Жыццё

Жыццё́ — асаблівая форма існавання матэрыі, якая характарызуецца сукупнасцю працэсаў самападтрымання і самаўзнаўлення^[1]. Паводле сучасных навуковых і філасофскіх уяўленняў, жыццё не мае простага і агульнапрынятага азначэння, таму яно часцей за ўсё апісваецца праз набор характэрных уласцівасцей і працэсаў^[1][2][3]. Да ключавых прыкмет жывога адносяць упарадкаваную структуру, здольнасць да размнажэння, рост і развіццё, перапрацоўку энергіі або метабалізм, рэгуляцыю ўнутранага асяроддзя або гамеастаз, рэакцыю на раздражняльнікі з навакольнага асяроддзя і эвалюцыйную адаптацыю^[2]. Вывучэннем жыцця займаецца біялогія^[2].

Жыццё на Зямлі.

Усе вядомыя формы жыцця маюць клетачную будову, дзе клетка з’яўляецца найменшай адзінкай, здольнай да самастойнай жыццядзейнасці. Арганізмы могуць складацца з адной клеткі (аднаклетачныя) або мноства (мнагаклетачныя)^[1][4]. У аснове жывой матэрыі ляжаць чатыры хімічныя элементы: вуглярод, вадарод, кісларод і азот, якія складаюць каля 96 % яе масы^[5]. Цэнтральную ролю адыгрывае вуглярод, здольнасць якога ўтвараць разнастайныя малекулы забяспечвае біялагічную разнастайнасць^[6]. Спадчынная інфармацыя, неабходная для развіцця і функцыянавання арганізма, кадзіруецца ў малекулах ДНК і перадаецца праз гены^[7]. Асноўнымі функцыянальнымі кампанентамі клетак з’яўляюцца бялкі, на долю якіх можа прыпадаць больш за 50 % іх сухой масы^[8].

Згодна з навуковымі данымі, жыццё на Зямлі існуе не менш за 3,5-3,7 мільярда гадоў, пра што сведчаць выкапнёвыя рэшткі мікраарганізмаў^[1][9]. Усе вядомыя сёння віды, уключаючы чалавека, з’яўляюцца вынікам эвалюцыйнага працэсу і паходзяць ад агульнага продка^[10]. На сучасным этапе біёлагамі апісана каля 1,8 мільёна відаў, хаця агульная колькасць відаў на планеце можа складаць ад 10 да 100 мільёнаў і больш^[11]. Уся разнастайнасць жывога свету падзяляецца на тры дамены: бактэрыі, археі і эўкарыёты (куды ўваходзяць царствы жывёл, раслін і грыбоў, а таксама пратысты)^[11]. Пры гэтым, паводле ацэнак, больш за 99,9 % відаў, якія калі-небудзь існавалі на Зямлі, ужо вымерлі^[1]. Усе зямныя віды існуюць у межах адносна тонкай абалонкі, вядомай як біясфера. Існаванне жыцця па-за межамі Зямлі не даведзена^[1].

Акрамя навуковага, існуюць філасофскія і рэлігійныя падыходы да асэнсавання жыцця. У філасофіі адным з ключавых з’яўляецца пытанне пра сэнс жыцця, якое можа датычыцца яго сутнасці, мэты або каштоўнасці^[12]. Многія рэлігійныя вучэнні разглядаюць жыццё як вынік стваральнага акту Бога або багоў і, такім чынам, указваюць на духоўную і фізічную сувязь паміж жыццём чалавека і космасам^[13]. Паняцце жыцця таксама спараджае маральныя і прававыя дыскусіі. Гэтыя дыскусіі часта засяроджваюцца на пытаннях пачатку індывідуальнага жыцця (у кантэксце кантрацэпцыі і абортаў) і яго заканчэння (у сувязі з развіццём медыцынскіх тэхналогій). Пры гэтым сама па сабе біялогія не дае адназначнага адказу наконт дакладнага моманту пачатку жыцця чалавека як асобы, што пакідае прастору для разнастайных інтэрпрэтацый^[3].

