ما هو الكائن الحي و تطورهم؟

الكائن الحي من وجهة نظر علم الأحياء ، فإن الكائنات الحية أو الكائنات الحية ، المعروفة أيضًا باسم الكائنات الحية ، هي أشكال معقدة جدًا من تنظيم المادة ، قادرة على العمل كنظام يديم نفسه في الوقت المناسب ، ويتبادل الطاقة والمادة مع بيئته .

تختلف أشكال الحياة هذه عن المادة الخاملة من حيث أنها تتوافق مع العمليات الأولية للوجود ، وهي:

• التغذية ، أي أخذ من البيئة ( أو من كائنات أخرى) المواد اللازمة لإدامة وجود المرء.
• التفاعل ، أي إنشاء روابط من جميع الأنواع مع الكائنات الحية الأخرى ومع البيئة ، سواء عن طريق المنافسة أو التعاون أو التعايش أو العداء .
• التكاثر ، أي تكوين أفراد جدد من نفس النوع ، والتي تبقى بمجرد أن يكمل الكائن الحي دورة حياته .
• الموت ، أخيرًا ، هو عودة المادة والطاقة التي اعتادت على الوجود إلى بيئة الوجود ، 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

جميع الكائنات الحية هي نتيجة تنظيم صارم للغاية للمادة التي تتكون منها ، والوحدة الأساسية لتنظيم الحياة هي الخلية . هذا يعني أنه من الكائنات الأكثر تعقيدًا (مثل الثدييات ) إلى الأبسط (مثل البكتيريا ) ، فنحن جميعًا مكونون من خلايا.

في الواقع ، اعتمادًا على العدد الموجود ، يمكننا التحدث عن نوعين من الكائنات الحية:

• كائنات حية أحادية الخلية ، 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: الأميبات والباراميسيا ، كائنات مجهرية تعيش بحرية .
• كائنات حية متعددة الخلايا ، تتكون أجسامها من الكثير من الخلايا من أنواع مختلفة ، منظمة على مستوى معقد بحيث تشكل أنسجة وأعضاء ، إلخ. في حالة هذه الكائنات الحية ، تضحي الخلايا باستقلاليتها لتشكيل كيان أكثر تعقيدًا ، بحيث لا يستطيع أي منها البقاء على قيد الحياة بدون البقية. على سبيل المثال: الدجاج والأشجار والفطر والبشر .

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 أجسامها وظائفها الحيوية وتحافظ على توازن داخلي دقيق . إن تناول الكثير (أو القليل جدًا) من عنصر غذائي معين ، أو فقدان الكثير من درجة الحرارة أو وجود القليل من الماء ، هي بعض الأمثلة على المواقف التي يمكن أن تخل بهذا 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 عند مستوى حموضة أعلى قليلاً من البلازما ، لأن هذا يؤدي إلى تفاعلاتها الكيميائية الأساسية . لضمان الحفاظ على هذا الرقم الهيدروجيني ، يطلقون أو يلتقطون الأيونات والأملاح من البيئة اعتمادًا على ما هو مناسب في ذلك الوقت.

3. تتفاعل مع المحفزات البيئية

لا توجد الكائنات الحية في فراغ ، ولكنها تتكاثر في بيئة تشاركها 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 تدرك المنبهات من حولها وتوجه نفسها في البيئة وفقًا لما هو أفضل بالنسبة لها ، 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 الصوت والضوء والرائحة ودرجة الحموضة وما إلى ذلك ، وبالتالي تتفاعل معها. بطريقة مناسبة. بهذه الطريقة ، تتكيف الكائنات الحية مع بيئتها للحفاظ على نفسها.

على سبيل المثال ، تمتلك بعض النباتات آلية توجيه ضوئي إيجابية ، أي أنها تغير موضع أوراقها وسيقانها اعتمادًا على وجود الشمس ، من أجل تعريضها لأكبر قدر ممكن من ضوء الشمس (ضروري لعملية التمثيل 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:

• الولادة ، ظهور فرد جديد من نوع ما في العالم ، إما بطرده من الرحم ، أو الفقس من بيضة ، أو من خلية سلف.
• النمو ، وهو مرحلة تراكم الموارد من البيئة لاستثمارها في توسع الجسم نفسه ، أي في زيادة الحجم والتعقيد ، أو تطوير أعضاء جديدة أو الاستعداد للتحول .
• التكاثر ، وهي المرحلة التي يصل فيها الأفراد إلى أقصى نقطة من النمو والتغيير والنضج ، والاستعداد لجلب أعضاء جدد من النوع إلى العالم.
• الشيخوخة والموت ، وهي 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 التحوّل.

