Все живые существа, от амеб до павианов, имеют несколько общих черт. Пять центральных тем биологии отличают живое от неодушевленного. Возьмем вирусы: они кажутся живыми, но многие биологи не считают их таковыми, поскольку им не хватает одной или нескольких из этих объединяющих характеристик. Вот факторы, которые помогают отличить живое от не очень.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Пять центральных тем биологии: структура и функции клеток, взаимодействия между организмами, гомеостаз, размножение и генетика, а также эволюция.
Строение и функции клеток
Все формы жизни состоят как минимум из одной клетки. В 17 веке ученые Роберт Гук и Антон фон Левенгук наблюдали клетки и отмечали их характеристики под микроскопом. Эти и последующие наблюдения привели к формированию клеточной теории, согласно которой клетки составляют всю жизнь, осуществляют все биологические процессы и могут происходить только из других клеток. Все клетки содержат генетический материал и другие структуры, плавающие в желеобразной матрице, получают энергию из своего окружения и защищены от внешней среды.
Взаимодействие между организмами
Организмы не существуют в вакууме. Каждое живое существо уникальным образом адаптировалось к определенной среде обитания и развило определенные отношения с другими организмами в той же местности.
В экосистемах растения используют световую энергию солнца для производства собственной пищи, которая становится источником энергии для других организмов, потребляющих растения. Другие существа поедают эти растительноядные организмы и получают энергию. Когда растения и животные умирают, их поток энергии не прекращается; вместо этого энергия передается в почву и обратно в окружающую среду благодаря поглотителям и разложителям, разрушающим мертвые организмы.
Между формами жизни существуют различные связи. Хищники поедают добычу, паразиты находят питательные вещества и убежище за счет других, а некоторые организмы образуют взаимовыгодные отношения друг с другом. В результате изменения, затрагивающие один вид, влияют на выживание других в экосистеме.
Гомеостаз поддерживает жизнь живых существ
У многоклеточных существ все системы органов работают вместе, чтобы сбалансировать такие вещества, как:
- жидкости
- ионы
- кислотность
- газы
- отходы
Каждый вид может переносить только определенные условия окружающей среды в пределах своего диапазона толерантности. За пределами этого диапазона находится зона нетерпимости, в которой умирают все представители вида. Когда внешняя среда меняется, люди должны поддерживать постоянную внутреннюю среду посредством постоянной адаптации. В противном случае они погибнут.
Размножение и генетика
Все организмы воспроизводят и передают характеристики своему потомству. При бесполом размножении потомство является точной копией своих родителей. Более сложные формы жизни склонны к половому размножению, при котором два человека производят потомство вместе. В этом случае в потомстве проявляются характеристики каждого родителя.
В середине 1800-х годов австрийский монах по имени Грегор Мендель провел серию знаменитых экспериментов, исследуя взаимосвязь между половым воспроизводством и наследственностью. Мендель понял, что единицы, называемые генами, определяют наследственность и могут передаваться от родителей к потомству.
Эволюция и естественный отбор
В начале 1800-х годов французский биолог Жан Батист де Ламарк предположил, что использование определенных свойств укрепили бы их существование, а неиспользование заставило бы их в конечном итоге исчезнуть в последующем поколения. По словам Ламарка, это объясняет, как змеи эволюционировали от ящериц, когда их ноги не использовались, и как шеи жирафов удлинялись при растяжении.
Чарльз Дарвин построил свою собственную теорию эволюции, названную естественным отбором. Проработав натуралистом на корабле HMS Beagle, Дарвин сформулировал теорию, согласно которой все люди обладают различия, которые позволяют им выживать в определенной среде, воспроизводиться и передавать свои гены своим потомкам. У людей, которые плохо адаптируются к окружающей среде, будет меньше возможностей для спаривания и передачи своих генов. В конце концов, гены более сильных особей станут более заметными в последующих популяциях. Теория Дарвина стала наиболее принятой теорией эволюции.