Obsah
- Charakteristika živých vecí
- Molekuly života
- Počiatky života na Zemi
- Organizácia
- Reakcia na Stimuli
- rozmnožovanie
- adaptácia
- Rast a vývoj
- predpis
- homeostázy
- metabolizmus
Čo to znamená byť nažive? Okrem každodenných filozofických pozorovaní, ako je „príležitosť prispieť k spoločnosti“, môže mať väčšina odpovedí formu nasledovných:
Aj keď sa tieto zdá prinajlepšom ako nejasné vedecké odpovede, v skutočnosti odrážajú vedecké vymedzenie života na bunkovej úrovni. Vo svete, v ktorom sa dnes vyskytujú stroje, ktoré napodobňujú činy ľudí a iných rastlín a niekedy výrazne presahujú ľudskú produkciu, je dôležité preskúmať otázku: „Aké sú vlastnosti života?“
Charakteristika živých vecí
Rôzne knihy a zdroje online poskytujú mierne odlišné kritériá, podľa ktorých vlastnosti tvoria funkčné vlastnosti živých vecí. Na súčasné účely považujte nasledujúci zoznam atribútov za plne reprezentatívny pre živý organizmus:
Každý z nich bude preskúmaný individuálne po krátkom pojednávaní o tom, ako sa život, nech už je to čokoľvek, pravdepodobne dostal na Zem a kľúčové chemické zložky živých vecí.
Molekuly života
Všetky živé bytosti pozostávajú z najmenej jednej bunky. Zatiaľ čo prokaryotické organizmy, ktoré zahŕňajú organizmy v klasifikačných doménach Baktérie a Archaea, sú takmer všetky jednobunkové, organizmy v doméne Eukaryota, ktorá zahŕňa rastliny, zvieratá a huby, majú zvyčajne bilióny jednotlivých buniek.
Aj keď samotné bunky sú mikroskopické, aj najzákladnejšia bunka pozostáva z veľkého množstva molekúl, ktoré sú omnoho menšie. Viac ako tri štvrtiny hmoty živých vecí pozostávajú z vody, iónov a rôznych malých organických (t.j. obsahujúcich uhlík) molekúl, ako sú cukry, vitamíny a mastné kyseliny. Ióny sú atómy, ktoré nesú elektrický náboj, napríklad chlór (Cl-) alebo vápnik (Ca2+).
Zvyšná štvrtina živej hmoty alebo biomasy pozostáva z makromolekulyalebo veľké molekuly vyrobené z malých opakujúcich sa jednotiek. Medzi ne patria proteíny, ktoré tvoria väčšinu vašich vnútorných orgánov a pozostávajú z polymérov alebo reťazcov aminokyselín; polysacharidy, ako je glykogén (polymér jednoduchej glukózy); a deoxyribonukleová kyselina nukleovej kyseliny (DNA).
Menšie molekuly sa zvyčajne sťahujú do bunky podľa toho, čo bunky potrebujú. Bunka však musí vyrábať makromolekuly.
Počiatky života na Zemi
To, ako sa život dostal na začiatok, je pre vedcov fascinujúcou otázkou, a to nielen za účelom vyriešenia nádherného kozmického tajomstva. Ak vedci dokážu s istotou určiť, ako sa život na Zemi prvýkrát rozbehol do výstroja, mohli by ľahšie predpovedať, aké cudzie svety, ak vôbec nejaké, budú pravdepodobne tiež hostiteľom nejakej formy života.
Vedci vedia, že asi pred 3,5 miliardami rokov, približne miliardou rokov potom, čo sa Zem prvýkrát spojila s planétou, existovali prokaryotické organizmy a že podobne ako dnešné organizmy pravdepodobne použili DNA ako svoj genetický materiál.
Je tiež známe, že RNA, iná nukleová kyselina, môže mať v určitej forme pred-datovanú DNA. Dôvodom je, že RNA môže okrem ukladania informácií kódovaných DNA tiež katalyzovať alebo urýchľovať určité biochemické reakcie. Je tiež jednovláknová a o niečo jednoduchšia ako DNA.
Vedci dokážu určiť mnohé z týchto vecí na základe podobností molekúl na úrovni molekúl medzi organizmami, ktoré majú zdanlivo málo spoločného. Pokroky v technológii, ktoré sa začali v druhej polovici 20. storočia, značne rozšírili súpravu nástrojov pre vedy a ponúkajú nádej, že sa toto jednoznačné zložité tajomstvo jedného dňa definitívne vyrieši.
Organizácia
Všetky živé veci ukazujú Organizáciaalebo objednávka. To v podstate znamená, že keď sa pozriete pozorne na všetko, čo je nažive, je usporiadané takým spôsobom, že je veľmi nepravdepodobné, že sa vyskytne v neživých veciach, ako je napríklad dôkladné rozdelenie obsahu buniek, aby sa zabránilo „sebapoškodzovaniu“ a aby sa umožnil efektívny pohyb kritické molekuly.
