نفسر ما هي الكائنات الحية وما هي الخصائص المشتركة التي تميزها عن المادة الخاملة.
ما هو الكائن الحي
من وجهة نظر مادة الاحياء، ال كائنات حية أو الكائنات الحية ، والمعروفة أيضًا باسم الكائنات الحية، هي أشكال معقدة للغاية من تنظيم المادة، قادرة على العمل كنظام مستمر مع مرور الوقت ، والتبادل الطاقة والمادة مع بيئتك.
هذه الأشكال من الحياة تختلف عن مادة خاملة من حيث أنها تمتثل لعمليات الوجود الأولية ، وهي:
- ال تَغذِيَة، وهذا هو ، تأخذ من بيئة (أو من كائنات أخرى) المواد اللازمة لإدامة وجودها.
- التفاعل ، أي إنشاء روابط من جميع الأنواع مع الكائنات الحية الأخرى ومع البيئة ، إما عن طريق منافسة، من تعاون، من تكافل أو من عداوة.
- ال التكاثر، وهذا هو ، تشكيل جديد فرادى من نفس الشيء محيط، والتي تبقى بعد استيفاء الكائن الحي دورة الحياة.
- ال الموت، أخيرًا ، هو العودة إلى بيئة قضيه و ال طاقة التي كانت موجودة ، والنهاية الحتمية لكل الحياة.
الكائنات الحية هي الهدف الأساسي للدراسة في علم الأحياء ، وهي (وفقًا للفرضية الأكثر قبولًا) نتيجة لعمليات كيميائية معقدة حدثت على كوكبنا في مراحلها البدائية من التكوين الجيولوجي.
أخيرًا ، تتمتع جميع الكائنات الحية بخصائص أساسية وعنصرية مشتركة ، والتي سنصفها بالتفصيل أدناه.
خصائص الكائنات الحية
1.لديهم درجة معينة من التنظيم الخلوي
تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا.جميع الكائنات الحية هي نتيجة تنظيم صارم للغاية للمادة التي تتكون منها ، والوحدة الأساسية لتنظيم الحياة هي زنزانة. هذا يعني أنه من الكائنات الأكثر تعقيدًا (مثل الثدييات) إلى أبسط (مثل بكتيريا) ، كلنا مكونون من خلايا.
في الواقع ، اعتمادًا على العدد الموجود ، يمكننا التحدث عن نوعين من الكائنات الحية:
- الكائنات الحية وحيدة الخليةالتي تتكون أجسامها من خلية واحدة. يمكن أن توجد هذه الكائنات بشكل فردي وبحري ، أو تشكل مستعمرات من الكائنات الحية التي تعيش معًا ، دون أن تتوقف أبدًا عن كونها كائنات مفردة وحيدة الخلية. على سبيل المثال: ملف الأميبات والبراميسيا ، كائنات مجهرية من الحياة الحرة
- الكائنات الحية متعدد الخلايا، التي تتكون أجسامها من الكثير من الخلايا من أنواع مختلفة ، منظمة على مستوى معقد بحيث تشكل أنسجة وأعضاء ، إلخ. في حالة هذه الكائنات ، تضحي الخلايا باستقلاليتها لتشكيل كيان أكثر تعقيدًا ، بحيث لا يستطيع أي منها البقاء على قيد الحياة بدون البقية. على سبيل المثال: الدجاج والأشجار والفطر و البشر.
تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا ، على الرغم من أن خلايا كل منها لها مستويات مختلفة من التعقيد: بعضها بسيط وقليل من العضيات ، والبعض الآخر أكثر تعقيدًا ويقوم بعمليات كيميائية حيوية متخصصة مختلفة: خلايا البشرة ، وخلايا العظام وخلايا العضلات ، على سبيل المثال ، فإنهم يؤدون مهامًا مختلفة ، وبالتالي لديهم تكوينات وأشكال وعضيات مختلفة.
2. يحافظون على النظام الداخلي أو التوازن
لكي تستمر الكائنات الحية في الحياة ، يجب أن تنظم أجسادهم وظائفها الحيوية وتحافظ على رشاقتها الرصيد داخلي. الحصول على الكثير (أو القليل جدًا) من عنصر غذائي معين ، وفقدان الكثير درجة الحرارة أو وجود القليل جدًا من الماء هي بعض الأمثلة على المواقف التي يمكن أن تكسر هذا التوازن وتعرض للخطر استمرارية الوجود.
