נראה כי ההבדלים בין החיים ללא-החיים נראים מייד. עם זאת, הכל לא פשוט. מדענים טוענים כי כישורים בסיסיים כמו תזונה, נשימה ותקשורת בינם לבין עצמם, הם סימן לא רק לאורגניזמים חיים. כפי שאנשים שחיו בתקופת האבן האמינו שאפשר לכנות כולם חיים ללא יוצא מן הכלל. אלה אבנים ועשב ועצים.
במילה אחת, כל הטבע שמסביב יכול להיקרא לחיות. עם זאת, מדענים מודרניים מבחינים בתכונות ייחודיות יותר. יתרה מזאת, גורם הצירוף מקרי של כל התכונות של האורגניזם המפליט חיים הוא בהחלט חשוב מאוד. זה הכרחי כדי לקבוע ביסודיות את ההבדלים בין לחיות ללא חיים.
המהות והתכונות הבסיסיות של אורגניזם חי
אינטואיציה בנאלית מאפשרת לכל אדם ליצור הקבלה בין החיים ללא החיים.
עם זאת, לפעמים אנשים מתקשים בכדי לזהות נכון את ההבדלים העיקריים בין חיים ללא חיים. לדברי אחד הכותבים המבריקים, גוף חי מורכב כולו מאורגניזמים חיים, והלא-חיים - מאי-חיים. בנוסף לטאוטולוגיות כאלה במדע, ישנן תזות המשקפות בצורה מדויקת יותר את מהות השאלה. למרבה הצער, אפילו ההשערות הללו ממש לא מספקות תשובות לכל הדילמות הקיימות.
כך או אחרת, ההבדלים בין אורגניזמים חיים, גופים בעלי טבע דומם עדיין נחקרים ומנותחים. הנמקותיו של אנגלס, למשל, נפוצות מאוד. דעתו היא שהחיים לא יכולים להימשך ממש בלי התהליך המטבולי הטמון בגופי חלבון. תהליך זה, בהתאם, אינו יכול להתרחש ללא תהליך של אינטראקציה עם אובייקטים בעלי טבע חי. להלן אנלוגיה של נר בוער ועכבר חי או חולדה. ההבדלים הם בכך שהעכבר חי בגלל תהליך הנשימה, כלומר בגלל חילופי חמצן ופחמן דו חמצני, ותהליך השריפה מתבצע רק בנר, אם כי חפצים אלה נמצאים באותם שלבי חיים. מהדוגמה הממחישה הזו עולה כי חילופי דברים הדדיים עם הטבע מתאפשרים לא רק במקרה של חפצים חיים, אלא גם במקרה של לא-חיים. על סמך המידע שלעיל, אי אפשר לקרוא למטבוליזם הגורם העיקרי בסיווג העצמים החיים. זה מראה כי קביעת ההבדלים בין אורגניזמים חיים ואינם חיים היא משימה גוזלת זמן רב.
לתודעת האנושות, מידע זה הגיע מזמן. לפי פילוסוף המבחן מצרפת ד 'דידרו, ניתן בהחלט להבין מהו תא אחד זעיר, ובעיה גדולה מאוד היא להבין את מהותו של האורגניזם כולו. על פי מדענים רבים, רק שילוב של מאפיינים ביולוגיים ספציפיים יכול לתת מושג מהו אורגניזם חי ומה ההבדל בין טבע חי ללא חיים.
רשימת תכונות של אורגניזם חי
המאפיינים של אורגניזמים חיים כוללים:
- התוכן של הביופולימרים הדרושים והחומרים הנושאים תכונות תורשתיות.
- המבנה התאית של האורגניזמים (הכל חוץ מוירוסים).
- חילופי אנרגיה וחומרים עם המרחב שמסביב.
- היכולת להתרבות ולהתרבות אורגניזמים דומים הנושאים תכונות תורשתיות.
בסיכום כל המידע שתואר לעיל, כדאי לומר שרק גופים חיים יכולים לאכול, לנשום ולהתרבות. ההבדל בין שאינם חיים הוא שהם יכולים להתקיים רק.
