Vie

Vie ( Biota / Vitae / Eobionti)
Plantes dans les montagnes de Rwenzori , en Ouganda
Classification scientifique
Domaines et royaumes
La vie sur la Terre : Vie non cellulaire ( virus ) La vie cellulaire Bactéries Archaea Eukarya Protistes Champignons Plantae Animalia

Vie (cf. biote) est une caractéristique qui distingue les objets qui ont la signalisation et les processus autonomes de ceux qui ne le font pas, soit parce que ces fonctions ont cessé ( la mort ), ou bien parce qu'ils ne ont pas de telles fonctions et sont classés comme inanimée. Biologie est la science intéresse à l'étude de la vie.

Tout système vivant contiguë est appelé un organisme . Organismes subissent le métabolisme, maintenir homéostasie, avoir une capacité de croître, répondre aux stimuli, reproduire et, grâce à la sélection naturelle , se adapter à leur environnement dans les générations successives. Organismes vivants plus complexes peuvent communiquer par divers moyens. Un large éventail d'organismes vivants peut être trouvée dans la biosphère de la Terre , et les propriétés communes à ces organisms- plantes , animaux , champignons , protistes, archées et des bactéries -Y une carbone et l'eau à base cellulaire forme avec le complexe organisation et héréditaires l'information génétique.

Des preuves scientifiques suggèrent que la vie a commencé sur Terre environ 3,5 il ya des milliards d'années. Dans un National Institutes of Health étude, les auteurs ont émis l'hypothèse que si la complexité biologique a augmenté de façon exponentielle au cours évolution , la vie dans l' univers peut-être commencé "il ya 10000000000 années" - plus de 5 milliards ans avant la Terre existait. Néanmoins, le mécanisme par lequel la vie est apparue sur Terre est inconnue bien de nombreuses hypothèses ont été formulées. Depuis lors, la vie a évolué dans une grande variété de formes, dont les biologistes ont classés en une hiérarchie de taxons. La vie peut survivre et prospérer dans un large éventail de conditions. Le sens de la vie-son importance, l'origine, le but et ultime destin est un concept central et cause dans la philosophie et la religion . La philosophie et la religion ont offert des interprétations à comment la vie se rapporte à existence et conscience, et sur des questions connexes telles que leur philosophie de vie, le but, conception d'un dieu ou des dieux, un âme ou un au-delà. Différentes cultures à travers l'histoire ont largement avaient des approches différentes à ces questions.

Bien que l'existence de la vie ne est confirmé que sur la Terre, de nombreux scientifiques pensent vie extraterrestre ne est pas seulement plausible, mais probable. D'autres planètes et lunes dans le système solaire ont été examinées des preuves d'avoir la vie simple une fois pris en charge, et des projets tels que SETI ont tenté de détecter des transmissions de possibles civilisations extraterrestres. Selon le hypothèse de la panspermie, la vie sur Terre peut provenir de météorites qui se propagent molécules organiques ou vie simple que la première évolué ailleurs.

Les premières théories

Matérialisme

Plante de la croissance Hoh Rainforest

Troupeaux de zèbres et impala rassemblement sur le Maasai Mara plaine

Une photo aérienne de tapis microbiens dans le Grand Prismatic Spring du Parc national de Yellowstone

Certaines des premières théories de la vie étaient matérialiste, estimant que tout ce qui existe est la matière, et que la vie ne est qu'une forme complexe ou la disposition des matières. Empédocle (430 avant JC) ont fait valoir que chaque chose dans l'univers est composé d'une combinaison de quatre «éléments» ou «racines éternelles de tous»: la terre, l'eau, l'air et le feu. Tous évolution se explique par l'agencement et le réarrangement de ces quatre éléments. Les différentes formes de vie sont causées par un mélange approprié d'éléments.

Démocrite (460 avant JC) pensait que la caractéristique essentielle de la vie est d'avoir une âme (psyché). Comme d'autres auteurs anciens, il tentait d'expliquer ce qui fait quelque chose d'un de chose vivante. Son explication était que les atomes de feu font une âme dans la même manière atomes et compte nulle pour toute autre chose. Il élabore le feu en raison du lien apparent entre la vie et de la chaleur, et parce que se déplace d'incendie.

Le monde de Platon éternelle et immuable Formulaires, mal représentés dans la matière par une divine Artisan, contraste fortement avec les différents mécaniste Weltanschauungen, dont atomisme était, par le quatrième siècle au moins, le plus important ... Ce débat a persisté tout le monde antique. Mécanisme atomistique a obtenu un tir dans le bras de Epicure ... tandis que le stoïciens adopté une téléologie divine ... Le choix semble simple: soit montrent comment, un monde structuré et régulier pourrait résulter de processus non orientés, ou injecter de l'intelligence dans le système.