للقيام بذلك ، طورت الكائنات الحية آليات مختلفة تسمح لها بمقاومة تأثير البيئة على أجسامها والتكيف مع المواقف للحفاظ على توازنها الداخلي.
على سبيل المثال ، عندما يكون الجو حارًا جدًا ، يتعرق جلدنا لترطيب نفسه وبالتالي فإن تبخر العرق يبردنا ؛ من ناحية أخرى ، عندما يكون الجو باردًا جدًا ، يرتجف جسمنا بحيث تولد حركة العضلات الحرارة. تحاول هذه التدابير مواجهة تأثير درجة حرارة البيئة على أجسامنا.
يحدث الشيء نفسه على المستوى الخلوي: يتم الحفاظ على خلايا الجسم بمستوى حموضة أعلى قليلاً من تلك الموجودة في البلازما ، لأن هذا يؤدي إلى نموها. تفاعلات كيميائية أساسي. للتأكد من أن قال الرقم الهيدروجيني يتم حفظها أو تحريرها أو تكديسها الأيونات وتترك البيئة حسب ما هو مناسب في ذلك الوقت.
3. تتفاعل مع المحفزات البيئية
لا توجد الكائنات الحية في فراغ ، ولكنها تتكاثر في بيئة تشترك فيها مع أشكال أخرى من الحياة ومع عمليات وديناميكيات وآليات طبيعية مختلفة ، وكثير منها له تأثير معين على التوازن.
لهذا السبب ، ترتبط الكائنات الحية بالبيئة ، أي أنها ترى المحفزات من حولها وتوجه نفسها في البيئة وفقًا لما يناسبها بشكل أفضل ، تمامًا كما نفعل عندما يكون الجو مشمسًا ونبحث عن الظل.
للقيام بذلك ، تمتلك الكائنات الحية أجهزة حسية مختلفة تربط خارج الجسم بداخل الجسم ، وهي قادرة على التعرف على المحفزات البيئية مثل يبدو، والضوء ، والرائحة ، ودرجة الحموضة ، وما إلى ذلك ، ثم التفاعل معها بطريقة مناسبة. بهذه الطريقة ، تتكيف الكائنات الحية مع بيئتها للحفاظ على نفسها.
على سبيل المثال ، معينة طوابق لديهم آلية توجيه ضوئي إيجابية ، أي أنهم يغيرون موضع أوراقهم وسيقانهم اعتمادًا على وجود الشمس ، من أجل تعريضهم لأكبر قدر ممكن من ضوء الشمس. ضوء الشمس (ضروري ل البناء الضوئي).
من ناحية أخرى ، فإن النباتات الأخرى ، الأقل احتياجًا لأشعة الشمس ، لها اتجاه ضوئي سلبي وتميل إلى الهروب من الشمس ، مما يحد من كمية الضوء التي تتلقاها أوراقها أو يخففها. بهذه الطريقة ، تتكيف النباتات مع كمية واتجاه ضوء الشمس المحيط ، اعتمادًا على ما يناسبها بشكل أفضل.
4. يمرون بدورة حياة
يكون كل كائن حي في مرحلة ما من دورة حياته أو دائرته ، أي في مجموعة المراحل أو اللحظات الحيوية التي يجب أن يمر بها من الولادة إلى الموت. يمكن أن تكون دورات الحياة مختلفة تمامًا عن بعضها البعض ، وهذا هو السبب في أن بعض الكائنات الحية تدوم طويلًا وتؤدي إلى حياة بطيئة ، بينما يعيش البعض الآخر بشكل محموم ويموت بسرعة.
تتكون كل دورة حياة من المراحل التالية:
- ولادة، ظهور فرد جديد من نوع في العالم ، إما بطرده من الرحم ، أو فقس بيضة ، أو الخروج من خلية سابقة.
- زيادة، وهي مرحلة تراكم الموارد من البيئة لاستثمارها في توسع الجسم نفسه ، أي في زيادة الحجم والتعقيد ، أو تطوير أعضاء جديدة أو الاستعداد ل التحول.
