Анализ и синтез на тему дыхание ​живых организмов

Любой организм, в том числе растение, сохраняя до известной степени неизменными состав и структуру, в то же время постоянно изменяется материально — в нем непрерывно происходит обмен веществ и энергии.

Растение — сложный многоклеточный организм, и каждая клетка — это «машина», для работы которой нужна энергия, поступающая от одного источника, — квант солнечного света, фотон. В процессе фотосинтеза эта энергия трансформируется в химическую в форме органических веществ. В энергетическом отношении фотосинтез является примером процесса, в котором происходит трансформация и накопление свободной энергии. Растительному организму как открытой, саморегулирующейся термодинамической системе свойствен постоянный обмен веществ и энергии с окружающей средой.

К. А. Тимирязев характеризовал растение как сложное целое, которое необходимо аналитически расчленить, чтобы изучить его. Анализ фиксирует в основном то, чем часть отличается от другой части. Синтез выявляет то общее, что объединяет части целого. Задача первоначального синтеза — установление связи частей по типу координации; на более высокой ступени синтеза главным становится выявление связи частей по типу интеграции.

Анализ как методологический подход к изучению явлений сыграл большую роль в познании сущности жизни на клеточном, субклеточном и молекулярном, уровнях. Успеха следует ожидать и от применения анализа при изучении жизненных явлений на электронном уровне. А. Сент-Дьёрдьи отмечал, что живой организм, подобно динамомашине, пронизан «невидимым» потоком электронов, частиц, более подвижных, чем молекулы, несущих в себе энергию, заряд и информацию, служащих как бы горючим для всех жизненных процессов, объединяющих удивительно совершенные биологические реакции.

Вместе с тем анализ не в состоянии объяснить совершенство жизненных процессов. Это может сделать интегратизм — научное направление, ставящее своей задачей, по определению В. А. Энгельгардта, нахождение, воспроизведение и изучение закономерностей, которым подчиняются важнейшие элементы взаимоотношений части и целого в процессе интеграции.

В результате оптимальной интеграции функций: водопотребления, минерального питания, фотосинтеза, дыхания, роста и развития, размножения, наследственности, экологической приспособленности (адаптации) реализуется максимальная потенциальная продуктивность растительного организма. Проблема интеграции функций растительного организма важна в теоретическом и практическом отношении.

Процесс интеграции — широко распространенное явление в растительном мире. Сущность его выражается законом неаддитивности, предполагающим, что если две частицы объединить определенным образом (организационно), то возникает нечто новое, большее, чем их простая сумма, т. е. 1+1>2. Когда атомы объединяются в молекулу, то молекула представляет качественно новое соединение, большее, чем сумма атомов. То же самое справедливо, когда из небольших молекул образуются макромолекулы, из макромолекул — органеллы, из органелл — клетки, из органов — индивидуумы, из индивидуумов — сообщества. Интегратизм ведет от более примитивных к более сложным системам, способствует изучению ряда интегральных процессов растительного организма. Таким образом, интеграция — это процесс упорядочения, согласования и объединения структур и функций в целостном организме, характерный для живых систем на каждом из уровней их организации. В физиологии интеграция означает функциональное объединение физиологических механизмов в сложнокоординированную, приспособительную деятельность целостного организма.

Следовательно, интегратизм — это твердо фиксированные взаимоотношения между частями в составе целого, т. е. система связей, характеризующая взаимоотношения целого и части. Основная задача интегратизма — выяснение природы сил, участвующих в интегративной информации, которая складывается из совокупности свойств, обеспечивающих наличие межкомпонентных связей. Поэтому проблема целостности организма (т. е. поиски путей и механизмов интеграции обмена веществ и энергии на разных уровнях) стала в настоящее время кардинальной проблемой биологии. Процесс биологического познания организма независимо от уровней (молекулярного, субклеточного, клеточного, организменного, популяционного) идет как дифференциация исследуемого объекта, выделение более дробных его компонентов, установление разветвленной многоступенчатой связи между компонентами, их структурной и функциональной интеграции. Это позволяет познавать исследуемый объект во всей его сложности и полноте как расчлененную и в то же время органически