Vilka är de viktigaste funktionella egenskaperna hos alla organismer?

Vad innebär det att leva? Förutom vardagliga filosofiska observationer som "ett tillfälle att bidra till samhället", kan de flesta svaren ha formen av följande:

• "Andas in och ut luft."
• "Ett hjärtslag."
• "Äta mat och dricka vatten."
• "Att svara på förändringar i miljön, som att klä sig för kallt väder."
• "Att starta en familj."

Även om dessa i bästa fall verkar vagt vetenskapliga svar, återspeglar de faktiskt den vetenskapliga definitionen av liv på mobilnivå. I en värld som nu är full av maskiner som kan efterlikna människors och andra floraers handlingar och ibland överstiger människans produktion, är det viktigt att undersöka frågan "Vilka egenskaper har?" liv?"

Olika läroböcker och resurser online ger lite olika kriterier för vilka egenskaper som utgör funktionella egenskaper hos levande saker. För nuvarande ändamål, anser följande lista med attribut vara helt representativ för a levande organism:

• Organisation.
• Känslighet eller respons på stimuli.
• Fortplantning.
• Anpassning.
• Tillväxt och utveckling.
• Förordning.
• Homeostas.
• Ämnesomsättning.

Dessa kommer var och en att undersökas individuellt efter en kort avhandling om hur livet, oavsett vad det än är, troligen började på jorden och de viktigaste kemiska ingredienserna i levande saker.

Alla levande saker består av minst en cell. Medan prokaryot organismer, som inkluderar de inom klassificeringsdomänerna Bakterier och Archaea, är nästan alla encelliga, de i Eukaryota domän, som inkluderar växter, djur och svampar, har vanligtvis biljoner enskilda celler.

Även om cellerna själva är mikroskopiska, består även den mest grundläggande cellen av många molekyler som är mycket mindre. Över tre fjärdedelar av massan av levande saker består av vatten, joner och olika små organiska (dvs. innehåller kol) molekyler som sockerarter, vitaminer och fettsyror. Joner är atomer som bär en elektrisk laddning, såsom klor (Cl^-) eller kalcium (Ca²⁺).

Den återstående en fjärdedel av levande massa, eller biomassa, består av makromolekylereller stora molekyler tillverkade av små upprepande enheter. Bland dessa finns proteiner, som utgör de flesta av dina inre organ och består av polymerer, eller kedjor, av aminosyror; polysackarider, såsom glykogen (en polymer av det enkla sockerglukoset); och den nukleinsyra deoxiribonukleinsyra (DNA).

Mindre molekyler flyttas vanligtvis in i en cell enligt cellens behov. Cellen måste dock tillverka makromolekyler.

Hur livet började är en fascinerande fråga för forskare och inte bara för att lösa ett underbart kosmiskt mysterium. Om forskare med säkerhet kan avgöra hur livet på jorden först sparkades i växel, skulle de kanske lättare kunna förutsäga vilka främmande världar, om några, också troligen kommer att vara värd för någon form av liv.

Forskare vet att för ungefär 3,5 miljarder år sedan, bara en miljard eller så år efter att jorden först sammanfördes till en planet fanns prokaryota organismer, och att de, liksom dagens organismer, antagligen använde DNA som sitt genetiska material.

Det är också känt att RNA, en annan nukleinsyra, kan ha fördaterat DNA i någon form. Detta beror på att RNA, förutom att lagra information som kodas av DNA, också kan katalysera eller påskynda vissa biokemiska reaktioner. Det är också enkelsträngat och något enklare än DNA.

Forskare kan bestämma många av dessa saker genom att titta på de molekylära nivåerna mellan organismer som till synes har väldigt lite gemensamt. Framstegen inom teknik som började under senare delen av 1900-talet har ökat kraftigt vetenskapens verktygssats och erbjuder hopp om att detta visserligen svåra mysterium en dag kan vara definitivt löst.

Alla levande saker visar organisationeller beställ. Detta betyder i huvudsak att när man tittar noga på allt som lever är det organiserat på ett sätt som mycket osannolikt kommer att förekomma i icke-levande saker, såsom noggrann partitionering av cellinnehåll för att förhindra "självskada" och möjliggöra effektiv rörelse av kritiska molekyler.