Уласцівасці

Упарадкаванасць

Структура губкі Euplectella aspergillum натхніла каманду архітэктара Нормана Фостэра пры праектаванні хмарачоса Сент-Мэры Экс, 30 у Лондане. Шматузроўневая крацістая арганізацыя шкілета губкі надае ёй трываласць у магутных глыбакаводных плынях. Гэты прынцып быў выкарыстаны для стварэння каркаса будынка ў выглядзе дыяганальнай сеткі (англ.: diagrid). Такая структура дазволіла зрабіць будынак трывалым і ўстойлівым да моцнага ветру, уласцівага гэтай мясцовасці^[14].

Упарадкаванасць жывога праяўляецца на ўсіх узроўнях: ад макраскапічнага, як, напрыклад, у сіметрычным размяшчэнні насення ў кветках сланечніку, да мікраскапічнага. Складаныя структуры ствараюцца клеткамі з менш арганізаваных зыходных матэрыялаў. Напрыклад, з больш простых малекул складаюцца амінакіслоты, а тыя ў сваю чаргу аб’ядноўваюцца ва ўпарадкаваныя поліпептыдныя ланцугі для стварэння бялкоў^[15].

Здольнасць жывых сістэм ствараць і падтрымліваць парадак не супярэчыць другому закону тэрмадынамікі, які сцвярджае, што энтрапія (мера неўпарадкаванасці або хаатычнасці) ў ізаляванай сістэме імкнецца да павелічэння^[16]. На гэта звярнуў увагу фізік Эрвін Шродзінгер у сваёй кнізе 1944 года «Што ёсць жыццё?». Ён адзначыў, што жывы арганізм «унікае хуткага распаду да інэртнага стану раўнавагі», падтрымліваючы высокі ўзровень упарадкаванасці^[17]. Шродзінгер сфармуляваў ідэю, што арганізм «харчуецца адмоўнай энтрапіяй», гэта значыць бесперапынна здабывае парадак са свайго асяроддзя^[18]. Сучасная біялогія тлумачыць, што жывыя арганізмы спажываюць арганізаваныя формы энергіі і матэрыі (напрыклад, складаныя малекулы ў форме ежы) і вылучаюць у навакольнае асяроддзе менш арганізаваныя формы, такія як малекулы вады і вуглякіслага газу. Такім чынам, хоць энтрапія арганізма можа зніжацца, агульная энтрапія сістэмы «арганізм разам з навакольным асяроддзем» павялічваецца ў адпаведнасці з законамі фізікі^[16].

Складаная структура жывых арганізмаў з’яўляецца прадметам не толькі навуковай, але і філасофскай і рэлігійнай думкі. У мінулым для тлумачэння ўпарадкаванасці жыцця выкарыстоўваліся ўяўленні аб асаблівых нефізічных сілах, такіх як «энтэлехія»^[19]. Сам факт упарадкаванасці часам прыводзіцца ў якасці асновы аргументу за існаванне свядомага творцы сусвету або яго асобных частак (так званы тэлеалагічны аргумент), бо паўстанне такіх складаных уласцівасцей жывога ў выніку выпадковасці можа здавацца неверагодным^[20]. Аднак развіццё навукі, у прыватнасці тэорыя эвалюцыі Чарлза Дарвіна, прапанавала натуралістычнае тлумачэнне. Згодна з гэтай тэорыяй, складаныя адаптацыі, што выглядаюць як вынік мэтанакіраванай задумы, насамрэч з’яўляюцца вынікам працяглага працэсу натуральнага адбору, дзе выпадковыя змены замацоўваюцца, калі яны спрыяюць выжыванню і размнажэнню^[20]. Нягледзячы на гэта, нават у сучаснай біялогіі часта выкарыстоўваецца мова з тэлеалагічным адценнем (напрыклад, словы «прызначэнне», «механізм», «канструкцыя»), але ў навуковым кантэксце гэтыя тэрміны з’яўляюцца метафарамі для апісання функцый, сфарміраваных у ходзе эвалюцыі^[20].

