Tartalom
- Az élő dolgok jellemzői
- Az élet molekulái
- Az élet eredete a földön
- Szervezet
- Válasz Stimuli-ra
- Reprodukció
- alkalmazkodás
- Növekedés és fejlődés
- Szabályozás
- homeosztázis
- Anyagcsere
Mit jelent élni? A mindennapi filozófiai megfigyeléseken kívül, mint például "a társadalmi hozzájárulás lehetősége", a legtöbb válasz a következő formában jelenhet meg:
Noha ezek a legjobban homályos tudományos válaszoknak tűnnek, valójában tükrözik az élet sejtszintű tudományos meghatározását. Egy olyan világban, ahol olyan gépek vannak elterjedtek, amelyek utánozzák az emberek és más növények tevékenységét, és néha jelentősen meghaladják az emberi teljesítményt, fontos megvizsgálni a következő kérdést: "Melyek az élet tulajdonságai?"
Az élő dolgok jellemzői
A különböző könyvek és online források kissé eltérő kritériumokat szolgáltatnak annak meghatározására, hogy mely tulajdonságok képezik az élőlények funkcionális jellemzőit. Jelenleg vegye figyelembe az alábbi tulajdonságok listáját, amely teljes mértékben reprezentatív egy élő organizmusra:
Mindegyiket külön-külön megvizsgáljuk egy rövid áttekintés után arról, hogy az élet, bármi is legyen, valószínűleg elindult a Földön, és az élőlények legfontosabb kémiai összetevői.
Az élet molekulái
Minden élő lény legalább egy cellából áll. Míg a prokarióta szervezetek, amelyek magukban foglalják a baktériumok és az archaea osztályozási doménjeit, szinte mindegyik egysejtű, addig az Eukaryota doménén belül azok, amelyek növényeket, állatokat és gombákat tartalmaznak, tipikusan trillió egyedi sejtből állnak.
Noha a sejtek mikroszkopikusak, még a legalapvetőbb sejt is nagyon sok molekulából áll, amelyek sokkal kisebbek. Az élőlények tömegének több mint háromnegyede vízből, ionokból és különféle kis szerves (azaz széntartalmú) molekulákból, például cukrokból, vitaminokból és zsírsavakból áll. Az ionok olyan elektromos töltést hordozó atomok, mint a klór (Cl-) vagy kalcium (Ca2+).
Az élő tömeg fennmaradó egynegyede, vagyis a biomassza az alábbiakból áll makrómolekulákvagy nagy molekulák, amelyek kis ismétlődő egységekből készülnek. Ezek között vannak olyan fehérjék, amelyek a legtöbb belső szervét alkotják, és aminosavak polimerjeiből vagy láncaiból állnak; poliszacharidok, például glikogén (az egyszerű cukor-glükóz polimerje); és a nukleinsav dezoxiribonukleinsav (DNS).
Kisebb molekulák általában egy sejtbe kerülnek, amire a sejteknek szükségük van. A sejtnek azonban makromolekulákat kell gyártania.
Az élet eredete a földön
Hogy az élet miként kezdődött el, izgalmas kérdés a tudósok számára, és nem pusztán egy csodálatos kozmikus rejtély megoldása céljából. Ha a tudósok egyértelműen meg tudják határozni, hogy a Földön az élet hogyan kezdett sebességbe lépni, akkor képesek lennének könnyebben megjósolni, hogy az idegen világok, ha vannak ilyenek, valószínűleg otthont adnak az élet valamilyen formájának.
A tudósok tudják, hogy körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt, alig körülbelül egymilliárd évvel azután, hogy a Föld először összekapcsolódott egy bolygón, léteztek prokarióta szervezetek, és hogy a mai organizmusokhoz hasonlóan valószínűleg DNS-t használtak genetikai anyagként.
Az is ismert, hogy az RNS, egy másik nukleinsav, valamilyen formában tartalmazhat előre datált DNS-t. Ennek oka az, hogy az RNS a DNS által kódolt információk tárolása mellett katalizálhat vagy felgyorsíthat bizonyos biokémiai reakciókat. Ez egyszálú és kissé egyszerűbb, mint a DNS.
A tudósok sok ilyen dolgot meg tudnak határozni azáltal, hogy megvizsgálják az organizmusok molekuláris szintű hasonlóságait, amelyeknek látszólag nagyon kevés közös vonása van. A technológia fejlődése a 20. század második felében kezdődött, és jelentősen kibővítette a tudományok eszközkészletét, és reményt kínál arra, hogy ez a nyilvánvalóan nehéz rejtély egy nap véglegesen megoldódhat.
Szervezet
Minden élő dolog látható szervezet, vagy megrendelés. Ez lényegében azt jelenti, hogy ha alaposan megvizsgálja valamit, ami életben van, akkor úgy van megszervezve, hogy ez valószínűtlenen előforduljon nem élő dolgokban, például a sejtek tartalmának gondos elválasztása az "önkárosodás" megelőzése és a kritikus molekulák.