החיים הם קוד
אנו יכולים להסיק כי הבסיס לכל תהליכי החיים הם חלבונים (חלבונים) וחומצות גרעין. מערכות עם רכיבים כאלה מאורגנות בצורה מורכבת. את ההגדרה הקצר ביותר ואף על פי כן הקפיציוני העלה הביולוג המפורסם מאמריקה בשם טיפלר, שהפך ליוצר הפרסום שנקרא "פיזיקה של אלמוות". לדבריו, רק זה המכיל חומצה גרעין יכול להיות מוכר כיצור חי. כמו כן, לדברי המדען, החיים הם סוג מסוים של קוד. בהתאם לדעה זו, כדאי להציע כי רק על ידי שינוי קוד זה תוכלו להשיג חיי נצח והיעדר הפרעות בריאות אנושיות. אין זה אומר שההשערה הזו הדהדה את כולם, אך עדיין הופיעו כמה מחסידיה. הנחה זו נוצרה במטרה לבודד את יכולתו של אורגניזם חי לצבור ולעבד מידע.
בהתחשב בכך ששאלת ההבדל בין חיים ללא חיים עד היום נותרה נושא לדיונים רבים, הגיוני להוסיף למחקר בחינה מפורטת של מבנה מרכיבי החיים והלא חיים.
המאפיינים החשובים ביותר של מערכות חי
מבין המאפיינים החשובים ביותר של מערכות חיים, פרופסורים רבים למדעי הביולוגיה מבחינים:
- קומפקטיות.
- היכולת לעשות סדר מתוך אקראיות קיימת.
- חילופי מידע אמיתיים, אנרגיים ומידע עם המרחב שמסביב.
תפקיד חשוב ממלאים מה שנקרא "לולאות משוב" הנוצרות בתוך אינטראקציות אוטוקאטליות.
החיים עולים באופן משמעותי על זנים אחרים של קיום החומר מבחינת המגוון של המרכיבים הכימיים והדינמיקה של תהליכים המתרחשים באישיות חיים. המבנה הקומפקטי של אורגניזמים חיים הוא תוצאה של העובדה שהמולקולות מסודרות בנוקשות.
במבנה של אורגניזמים דוממים, מבנה התא הוא פשוט, אך לא כך לחיות.
לאחרונים יש עבר, שמוצדק בזיכרון הסלולרי. זהו גם הבדל משמעותי בין אורגניזמים חיים ללא חיים.
תהליך החיים של הגוף קשור ישירות לגורמים כמו תורשה ושונות. באשר למקרה הראשון, הסימפטומים מועברים לאנשים צעירים מגילאים מבוגרים, והם מעט רגישים להשפעות סביבתיות. במקרה השני ההפך הוא הנכון: כל חלקיק בגוף משתנה עקב אינטראקציה עם גורמים סביבתיים.
ראשית החיים הארציים
ההבדלים בין אובייקטים טבעיים, אורגניזמים שאינם חיים ואלמנטים אחרים מרגשים את דעתם של מדענים רבים. לטענתם, נודע על החיים עלי אדמות מהרגע שהמושג מה זה DNA ולמה נוצר.
באשר למידע על מעבר של תרכובות חלבון פשוטות למורכבות יותר, טרם התקבלו נתונים אמינים בנושא זה. יש תיאוריה של התפתחות ביוכימית, אך היא מוצגת רק במונחים כלליים. תיאוריה זו אומרת כי בין שקעים, שהם קרישים של תרכובות אורגניות מטבעם, מולקולות של פחמימות מורכבות יכולות "להתחתן", מה שהוביל להיווצרות קרום תאים פשוט שייצב את השקעים. ברגע שמולקולת החלבון הייתה מחוברת לשכבה, הופיע תא דומה נוסף, בעל היכולת לצמוח ולהתחלק עוד יותר.
הצעד הגוזל ביותר בתהליך הוכחת השערה זו הוא טיעון היכולת של אורגניזמים חיים להתחלק. אין ספק שידע אחר יחזק את מודל הופעת החיים, הנתמך על ידי ניסיון מדעי חדש. עם זאת, ככל שהחדש חזק יותר מהישן, כך קשה יותר להסביר כיצד בדיוק נראה "חדש" זה. בהתאם לכך, כאן תמיד נדבר על נתונים מקורבים ולא על פרטים.
