Які основні функціональні характеристики всіх організмів?

Що означає бути живим? Окрім повсякденних філософських спостережень, таких як "можливість внести свій внесок у суспільство", більшість відповідей можуть мати наступну форму:

• "Вдихаючи і вдихаючи повітря".
• "Серцебиття".
• «Вживання їжі та питної води».
• "Реагуючи на зміни в навколишньому середовищі, як одяг для холодної погоди".
• "Створення сім'ї".

Хоча це в кращому випадку здаються неясними науковими відповідями, вони насправді відображають наукове визначення життя на клітинному рівні. У світі, де зараз багато машин, які іноді можуть імітувати дії людей та іншої флори значно перевищує людську продукцію, важливо вивчити питання "Які властивості життя? "

Різні підручники та Інтернет-ресурси надають дещо різні критерії того, які властивості складають функціональні характеристики живих істот. Для нинішніх цілей розгляньте наступний перелік атрибутів, який повністю представляє a живий організм:

• Організація.
• Чутливість або реакція на подразники.
• Розмноження.
• Адаптація.
• Зростання та розвиток.
• Регулювання.
• Гомеостаз.
• Обмін речовин.

Кожен з них буде досліджений окремо після короткого трактату про те, як життя, яким би воно не було, швидше за все почалося на Землі та ключовими хімічними інгредієнтами живих істот.

Все живе складається хоча б з одного клітинку. Поки прокаріотичний організми, до яких належать ті, що належать до доменів класифікації бактерій та архей, майже всі одноклітинні, Еукаріота домен, що включає рослини, тварини та гриби, зазвичай має трильйони окремих клітин.

Хоча самі клітини є мікроскопічними, навіть сама основна клітина складається з великої кількості молекул, які набагато менші. Понад три чверті маси живих істот складаються з води, іонів та різних дрібних органічних (тобто містять вуглець) молекул, таких як цукор, вітаміни та жирні кислоти. Іони - це атоми, що несуть електричний заряд, наприклад хлор (Cl^-) або кальцію (Ca²⁺).

Решта чверть живої маси, або біомаси, складається з макромолекули, або великі молекули, виготовлені з малих повторюваних одиниць. Серед них є білки, які складають більшу частину ваших внутрішніх органів і складаються з полімерів або ланцюгів амінокислоти; полісахариди, такі як глікоген (полімер простого цукру глюкози); та нуклеїнова кислота дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК).

Менші молекули зазвичай переміщуються в клітину відповідно до потреб цієї клітини. Однак клітина повинна виробляти макромолекули.

З чого почалося життя - це захоплююче питання для вчених, а не лише з метою розгадати чудову космічну таємницю. Якщо вчені зможуть з упевненістю визначити, як життя на Землі вперше почало працювати, вони могли б легше передбачити, які чужі світи, якщо такі є, також можуть прийняти певну форму життя.

Вчені знають, що приблизно 3,5 мільярда років тому, приблизно мільярд років або близько того після того, як Земля вперше зрослася в планети існували прокаріотичні організми, і, як і сучасні організми, вони, ймовірно, використовували ДНК як свій генетичний матеріал.

Також відомо, що РНК, інша нуклеїнова кислота, може мати попередньо датовану ДНК у якійсь формі. Це пов’язано з тим, що РНК, крім зберігання інформації, кодованої ДНК, може також каталізувати або пришвидшувати певні біохімічні реакції. Він також одноцепочечний і трохи простіший за ДНК.

Багато з цих речей вчені можуть визначити, розглядаючи схожість між організмами на молекулярному рівні, які, здавалося б, мають дуже мало спільного. Досягнення технологій, розпочаті у другій половині 20 століття, значно розширилися набору інструментів науки і сподіваємось, що ця загальновизнана таємниця колись може бути остаточно вирішено.

Показано все живе організації, або замовити. Це по суті означає, що коли ви уважно дивитесь на все, що живе, це організовано таким чином, що навряд чи трапиться у неживих такі речі, як ретельне розподіл вмісту клітин для запобігання "самопошкодження" та забезпечення ефективного руху критичних молекул.