Выкарыстанне энергіі

Кажан Choeronycteris mexicana харчуецца нектарам, каб здабыць энергію для палёту і іншых відаў дзейнасці.

Жыццё патрабуе пастаяннай перадачы і трансфармацыі энергіі і матэрыі. Усякая жыццядзейнасць, у тым ліку рух, рост, размнажэнне і разнастайныя клетачныя працэсы, ёсць работай, для выканання якой неабходна энергія^[21]. Вывучэннем таго, як энергія праходзіць праз жывыя арганізмы, займаецца біяэнергетыка^[22].

Энергія і матэрыя трансфармуюцца ў жывых арганізмах у выніку хімічных рэакцый. Сукупнасць усіх хімічных рэакцый арганізма называецца метабалізмам^[22]. Існуюць два тыпы метабалічных шляхоў — ланцужкоў хімічных рэакцый у клетках:

• Катабалічныя шляхі (шляхі распаду) вызваляюць хімічную энергію шляхам расшчаплення складаных малекул да больш простых. Асноўны прыклад катабалізму — клетачнае дыханне, пры якім глюкоза і іншыя арганічныя рэчывы расшчапляюцца ў прысутнасці кіслароду^[22].
• Анабалічныя шляхі (шляхі біясінтэзу) спажываюць энергію для пабудовы складаных малекул з простых (напрыклад, сінтэз бялкоў з амінакіслот). Энергія, вызваленая ў катабалічных рэакцыях, можа быць назапашана і выкарыстана для забеспячэння анабалічных працэсаў^[22].

Арганізмы класіфікуюцца паводле спосабу атрымання хімічнай энергіі. Большасць аўтатрофаў (напрыклад, расліны) выкарыстоўваюць энергію святла для сінтэзу багатых энергіяй арганічных малекул^[23]. Большасць гетэратрофаў (напрыклад, жывёлы) атрымліваюць хімічную энергію з ежы, сілкуючыся іншымі арганізмамі або іх рэшткамі^[23][21]. Напрыклад, матыль атрымлівае паліва ў выглядзе нектару кветак і ператварае назапашаную ў ім хімічную энергію ў энергію для палёту і іншай працы^[2].

Клеткі жывых арганізмаў маюць адмысловыя арганелы для трансфармацыі энергіі. Хларапласты ў клетках раслін і водарасцей адказваюць за фотасінтэз. Яны ператвараюць сонечную энергію ў хімічную, выкарыстоўваючы святло для сінтэзу арганічных злучэнняў (цукраў) з вуглякіслага газу і вады. Мітахондрыі, што знаходзяцца амаль ва ўсіх эўкарыятычных клетках, у тым ліку ў раслін, жывёл, грыбоў і пратыстаў, ажыццяўляюць клетачнае дыханне. У працэсе дыхання кісларод рэагуе з цукрамі, тлушчамі, і іншым палівам для атрымання малекул АТФ — асноўных пераносчыкаў энергіі ў арганізме^[24].

Арганізмы паглынаюць энергію (светлавую або хімічную) з навакольнага асяроддзя і вылучаюць у яго цяпло і прадукты метабалізму, такія як вуглякіслы газ^[25]. Калі арганізм выкарыстоўвае хімічную энергію для выканання работы, частка гэтай энергіі непазбежна губляецца, ператвараючыся ў цяпло^[21]. У выніку энергія цячэ праз экасістэму ў адным кірунку: звычайна яна паступае ад Сонца да раслін, затым пераходзіць да іншых арганізмаў і ў рэшце выходзіць з жывых сістэм у выглядзе цяпла^[26][21].

Гл. таксама

• Прыкметы жыцця
• Гамеастаз
• Жыццё чалавека
• Размнажэнне
• Развіццё

• Біялагічная эвалюцыя
• Паходжанне жыцця
• Пазаземнае жыццё