תהליכי יצירה
כך או אחרת, השלב החשוב הבא ביצירת אורגניזם חי הוא שחזור הממברנה המגנה על התא מפני גורמים סביבתיים מזיקים. הקרומים הם השלב הראשוני במראה התא, המשמש כקישור הייחודי שלו. כל תהליך, שהוא תכונה של אורגניזם חי, מתרחש בתוך התא. מספר עצום של פעולות שמשמשות בסיס לחיי התא, כלומר אספקת החומרים, האנזימים והחומרים הדרושים, מתרחשים בתוך הממברנות. במצב זה אנזימים ממלאים תפקיד חשוב מאוד שכל אחד מהם אחראי לתפקוד ספציפי. עקרון הפעולה של מולקולות אנזים הוא שחומרים פעילים אחרים מבקשים להצטרף אליהם מייד. בשל כך, התגובה בתא מתרחשת כמעט כהרף עין.
מבנה התא
מתוך קורס ביולוגיה של בית הספר היסודי, ברור כי הסינתזה של חלבונים ורכיבים חיוניים אחרים בתא אחראית בעיקר לציטופלזמה. כמעט כל תא אנושי מסוגל לסנתז יותר מ- 1000 חלבונים שונים. בעוצמה, תאים אלה יכולים להיות מילימטר או מטר, דוגמה לכך הם מרכיבי מערכת העצבים בגוף האדם. לרוב סוגי התאים יש יכולת התחדשות, אך ישנם יוצאים מן הכלל, שכבר מוזכרים תאי עצב וסיבי שריר.
מהרגע שהחיים התחילו לראשונה טבעו של כדור הארץ מתפתח ומודרניזציה כל הזמן. האבולוציה נמשכת כבר כמה מאות מיליוני שנים, אולם כל הסודות והעובדות המעניינות לא נחשפו עד היום. צורות החיים על פני כדור הארץ מחולקות לגרעין וגרעיני, חד-תאיים ורב-תאיים.
אורגניזמים חד-תאיים מאופיינים בכך שכל התהליכים החשובים מתרחשים בתא בודד. להיפך, רב תאים מורכבים מתאים זהים רבים המסוגלים לחלק ולקיום אוטונומי, אך בכל זאת מסודרים לכדי שלם אחד. אורגניזמים רב-תאיים תופסים מרחב עצום על פני כדור הארץ. קבוצה זו כוללת אנשים, בעלי חיים, וצמחים, והרבה, הרבה יותר. כל אחד מהשיעורים הללו מחולק למינים, תת-מין, מין, משפחות ועוד. לראשונה הושג ידע על רמות ארגון החיים על פני כדור הארץ על ידי חווית חיות הבר. השלב הבא קשור ישירות לאינטראקציה עם חיות הבר. כדאי גם ללמוד בפירוט את כל המערכות והתת-מערכות של העולם.
ארגון של אורגניזמים חיים
- מולקולרית
- סלולרי
- רקמות.
- איבר.
- אונטוגנטית.
- אוכלוסייה.
- מינים.
- ביוגוצנטרי.
- ביוספרה.
בתהליך חקר הרמה הגנטית המולקולרית הפשוטה ביותר, הגיע קריטריון המודעות הגבוה ביותר. תיאוריה תורשתית כרומוזומלית, ניתוח מוטציות, מחקר מפורט על תאים, וירוסים ופאגים שימשו בסיס לגילוי המערכות הגנטיות הבסיסיות.
ידע לדוגמא על הרמות המבניות של מולקולות הושג באמצעות השפעה של גילוי התיאוריה התאית על מבנה של אורגניזמים חיים. באמצע המאה ה -19 אנשים לא ידעו שהגוף מורכב מרכיבים רבים, והאמינו שהכל סגור על התא. ואז זה הושווה לאטום. המדען המפורסם באותה תקופה מצרפת, לואי פסטר, הציע כי ההבדל החשוב ביותר בין אורגניזמים חיים לאורגניזמים שאינם חיים הוא אי שוויון מולקולרי, האופייני רק לטבע החי. מדענים כינו תכונה זו של כיריות מולקולות (המונח מתורגם מיוונית ומשמעותו "יד"). שם זה ניתן לאור העובדה שמאפיין זה דומה להבדל בין ימין לשמאל.
