводят на одном месте.

Рис. 10. Стыдливая мимоза. В спокойном состоянии листочки этого растения находятся в расправленном виде (смена и сверху), а пои прикосновении к ним они опадают, причём книзу опускается вся веточка (внизу справа).

Оказывается, и растения, хотя они и (прикреплены к одному месту, также способны самостоятельно производить движения. Чтобы заметать это движение, надо приглядеться внимательно к растениям.

Вот, например, листочки акации: на ночь они как бы засыпают — складываются, подобно крыльям бабочки, а на утро, с восходом солнца, вновь расправляются. Так же поступают листья клевера.

Способны самостоятельно двигаться и другие части растения. Особенно интересно одно растение, называемое «стыдливой мимозой». Стоит лишь слегка прикоснуться к одному листочку мимозы, как все остальные листочки, а за ними и вся веточка опускаются (рис. 10). Вот почему это растение и названо стыдливой мимозой. Через несколько минут неточна поднимается, и листочки снова расправляются. И сколько бы раз ни дотрагиваться до них, они всегда будут опускаться, а затем «вновь подниматься.

Существуют и ещё белее интересные растения, которые с помощью своих движений ловят насекомых и питаются ими. Это — так называемые насекомоядные растения.

Рис. 11. Росянка. Слева показан общий вид этого насекомоядного растения, а справа — отдельный листок росянки (в увеличенном виде) в состоянии раздражения. Рис. 12. Насекомоядное растение-кувшинчик.

На рис. 11 изображено одно такое растение — росянка. Листья у росянки не такие, какие мы привыкли видеть у большинства растений: они покрыты волосками. Волоски эти имеют на конце головку, вроде как у булавки, и выделяют липкий, клейкий сок. Если на лист росянки попадает насекомое, то все волоски листа быстро загибаются и окружают добычу. Сок, выделяемый волосками, убивает насекомое, а затем, под влиянием этих соков, тело насекомого разлагается на те вещества, которыми растение питается.

Другое насекомоядное растение— это кувшинчик. Он изображён на рисунке 12. Здесь мы видим мешочек, а над ним ярко окрашенный лист, который привлекает насекомых своим видом. Кроме того, этот мешочек выделяет сладкий сок, которым насекомые лакомятся. Стоит только какой-либо козявке заползти в мешочек, как она уже никак оттуда не выберется: внутренняя часть мешочка покрыта волосками и щетинками, которые, как только насекомое попадает в такую ловушку, опускаются книзу и не позволяют ему выбраться на свободу. Тут же растение убивает насекомое выделяющимся из мешочка едким соком и переваривает его.

Можно было бы привести ещё много других примеров движения у растений. Все они достаточно убедительно показывают, что и растения могут двигаться, что самостоятельное движение свойственно не одним только животным, но и всем живым существам.

Вот почему движение можно считать первым признаком жизни.

Чтобы двигаться и совершать работу, живым существам необходима пища, подобно тому как машине — топливо. Без пищи были бы невозможны не только передвижения с места на место, но и все те сложные явления жизни, которые протекают в теле любого живого существа. Вот почему ни одно живое существо нс может жить без пищи.

В погоне за пищей животные обычно переходят с одного места на другое. Они быстро поедают пищу, которую находят, и голод толкает их дальше. Растения ведут себя иначе: пища их в достаточном количестве находится в воздухе и в земле, и поэтому они могут жить, находясь па одном месте.

Итак, питание — второй признак жизни.

Пища животных и растений состоит из сложных химических веществ. В организме эти вещества перерабатываются и распадаются на более простые, которые идут на поддержание жизни и на построение новых клеток тела взамен разрушившихся. Всякий живой организм обладает способностью перерабатывать самую разнообразную пищу, или, как говорят, усваивать её, выделяя в виде отбросов неусвоенные вещества.

Этот процесс усвоения пищи носит название обмена веществ. Это — третий, самый важный, самый основной признак жизни.

При помощи обмена веществ неживые вещества пищи превращаются в составные части живого организма, в клетки и органы тела. Такое превращение неживых веществ в живые клетки тела не прекращается ни на миг, пока организм живёт, ибо обмен веществ и есть сама жизнь, её основа.

Рис. 13. Деление амёбы. На рисунке показано, как тело амёбы постепенно вытягивается и, становясь всё тоньше посредине, в конце концов делится на две самостоятельные клетки.

Благодаря питанию в молодом организме образуется гораздо больше клеток, чем разрушается. Таким образом происходит рост тела. Рост организма и является четвёртым признаком жизни.

На наших глазах из маленького пшеничного зерна вырастают стебель и колос, из щенка — большой пёс, из ребёнка — взрослый человек.

Дети растут очень быстро, их организм требует больших количеств разнообразных питательных веществ, необходимых не только для того, чтобы возобновлять разрушающиеся клетки, но и для того, чтобы расти. Вот почему детей необходимо особенно хорошо кормить.

Живые существа растут только в молодости. В зрелом возрасте рост тела прекращается, потом организм начинает стареть и, наконец, умирает. Рано или поздно умирают все живые существа.

Смерть любого организма неизбежна, и потому смерть также является основным — пятым — признаком жизни.

Почему же не прекращается жизнь на земле? А потому, что на место умерших организмов постоянно рождаются новые живые существа. Размножение, следовательно, — шестой признак жизни.

На первый взгляд существует множество способов размножения живых организмов, однако, в действительности все они весьма сходны между собой. Так, у одного из простейших живых существ — амёбы — в известный период жизни в тело происходят некоторые изменения. Она постепенно вытягивается в длину, становится всё тоньше и тоньше посредине и, наконец, разрывается на две части (рис. 13). Разделению тела амёбы предшествует деление её ядра. Так из одного живого существа образуется два. Такой способ размножения называется делением.

Посредством деления размножаются не только амёба, но и все прочие простейшие одноклеточные живые существа, которых мы видели в капле воды. Подобным же образом размножаются и клетки нашего тела. Клетки делятся, число их увеличивается, происходит рост организма.