Även de enklaste encelliga organismerna innehåller DNA, a cellmembranet och ribosomer, som alla är utsökt organiserade och utformade för att utföra specifika viktiga uppgifter. Här utgör atomer molekyler och molekyler utgör strukturer som skiljer sig från sin miljö på både fysiska och funktionella sätt.

Enskilda celler svarar på förändringar i deras inre miljö på förutsägbara sätt. Till exempel när en makromolekyl som glykogen är bristfälligt i ditt system tack vare en lång cykeltur som du precis avslutat, kommer dina celler att göra mer av det genom att aggregera molekyler (glukos och enzymer) som behövs för glykogensyntes.

På makronivå, några svar på stimuli i den extern miljö är uppenbara. En växt växer i riktning mot en jämn ljuskälla; du flyttar till ena sidan för att undvika att trampa i en pöl när din hjärna säger att den är där.

Förmågan att reproducera är en av de mest ihållande uppenbara egenskaperna hos levande saker. De bakteriekolonier som växer på den bortskämda maten i ett kylskåp representerar reproduktionen av mikroorganismer.

Alla organismer reproducerar identiska (prokaryoter) eller mycket liknande (eukaryoter) kopior av sig själva tack vare deras DNA. Bakterier kan bara reproducera asexually, vilket innebär att de helt enkelt delas i två för att ge identiska dotterceller. Människor, djur och till och med växter reproducerar sexuellt, vilket säkerställer genetisk mångfald av arten och därmed en större chans för artöverlevnad.

Utan förmågan att anpassa till förändrade miljöförhållanden, såsom temperaturförskjutningar, skulle organismer inte kunna upprätthålla den kondition som krävs för att överleva. Ju mer en organism kan anpassa sig, desto bättre är chansen att den kommer att överleva tillräckligt länge för att reproducera.

Det är viktigt att notera att "fitness" är artsspecifik. Vissa arkebakterier, till exempel, lever i nästan kokande heta ventilationsöppningar som snabbt skulle döda de flesta andra levande saker.

Tillväxt, det sätt på vilket organismer blir större och mer olika i utseende när de mognar och delta i metaboliska aktiviteter, bestäms i enorm omfattning av den information som kodas i deras DNA.

Denna information kan dock ge olika resultat i olika miljöer, och organismens cellulära maskineri "bestämmer" vilka proteinprodukter som ska tillverkas i högre eller lägre mängder.

Förordning kan ses som en samordning av andra processer som indikerar liv, såsom ämnesomsättning och homeostas.

Du kan till exempel reglera mängden luft som kommer in i lungorna genom att andas snabbare när du tränar, och när du är ovanligt hungrig kan du äta mer för att kompensera utgifterna för ovanligt stora mängder energi.

Homeostas kan betraktas som en mer stel form av reglering, där de acceptabla gränserna för "hög" och "låg" för ett givet kemiskt tillstånd ligger närmare varandra.

Exempel inkluderar pH (surhetsnivån inuti en cell), temperatur och förhållandet mellan nyckelmolekyler till varandra, såsom syre och koldioxid.

Detta upprätthållande av ett "stabilt tillstånd", eller mycket nära ett, är oumbärligt för levande saker.

Ämnesomsättning är kanske den mest slående ögonblickets egendom i livet som du sannolikt kommer att observera på vardagen. Alla celler har förmågan att syntetisera en molekyl som kallas ATPeller adenosintrifosfat, som används för att driva processer i cellen såsom reproduktion av DNA och proteinsyntes.

Detta möjliggörs eftersom levande saker kan använda energin i bindningarna av kolinnehållande molekyler, särskilt glukos och fettsyror, för att montera ATP, vanligtvis genom att tillsätta en fosfatgrupp till adenosindifosfat (ADP).

Bryta ned molekyler (katabolism) för energi är dock bara en aspekt av ämnesomsättningen. Att bygga större molekyler från mindre, vilket återspeglar tillväxt, är anabol sidan av ämnesomsättningen.