Навіть найпростіші одноклітинні організми містять ДНК, a клітинна мембрана і рибосоми, які всі вишукано організовані та призначені для виконання конкретних життєво важливих завдань. Тут атоми складають молекули, а молекули - структури, які стоять окремо від навколишнього середовища як фізичним, так і функціональним чином.

Окремі клітини реагують на зміни у своїх внутрішній навколишнього середовища передбачуваними способами. Наприклад, коли макромолекула типу глікоген не вистачає у вашій системі завдяки тривалій їзді на велосипеді, яку ви щойно закінчили, ваші клітини будуть отримувати більше, агрегуючи молекули (глюкозу та ферменти), необхідні для синтезу глікогену.

На макрорівні деякі відповіді на подразники в зовнішній оточення очевидні. Рослина росте в напрямку постійного джерела світла; ви рухаєтеся вбік, щоб уникнути наступання в калюжі, коли ваш мозок говорить вам, що він там.

Здатність відтворювати є однією з найбільш постійно очевидних рис живого. Колонії бактерій, що ростуть на псується їжі в холодильнику, є розмноженням мікроорганізмів.

Усі організми відтворюють однакові (прокаріоти) або дуже схожі (еукаріоти) копії себе завдяки своїй ДНК. Бактерії можуть розмножуватися лише безстатевим шляхом, тобто вони просто діляться навпіл, отримуючи однакові дочірні клітини. Люди, тварини і навіть рослини розмножуються статевим шляхом, що забезпечує генетичне різноманіття виду і, отже, більший шанс на виживання виду.

Без можливості адаптуватися до мінливих умов навколишнього середовища, таких як перепади температур, організми не зможуть підтримувати фізичну форму, необхідну для виживання. Чим більше організм може адаптуватися, тим більше шансів у нього вижити достатньо довго для розмноження.

Важливо зауважити, що "фітнес" є видовим. Наприклад, деякі архебактерії живуть у майже киплячих гарячих теплових отворах, які швидко вбивають більшість інших живих істот.

Зростання, спосіб, яким організми стають більшими та різними за зовнішнім виглядом, коли дозрівають та брати участь в метаболічній діяльності, визначається у величезній мірі інформацією, закодованою в них ДНК.

Однак ця інформація може дати різні результати в різних середовищах, і клітинна техніка організму "вирішує", які білкові продукти робити у більшій чи меншій кількості.

Регулювання можна розглядати як координацію інших процесів, що свідчать про життя, таких як обмін речовин та гомеостаз.

Наприклад, ви можете регулювати кількість повітря, що надходить у ваші легені, швидше дихаючи під час тренування, а коли ви надзвичайно голодні, ви можете їсти більше, щоб компенсувати витрати на надзвичайно великі суми енергія.

Гомеостаз можна розглядати як більш жорстку форму регулювання, при цьому допустимі межі "високого" та "низького" для даного хімічного стану є ближчими.

Приклади включають рН (рівень кислотності всередині клітини), температуру та співвідношення ключових молекул одна до одної, таких як кисень та діоксид вуглецю.

Це підтримання "стійкого стану" або дуже близького до нього є необхідним для живих істот.

Обмін речовин є, мабуть, найбільш вражаючою властивістю кожного моменту життя, яку ви, напевно, спостерігаєте щодня. Усі клітини мають здатність синтезувати молекулу, яка називається АТФ, або аденозинтрифосфат, який використовується для керування процесами в клітині, такими як відтворення ДНК та синтез білка.

Це стало можливим, оскільки живі істоти можуть використовувати енергію в зв'язках вуглецевмісних молекул, зокрема глюкози та жирних кислот, для збирання АТФ, як правило, додаючи фосфатну групу до аденозиндифосфат (ADP).

Розщеплення молекул (катаболізм) для енергії, однак, є лише одним із аспектів метаболізму. Побудова більших молекул з менших, що відображає ріст, є анаболічний сторона метаболізму.