יחד עם מחקר מפורט על החלבון, המשיכו המדענים לחשוף את כל סודות ה- DNA ואת עקרון התורשה. נושא זה הפך לרלוונטי ביותר ברגע בו הגיע הזמן לזהות את ההבדל בין אורגניזמים חיים לטבע הדומם. אם משתמשים בשיטה המדעית בקביעת גבולות החיים וחסרי החיים, ניתן בהחלט להיתקל במספר קשיים מסוימים.
וירוסים - מי הם?
יש דעה לגבי קיומם של שלבי הגבול שנקראים בין חיים ללא חיים. בעיקרון, ביולוגים התווכחו ועדיין מתווכחים על מקור הנגיפים. ההבדל בין וירוסים לתאים רגילים הוא שהם יכולים להתרבות רק במטרה לפגוע, אך לא במטרה להצעיר ולהאריך את חייו של הפרט. כמו כן, לוירוסים אין את היכולת להחליף חומרים, לצמוח, להגיב לגורמים מרגיזים וכדומה.
לתאים נגיפיים הנמצאים מחוץ לגוף יש מנגנון תורשתי, עם זאת, הם אינם מכילים אנזימים המהווים סוג של בסיס לקיום מן המניין. לכן, תאים כאלה יכולים להתקיים רק בזכות אנרגיה חיונית וחומרים שימושיים הנלקחים מתורם, שהוא תא בריא.
הסימנים העיקריים להבדל בין חיים ללא חיים
כל אדם ללא ידע מיוחד יכול לראות כי אורגניזם חי שונה במקצת מזה שאינו חי. זה בולט במיוחד אם מסתכלים על התאים שמתחת לזכוכית מגדלת או עדשת מיקרוסקופ. במבנה הנגיפים יש רק תא אחד המוענק במערכת אברונים אחת. בהרכב תא רגיל, להפך, ישנם דברים מעניינים רבים. ההבדל בין אורגניזמים חיים לטבע דומם הוא שניתן לאתר את התרכובות המולקולריות המסודרות בקפידה בתא חי. רשימת אותם תרכובות אלה כוללת חלבונים, חומצות גרעין. אפילו לנגיף יש קליפה של חומצה גרעינית, למרות העובדה שאין לה את שאר "חוליות השרשרת".
ההבדל בין חיות הבר מדומם ברור. לתא של אורגניזם חי יש את התפקידים של תזונה וחילוף חומרים, כמו גם יכולת הנשימה (במקרה של צמחים, הוא גם מעשיר את החלל בחמצן).
יכולת ייחודית נוספת של אורגניזם חי היא רבייה עצמית באמצעות העברת כל התכונות התורשתיות הטבועות בהן (למשל המקרה כאשר ילד נולד דומה לאחד ההורים). אנו יכולים לומר שזה ההבדל העיקרי בין החיים. אורגניזם שאינו חי בעל יכולת כזו אינו קיים.
עובדה זו קשורה באופן בלתי נפרד לעובדה שאורגניזם חי מסוגל לא רק להתבודד, אלא גם לשפר את הצוות. מיומנות חשובה מאוד של כל מרכיב חי היא היכולת להסתגל לתנאים כלשהם ואף לאלה בהם לא היה צריך להתקיים קודם. דוגמה טובה היא היכולת של ארנבת לשנות צבע, להגן על עצמו מפני טורפים, ודוב לישון כדי לשרוד את העונה הקרה. הרגלם של בעלי חיים לכול אוכלים שייך לאותם תכונות. זה ההבדל בין גופי הטבע החי. אורגניזם שאינו חי אינו מסוגל לכך.
אורגניזמים שאינם חיים נתונים גם לשינוי, רק מעט שונים, למשל, ליבנה בסתיו משנה את צבע העלווה. בנוסף לכל אלה, לאורגניזמים חיים יש אפשרות ליצור קשר עם העולם החיצון, אשר נציגי הטבע הדומם אינם יכולים לעשות. בעלי חיים יכולים לתקוף, להשמיע רעש, להסתובב במקרה של סכנה, לשחרר מחטים, לנופף בזנב. באשר לקבוצות הגבוהות יותר של אורגניזמים חיים, יש להם מנגנוני תקשורת משלהם בתוך הקהילה שלא תמיד נתונים למדע המודרני.
