Katere so glavne funkcionalne značilnosti vseh organizmov?

Kaj pomeni biti živ? Poleg vsakodnevnih filozofskih opažanj, kot je "priložnost za prispevanje k družbi", je večina odgovorov lahko v obliki naslednjih:

• "Vdihavanje in vdihavanje zraka."
• "Srčni utrip."
• "Uživanje hrane in pitje vode."
• "Odziv na spremembe v okolju, kot je oblačenje za hladno vreme."
• "Ustvarjanje družine."

Čeprav se v najboljšem primeru zdijo nejasni znanstveni odzivi, dejansko odražajo znanstveno definicijo življenja na celični ravni. V svetu, ki je zdaj bogat s stroji, ki lahko posnemajo delovanje ljudi in druge flore in včasih močno presega človeško proizvodnjo, je pomembno, da preučimo vprašanje: "Kakšne so lastnosti življenje? "

Različni učbeniki in spletni viri ponujajo nekoliko drugačna merila glede lastnosti, ki predstavljajo funkcionalne značilnosti živih bitij. Za zdaj menijo, da je naslednji seznam atributov popolnoma reprezentativen za živi organizem:

• Organizacija.
• Občutljivost ali odziv na dražljaje.
• Razmnoževanje.
• Prilagoditev.
• Rast in razvoj.
• Uredbe.
• Homeostaza.
• Presnova.

Vsaka bo raziskana vsaka posebej po kratki razpravi o tem, kako se je življenje, kakršno koli že, verjetno začelo na Zemlji in ključne kemične sestavine živih bitij.

Vsa živa bitja so sestavljena iz vsaj enega celica. Medtem prokariontski organizmi, ki vključujejo tiste v klasifikacijskih domenah bakterij in arhej, so skoraj vsi enocelični, tisti v Evkariota domena, ki vključuje rastline, živali in glive, običajno vsebuje bilijone posameznih celic.

Čeprav so celice same mikroskopske, je tudi najosnovnejša celica sestavljena iz velikega števila molekul, ki so veliko manjše. Več kot tri četrtine mase živih bitij sestavljajo voda, ioni in različne majhne organske molekule (tj. Ki vsebujejo ogljik), kot so sladkorji, vitamini in maščobne kisline. Ioni so atomi, ki nosijo električni naboj, na primer klor (Cl^-) ali kalcij (Ca²⁺).

Preostalo četrtino žive mase ali biomase sestavlja makromolekuleali velike molekule iz majhnih ponavljajočih se enot. Med njimi so beljakovine, ki tvorijo večino vaših notranjih organov in so sestavljene iz polimerov ali verig amino kisline; polisaharidi, kot je glikogen (polimer enostavne sladkorne glukoze); in nukleinska kislina deoksiribonukleinska kislina (DNA).

Manjše molekule se običajno premaknejo v celico glede na potrebe te celice. Vendar mora celica proizvajati makromolekule.

Kako se je življenje začelo, je za znanstvenike fascinantno vprašanje in ne zgolj za namen razreševanja čudovite kozmične skrivnosti. Če lahko znanstveniki z gotovostjo ugotovijo, kako se je življenje na Zemlji prvič sprožilo, bodo morda lažje napovedali, kakšni tuji svetovi, če sploh obstajajo, bodo verjetno gostili neko obliko življenja.

Znanstveniki vedo, da se je pred približno 3,5 milijardami let, približno milijardo let po tem, ko se je Zemlja prvič združila v planeta obstajali prokariontski organizmi, ki so kot današnji organizmi verjetno uporabljali DNK kot svoj genski material.

Znano je tudi, da RNA, druga nukleinska kislina, ima lahko v neki obliki predhodno datirano DNA. To je zato, ker lahko RNA poleg shranjevanja informacij, ki jih kodira DNA, katalizira ali pospeši nekatere biokemične reakcije. Je tudi enoverižna in nekoliko preprostejša od DNA.

Znanstveniki lahko veliko teh stvari ugotovijo tako, da si ogledajo podobnosti med organizmi na molekularni ravni, ki imajo na videz zelo malo skupnega. Napredek v tehnologiji, ki se je začel v drugi polovici 20. stoletja, se je močno razširil znanstvenega orodja in ponujajo upanje, da bo ta res težka skrivnost nekoč dokončno dokončna rešiti.

