Fra amøber til bavianer, har alle levende ting noen få ting til felles. Fem sentrale temaer for biologi skiller de levende fra det livløse. Ta virus: De ser ut til å være i live, men mange biologer anser dem ikke så, siden de mangler en eller flere av disse samlende egenskapene. Her er faktorene som hjelper til med å skille levende fra ikke-så-levende.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
De fem sentrale temaene for biologi er struktur og funksjon av celler, interaksjoner mellom organismer, homeostase, reproduksjon og genetikk, og utvikling.
Struktur og funksjon av celler
Alle livsformer består av minst en celle. På 1600-tallet observerte forskerne Robert Hooke og Anton von Leeuwenhoek celler og noterte deres egenskaper under mikroskop. Disse og påfølgende observasjonene førte til dannelsen av celleteorien, og sa at celler utgjør alt liv, utfører alle biologiske prosesser og bare kan komme fra andre celler. Alle celler inneholder genetisk materiale og andre strukturer som flyter i en gelélignende matrise, får energi fra omgivelsene og er innhyllet i beskyttelse mot det ytre miljøet.
Interaksjoner mellom organismer
Organismer eksisterer ikke i støvsugere. Hver levende ting har unikt tilpasset seg et bestemt habitat og utviklet spesifikke forhold til andre organismer i samme område.
I økosystemer bruker planter lysenergi fra solen til å lage sin egen mat, som blir en energikilde for andre organismer som forbruker plantene. Andre skapninger spiser disse plantespisende organismer og mottar energien. Når planter og dyr dør, stopper ikke energiflyten deres; i stedet overføres energien til jorden og tilbake til miljøet, takket være rensemidler og nedbrytere som bryter ned døde organismer.
Det er forskjellige sammenhenger mellom livsformer. Rovdyr spiser byttedyr, parasitter finner næringsstoffer og ly på bekostning av andre, og noen organismer danner gjensidig fordelaktige forhold til hverandre. Som et resultat påvirker endringer som påvirker en art andres overlevelse i økosystemet.
Homeostase holder levende ting levende
I flercellede skapninger jobber alle organsystemer sammen for å balansere stoffer som:
- væsker
- ioner
- surhet
- gasser
- avfall
Hver art tåler bare spesifikke miljøforhold innenfor sitt toleranseområde. Utenfor dette området ligger intoleranseområdet der alle medlemmer av en art dør. Når det ytre miljøet endrer seg, må enkeltpersoner opprettholde et konstant indre miljø gjennom konstant tilpasning. Ellers går de til grunne.
Reproduksjon og genetikk
Alle organismer reproduserer og viderefører egenskaper til sine avkom. I aseksuell reproduksjon er avkom nøyaktige kopier av foreldrene sine. Mer komplekse livsformer lener seg mot seksuell reproduksjon, som involverer to individer som produserer avkom sammen. I dette tilfellet viser avkomene egenskapene til hver av foreldrene.
På midten av 1800-tallet gjennomførte en østerriksk munk ved navn Gregor Mendel en serie berømte eksperimenter som utforsket forholdet mellom seksuell reproduksjon og arv. Mendel innså at enheter som kalles gener, bestemte arvelighet og kunne overføres fra foreldre til avkom.
Evolusjon og naturlig utvalg
På begynnelsen av 1800-tallet antok den franske biologen Jean Baptiste de Lamarck at bruk av visse funksjoner ville styrke deres eksistens, og ikke-bruk ville føre til at de til slutt forsvant i påfølgende generasjoner. Dette ville forklare hvordan slanger utviklet seg fra øgler når bena ikke ble brukt, og hvordan giraffehals ble lenger med å strekke, ifølge Lamarck.
Charles Darwin konstruerte sin egen evolusjonsteori kalt naturlig utvalg. Etter sin periode som naturforsker på skipet HMS Beagle formulerte Darwin en teori som hevdet at alle individer besitter forskjeller som gjør at de kan overleve i et bestemt miljø, reprodusere og videreføre genene sine til etterkommerne. Individer som tilpasser seg dårlig til sine omgivelser, vil ha færre muligheter til å parre seg og videreføre genene. Til slutt ville genene til de sterkere individene bli mer fremtredende i påfølgende populasjoner. Darwins teori har blitt den mest aksepterte teorien for evolusjon.