Indhold
- Karakteristika ved levende ting
- Livets molekyler
- Origins of Life on Earth
- Organisation
- Svar på Stimuli
- Reproduktion
- Tilpasning
- Vækst og udvikling
- Regulering
- Homøostase
- Metabolisme
Hvad betyder det at være i live? Bortset fra filosofiske observationer i hverdagen som "en mulighed for at bidrage til samfundet" kan de fleste svar have form af følgende:
Selvom disse i bedste fald ligner vagt videnskabelige svar, afspejler de faktisk den videnskabelige definition af liv på celleniveau. I en verden, der nu er fyldt med maskiner, der kan efterligne handlinger fra mennesker og anden flora og sommetider meget overstiger menneskelig produktion, er det vigtigt at undersøge spørgsmålet, "Hvad er egenskaberne ved livet?"
Karakteristika ved levende ting
Forskellige bøger og online ressourcer giver lidt forskellige kriterier for, hvilke egenskaber der udgør de funktionelle egenskaber ved levende ting. Overvej følgende liste med attributter til at være repræsentative for en levende organisme til det nuværende formål:
Disse vil hver blive udforsket individuelt efter en kort afhandling om, hvordan livet, uanset hvad det måtte være, sandsynligvis fik sin start på Jorden og de vigtigste kemiske ingredienser i levende ting.
Livets molekyler
Alle levende ting består af mindst en celle. Mens prokaryotiske organismer, der inkluderer dem i klassificeringsdomænerne Bakterier og Archaea, næsten alle er encellede, har de i Eukaryota-domænet, der inkluderer planter, dyr og svampe, typisk billioner af individuelle celler.
Selvom cellerne i sig selv er mikroskopiske, består selv den mest basale celle af mange molekyler, der er langt mindre. Over tre fjerdedele af massen af levende ting består af vand, ioner og forskellige små organiske (dvs. indeholdende kulstof) molekyler såsom sukkerarter, vitaminer og fedtsyrer. Ioner er atomer med elektrisk ladning, såsom klor (Cl-) eller calcium (Ca2+).
Den resterende fjerdedel af den levende masse, eller biomasse, består af makromolekyler, eller store molekyler fremstillet af små gentagne enheder. Blandt disse er proteiner, der udgør det meste af dine indre organer og består af polymerer eller kæder af aminosyrer; polysaccharider, såsom glycogen (en polymer med den enkle sukkerglukose); og nukleinsyren deoxyribonukleinsyre (DNA).
Mindre molekyler flyttes normalt ind i en celle, alt efter som cellerne har brug for. Cellen skal dog fremstille makromolekyler.
Origins of Life on Earth
Hvordan livet kom i gang er et fascinerende spørgsmål for forskere og ikke kun med det formål at løse et vidunderligt kosmisk mysterium. Hvis forskere med sikkerhed kan bestemme, hvordan livet på Jorden først blev sparket i gear, kan de muligvis lettere forudsige, hvilke fremmede verdener, hvis nogen, også sandsynligvis er vært for en form for liv.
Videnskabsmænd ved, at for omkring 3,5 milliarder år siden, kun en milliard år siden, efter at Jorden først blev sammenblandet i en planet, eksisterede der prokaryote organismer, og at de, ligesom i dag organismer, sandsynligvis brugte DNA som deres genetiske materiale.
Det er også kendt, at RNA, en anden nukleinsyre, kan have foruddateret DNA i en eller anden form. Dette skyldes, at RNA ud over at lagre information kodet af DNA også kan katalysere eller fremskynde visse biokemiske reaktioner. Det er også enkeltstrenget og lidt enklere end DNA.
Forskere er i stand til at bestemme mange af disse ting ved at se på molekylære ligheder mellem organismer, der tilsyneladende har meget lidt til fælles. Fremskridt inden for teknologi, der starter i den sidste del af det 20. århundrede, har udvidet videnskabsværktøjskassen meget og giver håb om, at dette ganske vist vanskelige mysterium en dag kan blive endeligt løst.
Organisation
Alle levende ting viser organisationeller ordre. Dette betyder i det væsentlige, at når man ser nøje på alt, hvad der er i live, er det organiseret på en måde, der meget usandsynligt kan forekomme i ikke-levende ting, såsom omhyggelig opdeling af celleindhold for at forhindre "selvskading" og muliggøre en effektiv bevægelse af kritiske molekyler.
