Kaikista elävistä olennoista on amoboista paviaaneihin muutama yhteinen piirre. Viisi keskeistä biologian teemaa erottavat elävät elottomasta. Ota viruksia: He näyttävät olevan elossa, mutta monet biologit eivät pidä niitä, koska heillä ei ole yhtä tai useampaa näistä yhdistävistä ominaisuuksista. Tässä ovat tekijät, jotka auttavat erottamaan elävät ei-elävistä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Biologian viisi keskeistä teemaa ovat solujen rakenne ja toiminta, organismien välinen vuorovaikutus, homeostaasi, lisääntyminen ja genetiikkaja evoluutio.
Solujen rakenne ja toiminta
Kaikki elämänmuodot koostuvat ainakin yhdestä solusta. 1600-luvulla tutkijat Robert Hooke ja Anton von Leeuwenhoek havaitsivat solut ja panivat merkille niiden ominaisuudet mikroskoopeilla. Nämä ja myöhemmät havainnot johtivat soluteorian muodostumiseen ja totesivat, että solut muodostavat koko elämän, suorittavat kaikki biologiset prosessit ja voivat tulla vain muista soluista. Kaikki solut sisältävät geenimateriaalia ja muita hyytelömäisessä matriisissa kelluvia rakenteita, hankkivat energiaa ympäristöstään ja ovat suojattuja ulkoiselta ympäristöltä.
Organismien välinen vuorovaikutus
Organismeja ei ole tyhjiöissä. Jokainen elävä olento on ainutlaatuisesti sopeutunut tiettyyn elinympäristöön ja kehittänyt erityisiä suhteita muihin organismeihin samalla alueella.
Ekosysteemeissä kasvit käyttävät auringon valoenergiaa omien ruokiensa valmistamiseen, josta tulee energialähde muille kasveja kuluttaville organismeille. Muut olennot syövät näitä kasveja syöviä organismeja ja saavat energiaa. Kun kasvit ja eläimet kuolevat, niiden energian virtaus ei pysähdy; sen sijaan energia siirtyy maaperään ja takaisin ympäristöön siivoojien ja hajottajien ansiosta, jotka hajottavat kuolleita organismeja.
Elämänmuotojen välillä on erilaisia yhteyksiä. Petoeläimet syövät saalista, loiset löytävät ravintoaineita ja suojaa muiden kustannuksella, ja jotkut organismit muodostavat molempia osapuolia hyödyttäviä suhteita toisiinsa. Tämän seurauksena yhteen lajiin vaikuttavat muutokset vaikuttavat muiden selviytymiseen ekosysteemissä.
Homeostaasi pitää elävät asiat elossa
Monisoluisissa olentoissa kaikki elinjärjestelmät toimivat yhdessä tasapainottaakseen seuraavia aineita:
- nesteitä
- ioneja
- happamuus
- kaasuja
- jätteet
Kukin laji voi sietää vain erityisiä ympäristöolosuhteita toleranssialueellaan. Tämän alueen ulkopuolella on suvaitsemattomuuden vyöhyke, jossa kaikki lajin jäsenet kuolevat. Kun ulkoinen ympäristö muuttuu, yksilöiden on ylläpidettävä vakio sisäinen ympäristö jatkuvalla sopeutumisella. Muuten ne menevät hukkaan.
Lisääntyminen ja genetiikka
Kaikki organismit lisääntyvät ja välittävät ominaisuuksia jälkeläisilleen. Aseksuaalisessa lisääntymisessä jälkeläiset ovat tarkkoja kopioita vanhemmistaan. Monimutkaisemmat elämänmuodot kallistuvat sukupuoliseen lisääntymiseen, jossa kaksi yksilöä tuottaa jälkeläisiä yhdessä. Tällöin jälkeläisillä on kunkin vanhemman ominaisuudet.
1800-luvun puolivälissä itävaltalainen munkki nimeltä Gregor Mendel suoritti sarjan kuuluisia kokeita, joissa tutkittiin seksuaalisen lisääntymisen ja perinnöllisyyden suhdetta. Mendel tajusi, että geeneiksi kutsutut yksiköt määrittelivät perinnöllisyyden ja että ne voidaan siirtää vanhemmilta jälkeläisille.
Evoluutio ja luonnollinen valinta
1800-luvun alussa ranskalainen biologi Jean Baptiste de Lamarck oletti, että tiettyjen ominaisuuksien käyttö vahvistaa heidän olemassaoloa, ja käyttämättömyys saisi heidät lopulta katoamaan myöhemmin sukupolvien ajan. Tämä selittäisi, kuinka käärmeet kehittyivät liskoista, kun heidän jalkojaan ei käytetty, ja kuinka kirahvikaulat kasvoivat pidempään venyttelyn aikana Lamarckin mukaan.
Charles Darwin rakensi oman evoluutioteoriansa, jota kutsutaan luonnolliseksi valinnaksi. HMS Beagle -aluksen luonnontieteilijänä toimimisen jälkeen Darwin muotoili teorian, jonka väitti olevan kaikkien yksilöiden hallussa erot, jotka antavat heidän selviytyä tietyssä ympäristössä, lisääntyä ja välittää geeninsä jälkeläisilleen. Yksilöillä, jotka sopeutuvat huonosti ympäristöönsä, olisi vähemmän mahdollisuuksia paritella ja välittää geenejä. Lopulta vahvempien yksilöiden geenit tulisivat entistä näkyvämmiksi myöhemmissä populaatioissa. Darwinin teoriasta on tullut hyväksytyin evoluutioteoria.
