NộI Dung
- Đặc điểm của sinh vật sống
- Các phân tử của cuộc sống
- Nguồn gốc sự sống trên trái đất
- Cơ quan
- Đáp ứng với Kích thích
- Sinh sản
- Thích ứng
- Tăng trưởng và phát triển
- Quy định
- Cân bằng nội môi
- Sự trao đổi chất
Sống có nghĩa là gì? Ngoài những quan sát triết học hàng ngày như "một cơ hội đóng góp cho xã hội", hầu hết các câu trả lời có thể có dạng như sau:
Mặc dù những điều này có vẻ như là những phản ứng khoa học mơ hồ ở mức tốt nhất, nhưng chúng thực sự phản ánh định nghĩa khoa học về sự sống ở cấp độ tế bào. Trong một thế giới đầy rẫy những cỗ máy có thể bắt chước hành động của con người và hệ thực vật khác và đôi khi vượt quá sản lượng của con người, điều quan trọng là phải xem xét câu hỏi "Tính chất của sự sống là gì?"
Đặc điểm của sinh vật sống
Các cuốn sách và tài nguyên trực tuyến khác nhau cung cấp các tiêu chí hơi khác nhau cho các tính chất cấu thành các đặc điểm chức năng của sinh vật sống. Đối với các mục đích hiện tại, hãy xem xét danh sách các thuộc tính sau đây để đại diện đầy đủ cho một sinh vật sống:
Mỗi thứ này sẽ được khám phá riêng lẻ sau một chuyên luận ngắn gọn về sự sống, dù nó là gì, có khả năng bắt đầu trên Trái đất và các thành phần hóa học quan trọng của các sinh vật sống.
Các phân tử của cuộc sống
Tất cả các sinh vật sống bao gồm ít nhất một tế bào. Trong khi các sinh vật prokaryote, bao gồm những sinh vật trong các lĩnh vực phân loại Vi khuẩn và Archaea, hầu hết đều là đơn bào, những sinh vật trong miền Eukaryota, bao gồm thực vật, động vật và nấm, thường có hàng nghìn tỷ tế bào riêng lẻ.
Mặc dù bản thân các tế bào là kính hiển vi, ngay cả tế bào cơ bản nhất bao gồm rất nhiều phân tử nhỏ hơn rất nhiều. Hơn ba phần tư khối lượng của các sinh vật sống bao gồm nước, các ion và các phân tử hữu cơ nhỏ (tức là có chứa carbon) như đường, vitamin và axit béo. Các ion là các nguyên tử mang điện tích, chẳng hạn như clo (Cl-) hoặc canxi (Ca2+).
Một phần tư còn lại của khối lượng sống, hoặc sinh khối, bao gồm đại phân tửhoặc các phân tử lớn được làm từ các đơn vị lặp lại nhỏ. Trong số này có protein, tạo nên hầu hết các cơ quan nội tạng của bạn và bao gồm các polyme, hoặc chuỗi, của các axit amin; polysacarit, chẳng hạn như glycogen (một loại polymer của đường glucose đơn giản); và axit deoxyribonucleic axit nucleic (DNA).
Các phân tử nhỏ hơn thường được di chuyển vào một tế bào theo nhu cầu của tế bào. Tuy nhiên, tế bào phải sản xuất các đại phân tử.
Nguồn gốc sự sống trên trái đất
Làm thế nào cuộc sống bắt đầu là một câu hỏi hấp dẫn cho các nhà khoa học, và không chỉ nhằm mục đích giải quyết một bí ẩn vũ trụ tuyệt vời. Nếu các nhà khoa học có thể xác định chắc chắn cuộc sống trên Trái đất lần đầu tiên xuất hiện như thế nào, họ có thể dễ dàng dự đoán thế giới nước ngoài nào hơn, nếu có, cũng có khả năng lưu trữ một dạng sống nào đó.
Các nhà khoa học biết rằng khoảng 3,5 tỷ năm trước, chỉ khoảng một tỷ năm sau khi Trái đất lần đầu tiên kết hợp với một hành tinh, các sinh vật prokaryote tồn tại và giống như các sinh vật ngày nay, có lẽ họ đã sử dụng DNA làm vật liệu di truyền.
Người ta cũng biết rằng RNA, một axit nucleic khác, có thể có DNA trước ngày ở một số dạng. Điều này là do RNA, ngoài việc lưu trữ thông tin được mã hóa bởi DNA, còn có thể xúc tác hoặc tăng tốc, một số phản ứng sinh hóa nhất định. Nó cũng đơn chuỗi và hơi đơn giản hơn DNA.
Các nhà khoa học có thể xác định nhiều trong số những điều này bằng cách xem xét sự tương đồng ở cấp độ phân tử giữa các sinh vật dường như có rất ít điểm chung. Những tiến bộ trong công nghệ bắt đầu từ cuối thế kỷ 20 đã mở rộng đáng kể bộ công cụ khoa học và hy vọng rằng bí ẩn khó khăn được thừa nhận này một ngày nào đó có thể được giải quyết dứt điểm.
Cơ quan
Tất cả các sinh vật sống cho thấy cơ quanhoặc đặt hàng. Điều này về cơ bản có nghĩa là khi bạn nhìn kỹ vào bất cứ thứ gì còn sống, nó được tổ chức theo cách rất khó xảy ra trong những thứ không tồn tại, chẳng hạn như phân vùng cẩn thận các nội dung của tế bào để ngăn chặn "tự làm hại" và cho phép di chuyển hiệu quả các phân tử quan trọng.