Selv de enkleste encellede organismer indeholder DNA, en cellemembran og ribosomer, som alle er udsøgt organiseret og designet til at udføre specifikke vitale opgaver. Her udgør atomer molekyler, og molekyler udgør strukturer, der adskiller sig fra deres miljø på både fysiske og funktionelle måder.
Svar på Stimuli
Individuelle celler reagerer på ændringer i deres indre miljø på forudsigelige måder. For eksempel, når en makromolekyle som glykogen er mangelvare i dit system takket være en lang cykeltur, du lige har afsluttet, vil dine celler gøre mere af det ved at aggregere molekyler (glukose og enzymer), der er nødvendige til glykogensyntese.
På makroniveau er der nogle svar på stimuli i the udvendig miljø er indlysende. En plante vokser i retning af en konsistent lyskilde; du bevæger dig til den ene side for at undgå at træde i en pyt, når din hjerne fortæller dig, at den er der.
Reproduktion
Evnen til reproducere er en af de mest vedvarende åbenlyse træk ved levende ting. Bakteriekolonierne, der vokser på den ødelagte mad i et køleskab, repræsenterer reproduktion af mikroorganismer.
Alle organismer gengiver identiske (prokaryoter) eller meget ens (eukaryoter) kopier af sig selv takket være deres DNA. Bakterier kan kun gengive aseksuelt, hvilket betyder, at de simpelthen opdeles i to for at give identiske datterceller. Mennesker, dyr og endda planter formerer sig seksuelt, hvilket sikrer arternes genetiske mangfoldighed og dermed en større chance for artsoverlevelse.
Tilpasning
Uden evnen til tilpasse til ændrede miljøforhold, såsom temperaturskift, ville organismer ikke være i stand til at opretholde den egnethed, der er nødvendig for at overleve. Jo mere en organisme kan tilpasse sig, jo større er chancen for at den overlever længe nok til at formere sig.
Det er vigtigt at bemærke, at "fitness" er artsspecifik. Nogle archaebacteria lever for eksempel i næsten kogende varme termiske ventilationsåbninger, der hurtigt ville dræbe de fleste andre levende ting.
Vækst og udvikling
Vækst, den måde, hvorpå organismer bliver større og mere forskellige i udseende, når de modnes og deltager i metaboliske aktiviteter, bestemmes i enormt omfang af den information, der er kodet i deres DNA.
Denne information kan imidlertid give forskellige resultater i forskellige miljøer, og organismernes cellulære maskiner "beslutter", hvilke proteinprodukter der skal laves i højere eller lavere mængder.
Regulering
Regulering kan betragtes som koordinering af andre processer, der indikerer liv, såsom stofskifte og homeostase.
For eksempel kan du regulere mængden af luft, der kommer ind i dine lunger ved at trække vejret hurtigere, når du træner, og når du er usædvanligt sulten, kan du spise mere for at udligne udgifterne til usædvanligt høje mængder energi.
Homøostase
Homøostase kan betragtes som en mere stiv form for regulering, hvor de acceptable grænser for "høj" og "lav" for en given kemisk tilstand er tættere på hinanden.
Eksempler inkluderer pH (surhedsgraden inde i en celle), temperatur og forholdet mellem nøglemolekyler og hinanden, såsom ilt og kuldioxid.
Denne vedligeholdelse af en "stabil tilstand" eller meget tæt på den er uundværlig for levende ting.
Metabolisme
Metabolisme er måske den mest slående øjeblik-til-øjeblik egenskab i livet, som du sandsynligvis vil observere på hverdagen. Alle celler har evnen til at syntetisere et molekyle kaldet ATP eller adenosin-triphosphat, som bruges til at drive processer i cellen, såsom reproduktion af DNA og proteinsyntese.
Dette gøres muligt, fordi levende ting kan bruge energien i bindingerne af kulstofholdige molekyler, især glukose og fedtsyrer, til at samle ATP, normalt ved at tilsætte en fosfatgruppe til adenosindiphosphat (ADP).
Nedbrydning af molekyler (katabolisme) for energi er imidlertid kun et aspekt af metabolismen. At opbygge større molekyler fra mindre molekyler, der reflekterer vækst, er anabolske side af stofskiftet.