- التكاثر، وهي المرحلة التي يصل فيها الأفراد إلى أقصى نقطة من النمو والتغيير والنضج ، والاستعداد لجلب أعضاء جدد من الأنواع إلى العالم.
- شيخوخة و الموت، مرحلة من الفقدان التدريجي للتوازن الداخلي وضعف الوظائف الحيوية ، والتي تنتهي بشكل أو بآخر بالموت.
5. لديهم عملية التمثيل الغذائي
تحتاج جميع الكائنات الحية إلى المادة والطاقة للحفاظ على استمرار دوراتها البيوكيميائية ، وكذلك لإصلاح نفسها أو الحركة أو النمو أو إجراء تحول.
يجب أن تأتي هذه الطاقة والمادة من مكان ما ، ولهذا يوجد التمثيل الغذائي، أي القدرة على معالجة العناصر الغذائية من البيئة وتخزينها للقيام بالمهام اللاحقة. خلاف ذلك ، علينا أن نأكل طوال اليوم للحفاظ على أنفسنا.
هناك العديد من أشكال التمثيل الغذائي ، اعتمادًا على كل شكل من أشكال الحياة ، ولكنها بشكل عام تتكون من سلاسل من التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الجسم بطريقة محددة ومضبوطة ، من مواد معينة مأخوذة من البيئة والتي عندما تتحول ، فهي بمثابة وقود للجسم.
على سبيل المثال ، يتطلب جسم الإنسان مواد عضوية للتكسير وبالتالي الحصول على الجلوكوز ، وهو نوع من السكر مفيد جدًا كيميائيًا. ثم يتأكسد السكر المذكور (أي أنه يتفاعل مع الأكسجين المأخوذ من البيئة عند التنفس) ويخضع لعمليات كيميائية حيوية مختلفة.
نتيجة لذلك ، فإن جزيئات الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، جزيء نقي الطاقة الكيميائية والتي يمكن استخدامها للعديد من الأغراض المختلفة.
هناك نوعان من عمليات التمثيل الغذائي الأساسية:
- ال بناء، والذي يتكون من التأليف مواد معقدة من أبسط ، كما تفعل النباتات عن طريق الجمع بين الماء وضوء الشمس و ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لتكوين مجموعة واسعة من السكريات والنشويات ، وهي ضرورية للحفاظ على الجسم يعمل.
- ال الهدم، والتي تتكون من عملية عكسية: تحطيم المواد المعقدة إلى مواد أبسط ، بشكل عام بمساعدة البروتينات مكالمات متخصصة الانزيمات، تمامًا كما نفعل مع المادة العضوية التي نتناولها عندما نأكل ، ونقسمها إلى العناصر الغذائية المختلفة التي نحتاج إلى امتصاصها أثناء الهضم.
وبالمثل ، تتكون الأيض من نوعين من الدورة ، وهما:
- دورة المواد ، أي تلك المخصصة للحصول على المواد المغذية التي تعمل على بناء أنسجة جديدة ، خاصة في مراحل النمو أو الإصلاح ، أو لتصنيع مواد لغرض معين ، مثل الخلايا التناسلية.
- دورة الطاقة ، أي تلك المخصصة للحصول على الطاقة للحفاظ على عمل الجسم أو القيام بمهام أخرى لاحقًا. بالنسبة للأخير ، يجب الحفاظ على الطاقة بطريقة ما ، بشكل عام عن طريق تصنيع المواد (مثل الدهون) التي يمكن بعد ذلك تفكيكها لاستعادة الطاقة الموجودة في محتوياتها. الجزيئات.
6. تتغذى وتفرز
للحفاظ على استمرار عملية التمثيل الغذائي ، يجب أن تحصل الكائنات الحية على المادة والطاقة من البيئة ، ويمكن القيام بذلك بعدة طرق مختلفة. ولكن بمجرد الحصول على المادة ومعالجتها ، يجب على أجسامهم أيضًا التخلص من المركبات غير المفيدة أو التي تشكل خطورة عليهم ، أي التي تفرز.