Még a legegyszerűbb egysejtű organizmusok tartalmaznak DNS-t, sejtmembránt és riboszómákat, amelyek mindegyike tökéletesen felépített és meghatározott életfontosságú feladatok elvégzésére szolgál. Itt az atomok molekulákat alkotnak, és a molekulák olyan szerkezeteket alkotnak, amelyek fizikailag és funkcionálisan egyaránt különböznek a környezetétől.
Válasz Stimuli-ra
Az egyes sejtek reagálnak a változásukra belső környezet kiszámítható módon. Például, ha egy olyan makromolekula, mint a glikogén, hiányzik a rendszerében az éppen befejezett hosszú kerékpáros útnak köszönhetően, a sejtek többet fognak elérni azáltal, hogy a glikogén szintéziséhez szükséges molekulákat (glükózt és enzimeket) aggregálnak.
Makró szinten néhány válasz a ingerek a külső a környezet nyilvánvaló. Egy növény növekszik egy állandó fényforrás irányában; az egyik oldalra lép, hogy elkerülje a pocsolya belépését, amikor az agyad azt mondja, hogy ott van.
Reprodukció
A képesség, hogy reprodukálni az élő dolgok egyik leginkább nyilvánvaló vonása. A hűtőszekrényben romló ételeken növekvő baktériumtelepek a mikroorganizmusok szaporodását képviselik.
Minden organizmus DNS-ének köszönhetően azonos (prokarióta) vagy nagyon hasonló (eukarióta) másolatot reprodukál. A baktériumok csak aszexuálisan tudnak szaporodni, vagyis egyszerűen ketté osztódnak, hogy azonos leánysejteket kapjanak. Az emberek, állatok és akár növények is nemi úton szaporodnak, ami biztosítja a fajok genetikai sokféleségét, és így nagyobb esélyt a faj túlélésére.
alkalmazkodás
Anélkül, hogy képes alkalmazkodni a változó környezeti feltételek, például a hőmérséklet-eltolódások esetén az organizmusok nem lennének képesek fenntartani a túléléshez szükséges alkalmassági képességeket. Minél többet egy szervezet képes alkalmazkodni, annál nagyobb az esélye, hogy túl sokáig fennmaradjon a szaporodáshoz.
Fontos megjegyezni, hogy a "fitnesz" fajspecifikus. Néhány régészeti baktérium például közel forró forró hőszellőzőnyílásokban él, amelyek gyorsan megölik a legtöbb más élőlényt.
Növekedés és fejlődés
Növekedés, azt a módot, amellyel az organizmusok nagyobbé és megjelenésükké különböznek, mikor érlelődnek és metabolikus tevékenységeket folytatnak, hatalmas mértékben meghatározzák a DNS-ben kódolt információk.
Ez az információ azonban eltérő környezetekben eltérő eredményeket eredményezhet, és az organizmusok sejtgépek "eldöntik", mely fehérjetermékeket készítik nagyobb vagy alacsonyabb mennyiségekben.
Szabályozás
Szabályozás úgy tekinthető, mint az életre utaló egyéb folyamatok, például az anyagcserének és a homeosztázisnak a koordinációja.
Például úgy szabályozhatja a tüdőbe jutó levegő mennyiségét, hogy edzés közben gyorsabban lélegzik, és ha szokatlanul éhes, többet fogyaszthat, hogy ellensúlyozza a szokatlanul magas energiamennyiséget.
homeosztázis
homeosztázis úgy tekinthető, mint egy szigorúbb szabályozási forma, amelynek "magas" és "alacsony" elfogadható határai egy adott kémiai állapot közelebb állnak egymáshoz.
Ilyenek például a pH (a sejten belüli savassági szint), a hőmérséklet és a kulcsmolekulák egymáshoz viszonyított aránya, például az oxigén és a szén-dioxid.
Az "egyensúlyi állapot" vagy az ahhoz nagyon közel eső állapotának fenntartása elengedhetetlen az élő dolgokhoz.
Anyagcsere
Anyagcsere talán az élet legszembetűnőbb pillanatnyi tulajdonsága, amelyet valószínűleg mindennapi megfigyelés alatt tart. Minden sejt képes szintetizálni egy ATP nevű molekulát vagy adenozin-trifoszfátot, amelyet a sejtben zajló folyamatok - például a DNS reprodukciója és a fehérje szintézis - vezetésére használnak.
Ez azért lehetséges, mert az élő dolgok felhasználhatják a széntartalmú molekulák, nevezetesen a glükóz és a zsírsavak kötelékében lévő energiát az ATP összeállításához, általában azáltal, hogy foszfátcsoportot adnak az adenozin-difoszfáthoz (ADP).
Molekulák lebontása (katabolizmus) az energia azonban csak az anyagcsere egyik aspektusa. Nagyobb molekulák építése kisebbekből, ami tükrözi a növekedést anabolikus oldalán az anyagcserét.