Aké sú hlavné funkčné charakteristiky všetkých organizmov?

Čo to znamená byť nažive? Okrem každodenných filozofických pozorovaní, ako je „príležitosť prispieť do spoločnosti“, môže mať väčšina odpovedí podobu týchto:

• „Dýchanie vzduchu dovnútra a von.“
• „Tep.“
• „Jesť jedlo a pitnú vodu.“
• „Reagujete na zmeny v prostredí, napríklad sa obliekate do chladného počasia.“
• „Založenie rodiny.“

Aj keď sa to v najlepšom prípade javia ako neurčité vedecké odpovede, v skutočnosti odrážajú vedeckú definíciu života na bunkovej úrovni. Vo svete, v ktorom sú teraz stroje, ktoré môžu niekedy napodobňovať činnosť ľudí a inej flóry výrazne presahuje ľudský výkon, je dôležité preskúmať otázku: „Aké sú vlastnosti produktu život? “

Rôzne učebnice a online zdroje poskytujú mierne odlišné kritériá toho, aké vlastnosti tvoria funkčné vlastnosti živých vecí. Na súčasné účely považujeme nasledujúci zoznam atribútov za úplne reprezentatívny pre a žijúci organizmus:

• Organizácia.
• Citlivosť alebo reakcia na podnety.
• Rozmnožovanie.
• Prispôsobenie.
• Rast a vývoj.
• Nariadenia.
• Homeostáza.
• Metabolizmus.

Každý z nich bude individuálne preskúmaný po krátkom pojednaní o tom, ako život, nech už je akýkoľvek, pravdepodobne začal na Zemi a kľúčovými chemickými zložkami živých vecí.

Všetko živé sa skladá z najmenej jedného bunka. Zatiaľ čo prokaryotický organizmy, ktoré zahŕňajú tie v doménach klasifikácie Baktérie a Archaea, sú takmer všetky jednobunkové, tie v Eukaryota doména, ktorá zahrnuje rastliny, zvieratá a huby, má zvyčajne bilióny jednotlivých buniek.

Aj keď sú bunky samotné mikroskopické, aj tá najzákladnejšia bunka sa skladá z veľkého množstva molekúl, ktoré sú oveľa menšie. Viac ako tri štvrtiny množstva živých vecí tvoria voda, ióny a rôzne malé organické (tj. Obsahujúce uhlík) molekuly, ako sú cukry, vitamíny a mastné kyseliny. Ióny sú atómy nesúce elektrický náboj, napríklad chlór (Cl^-) alebo vápnik (Ca²⁺).

Zvyšná štvrtina živej hmoty alebo biomasy pozostáva z makromolekuly, alebo veľké molekuly vyrobené z malých opakujúcich sa jednotiek. Medzi nimi sú proteíny, ktoré tvoria väčšinu vašich vnútorných orgánov a pozostávajú z polymérov alebo reťazcov aminokyseliny; polysacharidy, ako je glykogén (polymér jednoduchej cukrovej glukózy); a nukleová kyselina deoxyribonukleová kyselina (DNA).

Menšie molekuly sa zvyčajne presúvajú do bunky podľa jej potrieb. Bunka však musí vyrábať makromolekuly.

Ako začal život, to je fascinujúca otázka pre vedcov, a to nielen za účelom vyriešenia nádhernej vesmírnej záhady. Ak vedci dokážu s istotou určiť, ako sa život na Zemi prvýkrát dostal do výstroja, mohli by ľahšie odhadnúť, aké cudzie svety, ak nejaké existujú, budú pravdepodobne tiež hostiť určitú formu života.

Vedci vedia, že asi pred 3,5 miliardami rokov, asi tak miliardou rokov po tom, čo sa Zem prvýkrát spojila do a planéta, existovali prokaryotické organizmy, ktoré rovnako ako dnešné organizmy pravdepodobne používali ako svoj genetický materiál DNA.

Je tiež známe, že RNA, iná nukleová kyselina, môže mať v určitej forme neaktuálnu DNA. Je to preto, že RNA môže okrem ukladania informácií kódovaných DNA tiež katalyzovať alebo urýchľovať určité biochemické reakcie. Je tiež jednovláknová a o niečo jednoduchšia ako DNA.

Vedci sú schopní určiť mnoho z týchto vecí skúmaním podobností na úrovni molekúl medzi organizmami, ktoré majú zdanlivo veľmi málo spoločného. Pokrok v technológii, ktorý sa začal v druhej polovici 20. storočia, sa výrazne rozšíril sady vedeckých nástrojov a ponúka nádej, že toto nepochybne ťažké tajomstvo môže byť jedného dňa definitívne vyriešené.