Dokonca aj najjednoduchšie jednobunkové organizmy obsahujú DNA, bunkovú membránu a ribozómy, ktoré sú vynikajúco usporiadané a navrhnuté tak, aby vykonávali konkrétne životne dôležité úlohy. Atómy tu vytvárajú molekuly a molekuly vytvárajú štruktúry, ktoré stoja fyzicky aj funkčne od svojho prostredia.
Reakcia na Stimuli
Jednotlivé bunky reagujú na zmeny v ich interný predvídateľným spôsobom. Napríklad, keď je makromolekula, ako je glykogén, v systéme nedostatočná vďaka dlhej jazde na bicykli, ktorú ste práve dokončili, vaše bunky to dokážu pomocou agregácie molekúl (glukózy a enzýmov) potrebných na syntézu glykogénu.
Na makroúrovni niektoré reakcie na podnety v USA externý prostredie je zrejmé. Rastlina rastie v smere stáleho zdroja svetla; pohybujete sa na jednu stranu, aby ste sa vyhli vleteniu do kaluže, keď vám váš mozog povie, že tam je.
rozmnožovanie
Schopnosť reprodukovať je jednou z najtrvalejšie zrejmých živých vecí. Bakteriálne kolónie rastúce na pokazenom jedle v chladničke predstavujú reprodukciu mikroorganizmov.
Všetky organizmy vďaka svojej DNA reprodukujú rovnaké (prokaryoty) alebo veľmi podobné (eukaryoty) kópie. Baktérie sa môžu rozmnožovať iba asexuálne, čo znamená, že sa jednoducho rozdelia na dve časti, aby sa získali rovnaké dcérske bunky. Ľudia, zvieratá a dokonca aj rastliny sa rozmnožujú sexuálne, čo zaisťuje genetickú rozmanitosť druhov, a tým aj väčšiu šancu na prežitie druhov.
adaptácia
Bez schopnosti prispôsobiť vzhľadom na meniace sa podmienky prostredia, ako sú zmeny teploty, by si organizmy nemohli udržiavať vhodnosť potrebnú na prežitie. Čím viac sa organizmus dokáže prispôsobiť, tým väčšia je šanca na prežitie.
Je dôležité poznamenať, že „fitnes“ je druhovo špecifický. Niektoré archaebaktérie napríklad žijú v tepelne prieduchoch blízko varu, ktoré by rýchlo zabili väčšinu ostatných živých vecí.
Rast a vývoj
rast, spôsob, akým sa organizmy zväčšujú a líšia sa vo vzhľade, keď dozrievajú a zúčastňujú sa metabolických aktivít, je do značnej miery určený informáciami kódovanými v ich DNA.
Tieto informácie však môžu poskytovať rôzne výsledky v rôznych prostrediach a bunkové mechanizmy organizmov „rozhodujú“, aké proteínové produkty vyrábajú vo väčších alebo menších množstvách.
predpis
predpis možno považovať za koordináciu iných procesov svedčiacich o živote, ako je metabolizmus a homeostáza.
Napríklad môžete regulovať množstvo vzduchu prichádzajúceho do pľúc rýchlejšie dýchaním, keď cvičíte, a keď máte nezvyčajne hlad, môžete jesť viac, aby ste kompenzovali výdavky nezvyčajne veľkého množstva energie.
homeostázy
homeostázy možno považovať za rigidnejšiu formu regulácie, pričom prijateľné hranice „vysokej“ a „nízkej“ pre daný chemický stav sú bližšie k sebe.
Príklady zahŕňajú pH (úroveň kyslosti vo vnútri bunky), teplotu a pomer kľúčových molekúl k sebe, ako je kyslík a oxid uhličitý.
Toto udržiavanie „ustáleného stavu“ alebo veľmi blízko jedného je nevyhnutné pre živé veci.
metabolizmus
metabolizmus je možno najúžasnejšou vlastnosťou života, ktorú každý deň pozorujete. Všetky bunky majú schopnosť syntetizovať molekulu nazývanú ATP alebo adenozíntrifosfát, ktorá sa používa na riadenie procesov v bunke, ako je napríklad reprodukcia syntézy DNA a proteínov.
Je to možné, pretože živé veci môžu využívať energiu vo väzbách molekúl obsahujúcich uhlík, najmä glukózy a mastných kyselín, na zostavenie ATP, zvyčajne pridaním fosfátovej skupiny k adenozín difosfátu (ADP).
Rozklad molekúl (katabolizmus) pre energiu je však len jedným z aspektov metabolizmu. Budovanie väčších molekúl z menších, ktoré odráža rast, je anabolické strana metabolizmu.