Vse živo se kaže organizacijaali naročilo. To v bistvu pomeni, da je, ko natančno pogledate vse, kar je živo, organizirano na način, za katerega je malo verjetno, da se bo pojavil v neživih stvari, kot je skrbno ločevanje celične vsebine, da se prepreči "samopoškodovanje" in omogoči učinkovito gibanje kritičnih molekul.

Tudi najpreprostejši enocelični organizmi vsebujejo DNA, a celična membrana in ribosomi, ki so vse izvrstno organizirane in zasnovane za izvajanje določenih vitalnih nalog. Tu atomi sestavljajo molekule, molekule pa strukture, ki so ločene od svojega okolja tako na fizični kot na funkcionalni način.

Posamezne celice se odzivajo na spremembe v svojih notranje okolju na predvidljive načine. Na primer, ko makromolekula kot glikogen zaradi dolgotrajne vožnje s kolesom, ki ste jo pravkar končali, v vašem sistemu primanjkuje, bodo vaše celice ustvarile več z zbiranjem molekul (glukoze in encimov), potrebnih za sintezo glikogena.

Na makro ravni je nekaj odzivov na dražljaji v zunanji okolja očitna. Rastlina raste v smeri konstantnega vira svetlobe; premaknete se na eno stran, da ne boste stopili v lužo, ko vam možgani povedo, da je tam.

Sposobnost razmnožujejo je ena najbolj vztrajnih lastnosti živih bitij. Kolonije bakterij, ki rastejo na pokvarjeni hrani v hladilniku, predstavljajo razmnoževanje mikroorganizmov.

Vsi organizmi zahvaljujoč svoji DNK razmnožujejo enake (prokarionti) ali zelo podobne (evkarionti) kopije. Bakterije se lahko razmnožujejo le nespolno, kar pomeni, da se preprosto razdelijo na dva in dajo enake hčerinske celice. Ljudje, živali in celo rastline se razmnožujejo spolno, kar zagotavlja genska raznolikost vrste in s tem večje možnosti za preživetje vrst.

Brez zmožnosti prilagoditi zaradi spreminjanja okoljskih razmer, kot so temperaturni premiki, organizmi ne bi mogli vzdrževati kondicije, potrebne za preživetje. Bolj ko se organizem lahko prilagodi, večja je verjetnost, da bo preživel dovolj dolgo za razmnoževanje.

Pomembno je omeniti, da je "fitnes" odvisen od vrste. Nekatere arhebakterije na primer živijo v skoraj vrelih termičnih odprtinah, ki bi hitro ubile večino drugih živih bitij.

Rast, način, s katerim se organizmi z dozorevanjem in povečanjem postajajo večji in drugačnejši sodelujejo v presnovnih dejavnostih, je v veliki meri določen s podatki, kodiranimi v njih DNK.

Te informacije pa lahko v različnih okoljih dajo različne rezultate, celični stroji organizma pa se "odločajo", katere beljakovinske izdelke bodo v večjih ali manjših količinah.

Uredbe lahko razumemo kot usklajevanje drugih procesov, ki kažejo na življenje, kot sta metabolizem in homeostaza.

Na primer, količino zraka, ki prihaja v pljuča, lahko uravnavate s hitrejšim dihanjem, ko vadite, in ko ste nenavadno lačni, lahko jeste več, da izravnate izdatke nenavadno visokih količin energija.

Homeostaza lahko razumemo kot bolj togo obliko regulacije, pri čemer sta sprejemljivi meji "visoke" in "nizke" za določeno kemijsko stanje tesneje skupaj.

Primeri vključujejo pH (raven kislosti v celici), temperaturo in razmerje med ključnimi molekulami, kot sta kisik in ogljikov dioksid.

To vzdrževanje "stabilnega stanja" ali zelo blizu enega je nepogrešljivo za živa bitja.

Presnova je morda najbolj presenetljiva življenjska lastnost, ki jo boste verjetno opazovali vsak dan. Vse celice imajo sposobnost sinteze molekule, imenovane ATPali adenozin trifosfat, ki se uporablja za poganjanje procesov v celici, kot je razmnoževanje DNA in sinteza beljakovin.

To je mogoče, ker lahko živa bitja porabijo energijo v vezi molekul, ki vsebujejo ogljik, zlasti glukoze in maščobnih kislin, za sestavljanje ATP, običajno z dodajanjem fosfatne skupine adenozin difosfat (ADP).

Razgradnjo molekul (katabolizem) za energijo pa je le en vidik presnove. Graditi večje molekule iz manjših, kar odraža rast, je anabolični strani presnove.