Apa Karakteristik Fungsional Utama dari Semua Organisme?

Apa artinya hidup? Terlepas dari pengamatan filosofis sehari-hari seperti "kesempatan untuk berkontribusi pada masyarakat", sebagian besar jawaban mungkin berbentuk sebagai berikut:

• "Menghirup udara masuk dan keluar."
• "Detak jantung."
• "Makan makanan dan air minum."
• "Menanggapi perubahan lingkungan, seperti berpakaian untuk cuaca dingin."
• "Memulai sebuah keluarga."

Meskipun ini tampak seperti tanggapan ilmiah yang samar-samar, mereka sebenarnya mencerminkan definisi ilmiah tentang kehidupan pada tingkat sel. Di dunia yang sekarang penuh dengan mesin yang dapat meniru tindakan manusia dan flora lainnya dan terkadang jauh melebihi keluaran manusia, penting untuk memeriksa pertanyaan, "Apakah sifat-sifat" kehidupan?"

Buku teks dan sumber online yang berbeda memberikan kriteria yang sedikit berbeda untuk sifat apa yang merupakan karakteristik fungsional makhluk hidup. Untuk tujuan saat ini, pertimbangkan daftar atribut berikut untuk sepenuhnya mewakili a organisme hidup:

• Organisasi.
instagram story viewer
• Kepekaan atau respons terhadap rangsangan.
• Reproduksi.
• Adaptasi.
• Pertumbuhan dan perkembangan.
• Peraturan.
• Homeostatis.
• Metabolisme.

Ini masing-masing akan dieksplorasi secara individual setelah risalah singkat tentang bagaimana kehidupan, apa pun itu, kemungkinan dimulai di Bumi dan bahan kimia utama makhluk hidup.

Semua makhluk hidup setidaknya terdiri dari satu sel. Sementara prokariotik organisme, yang termasuk dalam domain klasifikasi Bakteri dan Archaea, hampir semuanya uniseluler, yang ada di Eukariota domain, yang meliputi tumbuhan, hewan dan jamur, biasanya memiliki triliunan sel individu.

Meskipun sel itu sendiri mikroskopis, bahkan sel yang paling dasar pun terdiri dari banyak sekali molekul yang jauh lebih kecil. Lebih dari tiga perempat massa makhluk hidup terdiri dari air, ion, dan berbagai molekul organik kecil (yaitu, mengandung karbon) seperti gula, vitamin, dan asam lemak. Ion adalah atom yang membawa muatan listrik, seperti klorin (Cl^-) atau kalsium (Ca²⁺).

Sisa seperempat dari massa hidup, atau biomassa, terdiri dari: makromolekul, atau molekul besar yang terbuat dari unit berulang kecil. Di antaranya adalah protein, yang membentuk sebagian besar organ internal Anda dan terdiri dari polimer, atau rantai, dari asam amino; polisakarida, seperti glikogen (polimer dari glukosa gula sederhana); dan asam nukleat asam deoksiribonukleat (DNA).

Molekul yang lebih kecil biasanya dipindahkan ke dalam sel sesuai dengan kebutuhan sel tersebut. Namun, sel harus memproduksi makromolekul.

Bagaimana kehidupan dimulai adalah pertanyaan yang menarik bagi para ilmuwan, dan bukan hanya untuk tujuan memecahkan misteri kosmik yang indah. Jika para ilmuwan dapat menentukan dengan pasti bagaimana kehidupan di Bumi pertama kali dimulai, mereka mungkin dapat dengan lebih mudah memprediksi dunia asing apa, jika ada, yang juga cenderung menampung beberapa bentuk kehidupan.

Para ilmuwan mengetahui bahwa sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, hanya sekitar satu miliar tahun setelah Bumi pertama kali menyatu menjadi planet, organisme prokariotik ada, dan itu, seperti organisme hari ini, mereka mungkin menggunakan DNA sebagai materi genetik mereka.

Diketahui juga bahwa RNA, asam nukleat lain, mungkin memiliki DNA pra-tanggal dalam beberapa bentuk. Ini karena RNA, selain menyimpan informasi yang dikodekan oleh DNA, juga dapat mengkatalisis, atau mempercepat, reaksi biokimia tertentu. Ini juga beruntai tunggal dan sedikit lebih sederhana daripada DNA.

Para ilmuwan dapat menentukan banyak dari hal-hal ini dengan melihat kesamaan tingkat molekuler antara organisme yang tampaknya memiliki sangat sedikit kesamaan. Kemajuan teknologi yang dimulai pada akhir abad ke-20 telah berkembang pesat kit alat sains dan menawarkan harapan bahwa misteri yang diakui sulit ini suatu hari nanti dapat menjadi definitif terpecahkan.

Semua makhluk hidup menunjukkan organisasi, atau memesan. Ini pada dasarnya berarti bahwa ketika Anda melihat lebih dekat pada apa pun yang hidup, itu diatur dengan cara yang sangat tidak mungkin terjadi pada benda mati. hal-hal, seperti pemisahan isi sel secara hati-hati untuk mencegah "melukai diri sendiri" dan memungkinkan pergerakan molekul-molekul penting secara efisien.