Všetko živé sa ukazuje Organizácia, alebo objednať. To v podstate znamená, že keď sa pozorne pozriete na čokoľvek, čo je nažive, je to usporiadané spôsobom, ktorý je vysoko nepravdepodobný u neživých veci, ako napríklad starostlivé rozdelenie bunkového obsahu, aby sa zabránilo „sebapoškodzovaniu“ a aby sa umožnil efektívny pohyb kritických molekúl.

Aj tie najjednoduchšie jednobunkové organizmy obsahujú DNA, a bunková membrána a ribozómy, z ktorých všetky sú vynikajúco organizované a koncipované na vykonávanie konkrétnych životne dôležitých úloh. Atómy tu tvoria molekuly a molekuly tvoria štruktúry, ktoré fyzikálnym aj funkčným spôsobom stoja mimo svojho prostredia.

Jednotlivé bunky reagujú na zmeny vo svojich interné predvídateľnými spôsobmi. Napríklad keď makromolekula ako glykogén je vo vašom systéme nedostatok vďaka dlhej jazde na bicykli, ktorú ste práve absolvovali, vaše bunky ho vytvoria viac agregáciou molekúl (glukózy a enzýmov) potrebných pre syntézu glykogénu.

Na makroúrovni niektoré reakcie na podnety v externý prostredia sú zrejmé. Rastlina rastie v smere konzistentného zdroja svetla; presuniete sa na jednu stranu, aby ste zabránili šliapaniu do kaluže, keď vám mozog oznámi, že je tam.

Schopnosť množiť sa je jednou z najtrvalejšie zjavných čŕt živých vecí. Bakteriálne kolónie rastúce na skazených potravinách v chladničke predstavujú reprodukciu mikroorganizmov.

Všetky organizmy reprodukujú vďaka svojej DNA identické (prokaryoty) alebo veľmi podobné (eukaryoty) svoje kópie. Baktérie sa môžu množiť iba nepohlavne, čo znamená, že sa jednoducho rozdelia na dve časti a získajú rovnaké dcérske bunky. Ľudia, zvieratá a dokonca aj rastliny sa reprodukujú sexuálne, čo zaisťuje genetická diverzita druhov a tým aj väčšiu šancu na prežitie druhov.

Bez schopnosti prispôsobiť sa na meniace sa podmienky prostredia, ako sú teplotné posuny, by si organizmy neboli schopné udržať fitnes potrebnú na prežitie. Čím viac sa organizmus dokáže prispôsobiť, tým väčšia je šanca, že prežije dostatočne dlho na to, aby sa mohol rozmnožovať.

Je dôležité poznamenať, že „fitnes“ je druhovo špecifický. Niektoré archebaktérie napríklad žijú v takmer vriacich tepelných prieduchoch, ktoré by rýchlo zabili väčšinu ostatných živých tvorov.

Rast, spôsob, akým sa organizmy zväčšujú a vzhľadovo líšia, keď dospievajú a zapojiť sa do metabolických aktivít, je v obrovskej miere determinovaná informáciami v nich zakódovanými DNA.

Táto informácia však môže poskytnúť rôzne výsledky v rôznych prostrediach a bunkové mechanizmy organizmu „rozhodujú“, aké bielkovinové produkty sa majú vyrábať vo vyšších alebo menších množstvách.

Nariadenia možno považovať za koordináciu ďalších procesov svedčiacich o živote, ako sú metabolizmus a homeostáza.

Môžete napríklad regulovať množstvo vzduchu prichádzajúceho do pľúc rýchlejším dýchaním pri cvičení, a keď ste nezvyčajne hladní, môžete jesť viac, aby ste vyrovnali výdavky neobvykle vysokého množstva energie.

Homeostáza sa dá považovať za prísnejšiu formu regulácie, pričom prijateľné hranice „vysokej“ a „nízkej“ pre daný chemický stav sú bližšie pri sebe.

Príklady zahŕňajú pH (úroveň kyslosti vo vnútri bunky), teplotu a vzájomný pomer kľúčových molekúl, ako sú kyslík a oxid uhličitý.

Toto udržiavanie „ustáleného stavu“ alebo veľmi blízkeho stavu je pre živé bytosti nevyhnutné.

Metabolizmus je možno najvýraznejšia momentálna vlastnosť života, ktorú budete pravdepodobne každodenne pozorovať. Všetky bunky majú schopnosť syntetizovať molekulu tzv ATPalebo adenozíntrifosfát, ktorý sa používa na riadenie procesov v bunke, ako je reprodukcia DNA a syntéza proteínov.

Je to možné, pretože živé veci môžu využívať energiu vo väzbách molekúl obsahujúcich uhlík, najmä glukózy a mastných kyselín, na zostavenie ATP, zvyčajne pridaním fosfátovej skupiny k adenozíndifosfát (ADP).

Štiepenie molekúl (katabolizmus), pretože energia je však iba jedným aspektom metabolizmu. Tvorba väčších molekúl z menších, ktoré odrážajú rast, je anabolický strana metabolizmu.