4.1: Що робить щось на життя?

Last updated
Save as PDF

Page ID: 8384

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Всі живі організми мають кілька ключових характеристик або функцій: порядок, чутливість або реакція на навколишнє середовище, розмноження, адаптація, ріст і розвиток, гомеостаз, переробка енергії та еволюція. Якщо розглядати разом, ці характеристики служать для визначення життя. Різні джерела можуть використовувати дещо інші терміни для опису цих характеристик, але основні ідеї завжди присутні.

Замовити

На фото зображена жаба світлого кольору, покрита яскраво-зеленими плямами. — **Малюнок\(\PageIndex{1}\):** Жаба являє собою високоорганізовану структуру, що складається з клітин, тканин, органів і систем органів. (кредит: «Івенго» /Вікісховище)

Організми - це високоорганізовані, скоординовані структури, які складаються з однієї або декількох клітин. Навіть дуже прості одноклітинні організми надзвичайно складні: всередині кожної клітини атоми складають молекули; вони, в свою чергу, складають органели клітин та інші клітинні включення. У багатоклітинних організмів, таких як жаба, показана на малюнку\(\PageIndex{1}\), подібні клітини утворюють тканини. Тканини, в свою чергу, співпрацюють для створення органів (структур тіла з чітко вираженою функцією). Органи працюють разом, утворюючи системи органів.

У цьому класі ми зосередимося на тому, як функціонують клітини, тому ми будемо концентруватися на біологічних молекулах, як вони складають клітини, і як ці клітини функціонують.

Чутливість або реакція на подразники

На фотографії Mimosa pudica зображена рослина з безліччю крихітних листя, з'єднаних з центральним стеблом. Чотири таких стебла з'єднуються між собою. — **Малюнок\(\PageIndex{2}\):** Листя цієї чутливої рослини (*Mimosa pudica*) миттєво обростуть і згорнуться при дотику. Через кілька хвилин рослина приходить в норму. (кредит: Алекс Ломас)

Організми реагують на різноманітні подразники. Наприклад, рослини можуть нахилятися до джерела світла, лазити по парканах і стінам або реагувати на дотики (рис.\(\PageIndex{2}\)). Навіть крихітні бактерії можуть рухатися до хімічних речовин або подалі від них (процес, який називається хемотаксисом) або світла (фототаксис).

розмноження

Одноклітинні організми розмножуються, спочатку дублюючи свою ДНК, а потім розділяючи її порівну, коли клітина готується до поділу, утворюючи дві нові клітини. Багатоклітинні організми часто виробляють спеціалізовані репродуктивні статеві (репродуктивні) клітини, які формуватимуть нових особин. Коли відбувається розмноження, ДНК передається від організму до потомства цього організму. ДНК містить інструкції для вироблення всіх фізичних ознак для організму. Це означає, що оскільки батьки та потомство поділяють ДНК, це гарантує, що потомство буде належати до одного виду і матиме подібні характеристики, такі як розмір та форма.

Зростання і розвиток

Всі живі істоти збільшуються в розмірах і/або змінюються протягом свого життя. Наприклад, людина виростає з дитини в дорослого і проходить такі процеси розвитку, як статеве дозрівання. Організми ростуть і розвиваються, дотримуючись конкретних інструкцій, кодованих їх генами (ДНК). Ці гени надають інструкції, які спрямовуватимуть клітинний ріст та розвиток, гарантуючи, що молодняк виду виросте, щоб демонструвати багато тих самих характеристик, що і його батьки, як кошенята, як показано на малюнку\(\PageIndex{3}\).

На фотографії зображена матінка-кішка, яка годує трьох кошенят: у одного помаранчево-біла таббі-шерсть, інша чорна з білою лапкою, а у третього - чорно-біла таббі-шерсть. — **Малюнок\(\PageIndex{3}\):** Хоча немає двох схожих, ці кошенята успадкували гени від обох батьків і мають багато однакових характеристик. (кредит: Скелясті гори котячих порятунку)

Гомеостаз і регуляція

На фото зображений білий пухнастий білий ведмідь. — **Малюнок\(\PageIndex{4}\):** Білі ведмеді (*Ursus maritimus*) та інші ссавці, що живуть у покритих льодом регіонах, підтримують температуру тіла, генеруючи тепло та зменшуючи втрати тепла через товсте хутро та щільний шар жиру під шкірою. (Кредит: «довгий орндейв» /Flickr)

Для того, щоб нормально функціонувати, клітини повинні мати відповідні умови, такі як належна температура, рН та відповідна концентрація різноманітних хімічних речовин. Однак ці умови можуть змінюватися від одного моменту до іншого. Організми здатні підтримувати внутрішні умови у вузькому діапазоні практично постійно, незважаючи на зміни навколишнього середовища, через гомеостаз (дослівно, «стійкий стан») —здатність організму підтримувати постійні внутрішні умови. Наприклад, організму потрібно регулювати температуру тіла за допомогою процесу, відомого як терморегуляція. Організми, які живуть в холодному кліматі, такі як білий ведмідь (рис.\(\PageIndex{4}\)), мають структури тіла, які допомагають їм витримувати низькі температури та зберігати тепло тіла. Структури, які допомагають у цьому типі ізоляції, включають хутро, пір'я, гумбу та жир. У жаркому кліматі організми мають методи (такі як потовиділення у людей або задишка у собак), які допомагають їм пролити надлишкове тепло тіла.

Навіть найменші організми складні і вимагають безлічі регуляторних механізмів для координації внутрішніх функцій, реагування на подразники та справляння зі стресами навколишнього середовища. Два приклади внутрішніх функцій, регульованих в організмі, - це транспорт поживних речовин і кровотік. Органи (групи тканин, що працюють разом) виконують специфічні функції, такі як перенесення кисню по всьому тілу, видалення відходів, доставка поживних речовин до кожної клітини та охолодження організму.

Переробка енергії

Фото показує каліфорнійський кондор в польоті з биркою на крилі. — **Малюнок\(\PageIndex{5}\):** Каліфорнійський кондор (*Gymnogyps californianus*) використовує хімічну енергію, отриману від їжі, для силового польоту. Каліфорнійські кондори - вид, що знаходиться під загрозою зникнення; цей птах має мітку крила, яка допомагає біологам ідентифікувати особина. (кредит: Тихоокеанський південно-західний регіон Служба риби та дикої природи США)

Всі організми використовують джерело енергії для своєї метаболічної діяльності. Деякі організми захоплюють енергію від сонця і перетворюють її в хімічну енергію в їжі (наприклад, трава та бактерії, які можуть виконувати фотосинтез); інші використовують хімічну енергію в молекулах, які вони приймають як їжу (наприклад, кондор, показаний на малюнку\(\PageIndex{5}\)).

Запит\(\PageIndex{1}\)

Activity

Запит\(\PageIndex{2}\)

Activity

Запит\(\PageIndex{3}\)

Activity

Посилання

Якщо не зазначено інше, зображення на цій сторінці ліцензуються відповідно до CC-BY 4.0 OpenStax.

Текст адаптований з: OpenStax, Концепції біології. OpenStax CNX. 25 травня 2017 р. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10...pts-of-Biology