- ال تَغذِيَة. يتكون من أخذ المواد اللازمة من البيئة لبدء عملية التمثيل الغذائي. ويشمل ذلك تناول المواد العضوية وغير العضوية لتغذية عمليات التمثيل الغذائي المختلفة مثل التنفس أو التمثيل الضوئي. تُعرف الكائنات القادرة على صنع طعامها ، مثل النباتات ، باسم التغذية الذاتية؛ يُعرف أولئك الذين يتناولون الطعام بدلاً من ذلك من الكائنات الحية الأخرى أو من المواد التي يطلقونها ، كما هو الحال مع الحيوانات ، باسم غيرية التغذية. هذا الأخير ، بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون مستهلكين أساسيين (يتغذون على كائنات ذاتية التغذية) ، أو مستهلكين ثانويين (يتغذون على المستهلكين الأساسيين أو غيرهم من المستهلكين الثانويين) أو يتغذون (يتغذون على النفايات والحطام).
- إفراز. تتكون عملية الإفراز من إطلاق تلك المواد في البيئة التي يتم إنتاجها أثناء سلسلة التمثيل الغذائي ، ولكنها عديمة الفائدة أو خطرة على الجسم. على سبيل المثال ، في حالة البشر ، يكون جهاز الإخراج مسؤولاً عن جمع الأمونيا (NH4) المتولدة أثناء التنفس ، بالإضافة إلى المواد الأخرى ، طردها من الجسم عن طريق البول. بطبيعة الحال ، يمكن أن يكون إفراز بعض الكائنات الحية بمثابة مادة مغذية للآخرين.
7. يتكاثرون
توجد الحياة على أساس تكاثرها: كل الكائنات الحية تأتي من كائنات حية أخرى كانت موجودة قبلها ، سواء كنا نتحدث عن البشر ، الفطروالنباتات وما إلى ذلك تولد الحياة حياة جديدة ، ولهذا يمكن أن تلجأ إلى عمليات ذات طبيعة مختلفة ، مثل:
- ال التكاثر اللاجنسي، حيث يعطي الكائن الحياة إلى آخر متطابق وراثيًا (أو مشابه جدًا ، إذا تم إنتاجه الطفرات عشوائي) إلى سلف، من خلال انقسام الخلايا وتكرار المادة الوراثية. هذه هي أقدم طرق التكاثر الموجودة ، وهي سمة من سمات الكائنات أحادية الخلية الأكثر بدائية ، مثل البكتيريا. تتغذى البكتيريا على البيئة ، وتنمو في الحجم ، ثم تنقسم إلى نوعين من البكتيريا ، مما سيعيد بدء الدورة.
- ال التكاثر الجنسي، أكثر تعقيدًا من اللاجنسي والنموذجي للكائنات الحية متعددة الخلايا ، يتطلب تعاون كائنين حيين من نفس النوع (أنثى ورجل واحد) للانضمام إلى خلاياهم الجنسية أو الأمشاج والجمع بين نصفهم المعلومات الجينية. وبالتالي ، يتم إنتاج فرد جديد تمامًا ، مع تزويده بـ الحمض النووي الخاصة ، نتيجة الاندماج العشوائي للحمض النووي لوالديها. هذه هي الطريقة التي يتكاثر بها البشر: بعد اندماج البويضة والحيوان المنوي ، يأتي عضو جديد من النوع إلى العالم.
8. تتطور
تتطور يتكيف على المدى الطويل للبيئة. إنها عملية لا تنفذها الكائنات الحية فعليًا بشكل فردي ، ولكنها تؤثر على الأنواع ككل ، حيث يقدم النسل سمات معينة مفيدة لهم للتعامل مع البيئة والتنافس بشكل أكثر فائدة مع الكائنات الحية المنافسة الأخرى.
ال تطور إنها مسؤولة عن حقيقة أن نفس مجتمع الكائنات الحية ، المنتشر في بيئتين مختلفتين ، ينتهي به الأمر إلى إنتاج نوعين مختلفين بعد انقضاء أجيال عديدة. هذا هو السبب ، على سبيل المثال ، ذلك الحيوانات والنباتات تختلف في كل قارة ، على الرغم من حقيقة أن العديد من الأنواع لها سمات متشابهة للغاية ، لأنها مرتبطة تطوريًا.