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 ، يحتاج جسم الإنسان إلى مادة عضوية لتحطيمها وبالتالي الحصول على الجلوكوز ، وهو نوع من السكر مفيد جدًا كيميائيًا.

ثم يتأكسد السكر المذكور (أي يتفاعل مع الأكسجين المأخوذ من البيئة عند التنفس) ويخضع لعمليات كيميائية حيوية مختلفة.

نتيجة لذلك ، يتم الحصول على جزيئات Adenosine Triphosphate ( ATP ) ، وهو جزيء من الطاقة الكيميائية النقية يمكن استخدامه لأغراض متنوعة للغاية.

هناك نوعان من عمليات التمثيل الغذائي الأساسية:

• الابتنائية ، التي تتكون من تكوين مواد معقدة من مواد أبسط ، كما تفعل النباتات عند الجمع بين الماء وضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لتكوين مجموعة واسعة من السكريات والنشويات ، وهي ضرورية للحفاظ على عمل الجسم.
• الهدم ، والذي يتكون من عملية عكسية: تحطيم المواد المعقدة إلى مواد أبسط ، بشكل عام بمساعدة بروتينات متخصصة تسمى الإنزيمات ، تمامًا كما نفعل مع المادة العضوية التي نبتلعها عندما نأكل ، والتي نتفكك إلى مختلف العناصر الغذائية التي نحتاج إلى امتصاصها أثناء الهضم.

وبالمثل ، تتكون الأيض من نوعين من الدورة ، وهما:

• دورة المواد ، أي تلك التي تهدف إلى الحصول 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 الموجهة 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 تكسيرها بعد ذلك لاستعادة الطاقة الموجودة في جزيئاتها .

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.

• التغذية . _ 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 ذاتية التغذية ؛ أولئك الذين يتناولون الطعام بدلاً من ذلك من الكائنات الحية الأخرى أو من المواد التي يطلقونها

كما هو الحال مع الحيوانات ، تُعرف باسم الكائنات 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).

• الإخراج . 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 ، أو الفطريات ، أو النباتات ، إلخ. تولد الحياة حياة جديدة ، ولهذا يمكن أن تلجأ إلى عمليات ذات طبيعة مختلفة ، مثل:

• التكاثر اللاجنسي ، حيث يعطي الكائن الحياة إلى آخر متطابق وراثيًا (أو مشابه جدًا ، في حالة حدوث طفرات عشوائية ) للوالد

من خلال انقسام الخلية وتكرار المادة الجينية. 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.

• يتطلب التكاثر الجنسي ، وهو أكثر تعقيدًا من اللاجنسي والنموذجي للكائنات الحية متعددة الخلايا

تعاون كائنين من نفس النوع (أنثى ورجل واحد) للانضمام إلى الخلايا الجنسية أو الأمشاج والاندماج مع النصف الآخر من جسمك.

المعلومات الجينية . وهكذا ، يتم إنتاج فرد جديد تمامًا ، مع تزويده بالحمض النووي الخاص به ، نتيجة الاندماج العشوائي للحمض النووي الخاص بوالديه. هذه هي الطريقة التي يتكاثر بها البشر: بعد اندماج البويضة والحيوان المنوي ، يأتي عضو جديد من النوع إلى العالم.

8. تتطور

التطور يعني التكيف مع البيئة على المدى الطويل .

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.

التطور مسؤول عن حقيقة أن نفس المجتمع من الكائنات الحية

مقسم إلى بيئتين مختلفتين ، ينتهي به الأمر إلى إنتاج نوعين مختلفين بعد انقضاء أجيال عديدة.

هذا هو السبب ، على سبيل المثال ، أن الحيوانات والنباتات تختلف في كل قارة ، على الرغم من حقيقة أن العديد من الأنواع لها سمات متشابهة للغاية ، لأنها مرتبطة تطوريًا.