Bahkan organisme bersel satu yang paling sederhana pun mengandung DNA, a membran sel dan ribosom, yang semuanya diatur dengan indah dan dirancang untuk melaksanakan tugas-tugas vital tertentu. Di sini, atom membentuk molekul, dan molekul membentuk struktur yang terpisah dari lingkungannya baik secara fisik maupun fungsional.

Sel individu merespons perubahan dalam intern lingkungan dengan cara yang dapat diprediksi. Misalnya, ketika makromolekul seperti glikogen kekurangan pasokan di sistem Anda berkat bersepeda panjang yang baru saja Anda selesaikan, sel-sel Anda akan membuatnya lebih banyak dengan menggabungkan molekul (glukosa dan enzim) yang dibutuhkan untuk sintesis glikogen.

Pada tingkat makro, beberapa tanggapan terhadap rangsangan di luar lingkungan sudah jelas. Sebuah tanaman tumbuh ke arah sumber cahaya yang konsisten; Anda bergerak ke satu sisi untuk menghindari menginjak genangan air ketika otak Anda memberi tahu Anda bahwa itu ada di sana.

Kemampuan untuk memperbanyak adalah salah satu ciri makhluk hidup yang paling jelas terlihat. Koloni bakteri yang tumbuh pada makanan busuk di lemari es merupakan reproduksi mikroorganisme.

Semua organisme mereproduksi salinan identik (prokariota) atau sangat mirip (eukariota) dari diri mereka sendiri berkat DNA mereka. Bakteri hanya dapat bereproduksi secara aseksual, artinya mereka hanya membelah menjadi dua untuk menghasilkan sel anak yang identik. Manusia, hewan, dan bahkan tumbuhan bereproduksi secara seksual, yang memastikan keragaman genetik spesies dan karenanya kesempatan yang lebih besar untuk kelangsungan hidup spesies.

Tanpa kemampuan untuk menyesuaikan terhadap perubahan kondisi lingkungan, seperti perubahan suhu, organisme tidak akan mampu mempertahankan kebugaran yang diperlukan untuk bertahan hidup. Semakin banyak organisme dapat beradaptasi, semakin baik peluangnya untuk bertahan hidup cukup lama untuk bereproduksi.

Penting untuk dicatat bahwa "kebugaran" adalah spesifik spesies. Beberapa archaebacteria, misalnya, hidup di ventilasi termal yang hampir mendidih yang akan dengan cepat membunuh sebagian besar makhluk hidup lainnya.

Pertumbuhan, cara organisme menjadi lebih besar dan lebih berbeda dalam penampilan saat mereka dewasa dan terlibat dalam aktivitas metabolisme, sangat ditentukan oleh informasi yang dikodekan dalam DNA.

Informasi ini, bagaimanapun, dapat memberikan hasil yang berbeda di lingkungan yang berbeda, dan mesin seluler organisme "memutuskan" produk protein apa yang akan dibuat dalam jumlah yang lebih tinggi atau lebih rendah.

Peraturan dapat dianggap sebagai koordinasi proses lain yang menunjukkan kehidupan, seperti metabolisme dan homeostasis.

Misalnya, Anda dapat mengatur jumlah udara yang masuk ke paru-paru dengan bernapas lebih cepat saat berolahraga, dan ketika Anda sangat lapar, Anda bisa makan lebih banyak untuk mengimbangi pengeluaran jumlah yang luar biasa tinggi high energi.

Homeostatis dapat dianggap sebagai bentuk regulasi yang lebih kaku, dengan batas yang dapat diterima antara "tinggi" dan "rendah" untuk keadaan kimia tertentu menjadi lebih dekat.

Contohnya termasuk pH (tingkat keasaman di dalam sel), suhu dan rasio molekul kunci satu sama lain, seperti oksigen dan karbon dioksida.

Pemeliharaan "keadaan tetap", atau sangat dekat dengan itu, sangat diperlukan untuk makhluk hidup.

Metabolisme mungkin merupakan sifat kehidupan dari waktu ke waktu yang paling mencolok yang mungkin Anda amati setiap hari. Semua sel memiliki kemampuan untuk mensintesis molekul yang disebut ATP, atau adenosin trifosfat, yang digunakan untuk mendorong proses dalam sel seperti reproduksi DNA dan sintesis protein.

Hal ini dimungkinkan karena makhluk hidup dapat menggunakan energi dalam ikatan molekul yang mengandung karbon, terutama glukosa dan asam lemak, untuk merakit ATP, biasanya dengan menambahkan gugus fosfat ke adenosin difosfat (ADP).

penguraian molekul (katabolisme) untuk energi hanyalah salah satu aspek metabolisme. Membangun molekul yang lebih besar dari yang lebih kecil, yang mencerminkan pertumbuhan, adalah anabolik sisi metabolisme.