Које су главне функционалне карактеристике свих организама?

Шта значи бити жив? Осим свакодневних филозофских запажања попут „могућности да се допринесе друштву“, већина одговора може имати облик следећег:

• „Удишући и издишући ваздух“.
• "Откуцаји срца."
• „Јести храну и пити воду“.
• „Реаговање на промене у окружењу, попут облачења за хладно време.“
• „Оснивање породице“.

Иако се у најбољем случају чине као неодређени научни одговори, они заправо одражавају научну дефиницију живота на ћелијском нивоу. У свету који данас обилује машинама које понекад опонашају деловање људи и друге флоре у великој мери премашују људску производњу, важно је испитати питање „Која су својства живот? "

Различити уџбеници и мрежни извори пружају мало различите критеријуме за то која својства чине функционалне карактеристике живих бића. За сада, узмите у обзир да следећа листа атрибута у потпуности представља а живи организам:

• Организација.
• Осетљивост или одговор на стимулусе.
• Репродукција.
• Адаптација.
• Раст и развој.
• Регулација.
• Хомеостаза.
• Метаболизам.

Свако ће се истражити појединачно након кратке расправе о томе како је живот, какав год он био, вероватно започео на Земљи и кључне хемијске састојке живих бића.

Сва жива бића састоје се од најмање једног ћелија. Док прокариотски организми, који укључују оне из домена класификације Бактерије и Археје, готово су сви једноћелијски, они у Еукариота домен, који укључује биљке, животиње и гљиве, обично има билијуне појединачних ћелија.

Иако су саме ћелије микроскопске, чак и најосновнија ћелија састоји се од великог броја молекула који су далеко мањи. Преко три четвртине масе живих бића састоје се од воде, јона и разних малих органских (тј. Који садрже угљеник) молекула, попут шећера, витамина и масних киселина. Јони су атоми који носе електрични набој, као што је хлор (Цл^-) или калцијум (Ца²⁺).

Преостала четвртина живе масе или биомасе састоји се од макромолекуле, или великих молекула направљених од малих понављајућих јединица. Међу њима су протеини, који чине већину ваших унутрашњих органа и састоје се од полимера или ланаца амино киселине; полисахариди, као што је гликоген (полимер једноставне шећерне глукозе); и нуклеинске киселине деоксирибонуклеинска киселина (ДНК).

Мањи молекули се обично премештају у ћелију у складу са потребама те ћелије. Међутим, ћелија мора да производи макромолекуле.

Како је живот започео, фасцинантно је питање за научнике, а не само у сврху решавања дивне космичке мистерије. Ако научници могу са сигурношћу да утврде како се живот на Земљи први пут покренуо, можда ће моћи лакше да предвиде који ће страни светови, ако постоје, такође бити домаћин неком облику живота.

Научници знају да је пре око 3,5 милијарде година, само милијарду или више година након што се Земља први пут спојила у планете, постојали су прокарионтски организми и који су, попут данашњих организама, вероватно користили ДНК као свој генетски материјал.

Такође је познато да РНК, друга нуклеинска киселина, можда има унапред датирану ДНК у неком облику. То је зато што РНК, осим што чува информације кодиране ДНК, такође може да катализује или убрзава одређене биохемијске реакције. Такође је једноланчана и нешто једноставнија од ДНК.

Научници су способни да утврде многе од ових ствари гледајући сличности између молекула на молекуларном нивоу које наизглед имају врло мало заједничког. Напредак технологије започет у другом делу 20. века увелико се проширио комплет научних алата и пружају наду да ће ова додуше тешка мистерија једног дана можда бити дефинитивно решен.

Сва жива бића показују организација, или наручите. То у суштини значи да када пажљиво погледате било шта што је живо, то је организовано на начин за који је мало вероватно да ће се догодити у неживоту ствари, попут пажљивог раздвајања ћелијског садржаја како би се спречило „самоповређивање“ и омогућило ефикасно кретање критичних молекула.

Чак и најједноставнији једноћелијски организми садрже ДНК, а ћелијске мембране и рибозоми, који су сви изврсно организовани и дизајнирани за извршавање одређених виталних задатака. Овде атоми чине молекуле, а молекули структуре које се одвајају од свог окружења и на физички и на функционални начин.

Појединачне ћелије реагују на промене у својим унутрашње окружење на предвидљиве начине. На пример, када макромолекула попут гликоген је у вашем систему дефицитарно захваљујући дугој вожњи бицикла коју сте управо завршили, ваше ћелије ће створити више од тога агрегирањем молекула (глукозе и ензима) потребних за синтезу гликогена.

На макро нивоу, неки одговори на подстицаји у спољни окружење су очигледне. Биљка расте у правцу постојаног извора светлости; померите се на једну страну да бисте избегли гажење по локви када вам мозак каже да је тамо.

Способност размножавати је једна од најупорнијих очигледних особина живих бића. Колоније бактерија које расту на квару хране у фрижидеру представљају репродукцију микроорганизама.

Сви организми репродукују идентичне (прокариоти) или врло сличне (еукариоти) копије себе захваљујући својој ДНК. Бактерије се могу репродуковати несполним путем, што значи да се једноставно деле на два дела дајући идентичне ћерке ћелије. Људи, животиње, па чак и биљке се репродукују сексуално, што осигурава генетска разноликост врсте и отуда веће шансе за опстанак врста.

Без могућности да прилагодити до променљивих услова околине, попут температурних промена, организми не би могли да одрже кондицију неопходну за преживљавање. Што се више организам може прилагодити, то је већа шанса да ће преживети довољно дуго да се размножи.

Важно је напоменути да је „фитнес“ специфичан за врсту. На пример, неке архебактерије живе у врућим термалним вентилационим вентилима који би брзо убили и који би брзо убили већину других живих бића.

Раст, начин на који организми постају већи и различитији по изгледу како сазревају и баве се метаболичким активностима, у огромној мери је одређена информацијама кодираним у њима ДНК.

Ове информације, међутим, могу пружити различите резултате у различитим окружењима, а ћелијске машине организма „одлучују“ које протеинске производе треба правити у већим или мањим количинама.

Регулација може се сматрати координацијом других процеса који су индикативни за живот, попут метаболизма и хомеостазе.

На пример, можете регулисати количину ваздуха који улази у плућа бржим дисањем када вежбате, а када сте необично гладни, можете појести више да бисте надокнадили потрошњу необично високих количина енергије.

Хомеостаза може се сматрати ригиднијим обликом регулације, при чему су прихватљиве границе „високе“ и „ниске“ за дато хемијско стање ближе једна другој.

Примери укључују пХ (ниво киселости унутар ћелије), температуру и однос кључних молекула једни према другима, као што су кисеоник и угљен-диоксид.

Ово одржавање „стабилног стања“, или врло блиског једном, неопходно је за жива бића.

Метаболизам је можда најупечатљивије својство живота из тренутка у тренутак које ћете вероватно свакодневно посматрати. Све ћелије имају способност синтезе молекула тзв АТП, или аденозин трифосфат, који се користи за покретање процеса у ћелији као што је репродукција ДНК и синтеза протеина.

То је омогућено јер жива бића могу да користе енергију у везама молекула који садрже угљеник, посебно глукозе и масних киселина, за састављање АТП, обично додавањем фосфатне групе у аденозин дифосфат (АДП).

Разбијање молекула (катаболизам) јер је енергија само један аспект метаболизма. Изградња већих молекула од мањих, што одражава раст, је анаболички страну метаболизма.