Ngay cả những sinh vật đơn bào đơn giản nhất cũng chứa DNA, màng tế bào và ribosome, tất cả đều được tổ chức và thiết kế tinh xảo để thực hiện các nhiệm vụ quan trọng cụ thể. Ở đây, các nguyên tử tạo nên các phân tử và các phân tử tạo nên các cấu trúc tách biệt với môi trường của chúng theo cả hai cách vật lý và chức năng.
Đáp ứng với Kích thích
Các tế bào riêng lẻ phản ứng với những thay đổi trong chúng nội bộ môi trường theo những cách có thể dự đoán được. Ví dụ, khi một đại phân tử như glycogen bị thiếu hụt trong hệ thống của bạn nhờ một chuyến đi xe đạp dài mà bạn vừa hoàn thành, các tế bào của bạn sẽ tạo ra nhiều hơn bằng cách tổng hợp các phân tử (glucose và enzyme) cần thiết cho quá trình tổng hợp glycogen.
Ở cấp độ vĩ mô, một số phản hồi cho kích thích trong bên ngoài môi trường là hiển nhiên Một cây phát triển theo hướng của một nguồn sáng nhất quán; bạn di chuyển sang một bên để tránh bước vào vũng nước khi não bạn nói với bạn rằng nó ở đó.
Sinh sản
Khả năng tái sản xuất là một trong những đặc điểm rõ ràng nhất của các sinh vật sống. Các khuẩn lạc vi khuẩn phát triển trên thực phẩm hư hỏng trong tủ lạnh đại diện cho sự sinh sản của vi sinh vật.
Tất cả các sinh vật sao chép các bản sao giống hệt nhau (sinh vật nhân sơ) hoặc rất giống nhau (sinh vật nhân chuẩn) nhờ vào DNA của chúng. Vi khuẩn chỉ có thể sinh sản vô tính, có nghĩa là chúng chỉ đơn giản tách làm hai để tạo ra các tế bào con giống hệt nhau. Con người, động vật và thậm chí thực vật sinh sản hữu tính, đảm bảo sự đa dạng di truyền của loài và do đó cơ hội sống sót của loài cao hơn.
Thích ứng
Không có khả năng phỏng theo để thay đổi điều kiện môi trường, chẳng hạn như thay đổi nhiệt độ, các sinh vật sẽ không thể duy trì thể lực cần thiết cho sự sống còn. Càng nhiều sinh vật có thể thích nghi, cơ hội sống sót đủ lâu để sinh sản.
Điều quan trọng cần lưu ý là "thể dục" là đặc trưng cho loài. Một số vi khuẩn cổ, ví dụ, sống trong các lỗ thông hơi nóng gần như sôi, sẽ nhanh chóng giết chết hầu hết các sinh vật sống khác.
Tăng trưởng và phát triển
sự phát triển, cách thức mà các sinh vật trở nên lớn hơn và khác biệt hơn về ngoại hình khi chúng trưởng thành và tham gia vào các hoạt động trao đổi chất, được xác định ở một mức độ lớn bởi thông tin được mã hóa trong DNA của chúng.
Tuy nhiên, thông tin này có thể cung cấp kết quả khác nhau trong các môi trường khác nhau và bộ máy tế bào của sinh vật "quyết định" sản phẩm protein nào tạo ra với số lượng cao hơn hoặc thấp hơn.
Quy định
Quy định có thể được coi là sự phối hợp của các quá trình khác biểu thị sự sống, chẳng hạn như trao đổi chất và cân bằng nội môi.
Ví dụ, bạn có thể điều chỉnh lượng không khí đi vào phổi bằng cách thở nhanh hơn khi bạn tập thể dục, và khi bạn đói bất thường, bạn có thể ăn nhiều hơn để bù lại lượng năng lượng cao bất thường.
Cân bằng nội môi
Cân bằng nội môi có thể được coi là một hình thức điều tiết cứng nhắc hơn, với các ranh giới chấp nhận được là "cao" và "thấp" đối với một trạng thái hóa học nhất định gần nhau hơn.
Các ví dụ bao gồm pH (mức độ axit bên trong một tế bào), nhiệt độ và tỷ lệ của các phân tử quan trọng với nhau, chẳng hạn như oxy và carbon dioxide.
Việc duy trì một "trạng thái ổn định", hoặc rất gần với một, là không thể thiếu đối với các sinh vật sống.
Sự trao đổi chất
Sự trao đổi chất có lẽ là tài sản nổi bật nhất của cuộc sống mà bạn có thể quan sát hàng ngày. Tất cả các tế bào có khả năng tổng hợp một phân tử gọi là ATP, hoặc adenosine triphosphate, được sử dụng để điều khiển các quá trình trong tế bào như tái tạo DNA và tổng hợp protein.
Điều này được thực hiện bởi vì các sinh vật sống có thể sử dụng năng lượng trong liên kết của các phân tử có chứa carbon, đặc biệt là glucose và axit béo, để lắp ráp ATP, thường bằng cách thêm một nhóm phosphate vào adenosine diphosphate (ADP).
Phá vỡ các phân tử (dị hóa) cho năng lượng chỉ là một khía cạnh của sự trao đổi chất, tuy nhiên. Xây dựng các phân tử lớn hơn từ các phân tử nhỏ hơn, phản ánh sự tăng trưởng, là đồng hóa bên chuyển hóa.