Elu: bioloogiline määratlus, omadused ja elusolendid

Elu: selge bioloogiline määratlus, elusolendite omadused, eluringid ja eluvormid — uurimus bioloogia, energiaallikad ja Maa elusüsteemid.

Elu on bioloogiline mõiste, mis tähistab omaduste, seisundi või režiimi kogumit, mis eristab elusolendit surnud ainest ja mitmesugustest mittetaimalikest protsessidest. Sõna võib viidata nii konkreetsele elusolendile kui ka elusolemise käigus toimuvatele protsessidele või perioodile (näiteks sünnist surmani). Samuti kasutatakse seda tähistamaks seda, mis teeb elusolendi "elavaks" — protsesside ja struktuuride komplekti, mis tagab ainevahetuse, paljunemise ja kohanemise.

Mis on elu — kokkuvõte ja tähendus

Elu uurimist nimetatakse bioloogiaks ja seda uurivaid inimesi bioloogideks. Eluea mõiste viitab liigi või indiviidi elu pikkusele; sageli räägitakse liigi keskmisest elueast. Enamus Maal leiduvast elust saab energiat ennekõike päikesevalgusest (fotosünteesiga), erandiks on näiteks ookeanipõhja hüdrotermiliste avauste ümber elavad kemosünteetilised bakterid, kes kasutavad keemilisi aineid energiaallikana.

Elu iseloomulikud tunnused

Kuigi elu pole üheainsa omaduse kaudu lõplikult defineeritav, tunnustatakse tavapäraselt mitut ühiseks peetavat tunnust:

• Rakuline organiseeritus: kõik teadaolevad eluvormid koosnevad rakkudest või rakkudest tekkivatest struktuuridest (prokariootlikud ja eukarüootlikud rakud).
• Metabolism: aine- ja energiavahetus, mille abil organismid muundavad materjali ja energiat elutegevuse hoidmiseks.
• Homeostaas: võime hoida sisekeskkonna stabiilsust muutuvates välistingimustes.
• Kasv ja areng: aine lisandumine, rakkude jagunemine ja organismi morfoloogilised muutused.
• Reproduktsioon: võime paljuneda ja edasi anda geneetilist materjali järglastele (erandiks diskuteeritavad nähtused, nt viirused).
• Reageerimine ärritajatele: stimulitele reageerimine ja käitumuslike või keemiliste muutuste sooritamine.
• Kohastumine ja evolutsioon: populatsioonide võime muutuda ja kohaneda läbi loomuliku valiku, mis viib pikaajalise evolutsiooni.

Keemiline alus ja raku põhimõte

Kõik praeguse elu näited Maal põhinevad süsinikupõhisel keemial. Elu toetub pikaealistel makromolekulidel, nagu valgud ja nukleiinhape, kasutamisel, mis kannavad funktsioone ja geneetilist informatsiooni. Koos veega, mis on lahusti ja osaleb paljudes biokeemilistes reaktsioonides, pakuvad need molekulid aluse rakkude moodustumiseks. Rakkude ümber paiknevad lipiididest membraanid (membraanide roll), mis isoleerivad sisekeskkonna ja võimaldavad kontrollitud ainete liikumist; rakkude põhimõttele viitab ka rakud kui elu põhiyksused.

Elu vormid ja taksonoomia

Maadelt ja teistest elukeskkondadest leitud organismid jaotatakse laias plaanis kolme suuremasse domeeni: Bacteria (bakterid), Archaea (arkeead) ja Eukarya (eukarüoodid, kuhu kuuluvad hulkraksed taimed, loomad, seened ja mitmed üherakulised). Üherakulised organismid võivad toimida iseseisvalt, samas kui hulkrakulised organismid on spetsialiseerunud rakkude kooslused. Enamik Maal leiduvast elust kasutab süsinikku struktuuri- ja energiakomponentidena.

Erandid ja erijuhtumid

Mõned nähtused tekitavad arutelu selle üle, kui tihti või millisel määral neid tuleks eluks pidada:

• Viirused: neil on geneetiline materjal ja nad võivad paljuneda, kuid sageli ainult elusorganismide rakkudes, mistõttu nende staatust eluna peetakse vastuoluliseks.
• Ekstremofiilid: arkeed ja bakterid, kes elavad väga kõrge temperatuuri, kõrge rõhu, kõrge soolsuse või muude ebatavaliste tingimustega keskkondades — näitavad elu suurt kohanemisvõimet.
• Alternatiivsed eluvormid: praegu teadaolev elu Maal on süsinik- ja vesipõhine, kuid kosmilise elu võimalikkuse uurimisel arutatakse ka teistsuguseid keemilisi aluseid.

Elu päritolu ja ühisosa

Elu päritolu (abiogenees) on aktiivselt uuritav teadusvaldkond, mille eesmärk on selgitada, kuidas lihtsatest keemilistest komponentidest kujunesid esimesed elulised süsteemid ja rakkude eelkäijad. Paljudel oletustel on keskne roll lihtsatel orgaanilistel molekulidel, vee olemasolul ja energiaallikatel (päikesevalgus või kemosüntees). Lisaks uuritakse, kas kõik Maal elavad organismid pärinevad ühest viimasest universaalsest ühest esivanast (LUCA).

Elu määramine — praktilised kriteeriumid

Elu määramiseks kasutatakse tihti kombinatsiooni eelmainitud tunnustest. Teaduslikus ja igapäevases kasutuses on oluline eristada bioloogilisi protsesse mitteelulistest keemilistest protsessidest. Samuti tuleb arvestada, et uute avastuste (nt eksoplanettidelt tulev signatuur) korral võib olla vaja laiendada või muuta praegust definitsiooni.

Kokkuvõtlikult: kuigi elu definitsioonis on nüansse ja erandeid, põhineb praegune arusaam rakkudel, süsinikupõhisel keemial, energia- ja ainevahetusel ning võimel paljuneda ja areneda. See kehtib kogu praeguse elu kohta Maal; Universumis leiduvate võimalike eluvormide kohta võivad kehtida teistsugused reeglid.

Küsimused ja vastused

K: Mis on elu?

K: Kuidas nimetatakse inimesi, kes uurivad elu?

K: Mis on elu?

K: Kuidas saab enamik elu Maal oma energiat?

K: Millised molekulid on kogu elu jaoks Maal hädavajalikud?

K: Kuidas on need molekulid rakkude sisse mähitud?

K: Kas see kehtib kõigi võimalike eluvormide kohta Universumis?

Otsing