-RJ Hankinson, Cause et Explication de la pensée grecque antique

Le matérialisme mécaniste qui a pris naissance dans la Grèce antique a été relancé et révisé par le philosophe français René Descartes, qui a jugé que les animaux et les humains étaient des assemblages de pièces qui, ensemble, ont fonctionné comme une machine. Dans le 19ème siècle, les progrès de la la théorie de la cellule dans la science biologique encouragé ce point de vue. L' évolution théorie de Charles Darwin (1859) est une explication mécanistique de l'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle .

Hylémorphisme

Hylémorphisme est une théorie (provenant d' Aristote (322 BC)) que toutes les choses sont une combinaison de matière et de forme. Biologie était un de ses principaux intérêts, et il ya beaucoup de matériel biologique dans ses écrits existants. Dans ce point de vue, toutes les choses dans l'univers matériel ont à la fois matière et la forme, et la forme d'une chose vivante est son âme (psyché grecque, latin anima). Il ya trois sortes d'âmes: l'âme végétative des plantes, ce qui les amène à se développer et les caries et nourrissent eux-mêmes, mais ne provoque pas de mouvement et sensation; l'âme animale, ce qui entraîne les animaux à se déplacer et se sentir; et l'âme rationnelle, qui est la source de la conscience et le raisonnement, qui (Aristote croyait) ne se trouve que chez l'homme. Chaque âme supérieure possède tous les attributs de l'une inférieure. Aristote croyait que tandis que la matière ne peut exister sans la forme, la forme ne peut pas exister sans la matière, et donc l'âme ne peut exister sans le corps.

Ce compte est conforme à explications téléologiques de la vie, qui représentent des phénomènes en termes de but ou objectif-directedness. Ainsi, la blancheur du manteau de l'ours polaire se explique par son but de camouflage. Le sens de la causalité (de l'avenir pour le passé) est en contradiction avec les preuves scientifiques de la sélection naturelle, qui explique la conséquence en termes d'une cause antérieure. Caractéristiques biologiques sont expliquées pas en regardant futurs résultats optimaux, mais en regardant le passé histoire évolutive d'une espèce, qui a conduit à la sélection naturelle des fonctions en question.

Vitalisme

Le vitalisme est la croyance que le principe de vie est non matériel. Cette origine avec Stahl (17ème siècle), et régnait jusqu'au milieu du 19ème siècle. Il fait appel à des philosophes comme Henri Bergson, Nietzsche , Wilhelm Dilthey, anatomistes comme Bichat, et chimistes comme Liebig. Vitalisme inclus l'idée qu'il y avait une différence fondamentale entre la matière organique et inorganique, et la conviction que la matière organique ne peut être dérivé de choses vivantes. Cela a été réfutée en 1828, lorsque Friedrich Wöhler préparé l'urée à partir de matériaux inorganiques. Cette Synthèse de Wöhler est considéré comme le point de départ moderne chimie organique . Il est d'une importance historique, car pour la première fois un composé organique a été produit à partir inorganiques réactifs.

Pendant les années 1850, Helmholtz, prévu par Mayer, a démontré qu'aucune énergie est perdue dans le mouvement des muscles, ce qui suggère qu'il n'y avait pas "forces vives" nécessaire pour bouger un muscle. Ces résultats ont conduit à l'abandon de l'intérêt scientifique dans les théories vitalistes, bien que la croyance se attardait dans théories pseudo-scientifiques tels que l'homéopathie, qui interprète les maladies et les risques de maladie causée par des perturbations dans une force de la force vitale ou hypothétique.

Définitions

Ce est un défi pour les scientifiques et les philosophes pour définir la vie en termes non équivoques. Ce est difficile en partie parce que la vie est un processus, pas une substance pure. Toute définition doit être suffisamment large pour englober toute la vie avec lesquelles nous sommes familiers, et doit être suffisamment général pour inclure vie qui peut être fondamentalement différente de la vie sur Terre.

Biologie

Comme il ne existe pas de définition univoque de la vie, la compréhension actuelle est descriptive. La vie est considérée comme une caractéristique d'organismes qui présentent tous ou la plupart de ce qui suit:

1. Homéostasie: règlement de l'environnement interne pour maintenir un état constant; par exemple, la concentration de l'électrolyte ou la transpiration pour réduire la température.
2. Organisation: étant structurellement composé d'une ou plusieurs cellules - les unités de base de la vie.
3. Métabolisme: Transformation de l'énergie en convertissant des produits chimiques et de l'énergie dans les composants cellulaires ( anabolisme) et la décomposition de la matière organique ( catabolisme). Les êtres vivants ont besoin énergie pour maintenir l'organisation interne (homéostasie) et à produire les autres phénomènes associés à la vie.
4. Croissance: maintien d'un taux d'anabolisme de catabolisme élevé. Un organisme en croissance augmente en taille dans toutes ses parties, plutôt que d'accumuler simplement question.
5. Adaptation: La possibilité de changer au fil du temps en réponse à l'environnement. Cette capacité est fondamentale pour le processus de l'évolution et est déterminée par l'organisme de hérédité, l'alimentation, et des facteurs externes.
6. Réponse à stimuli: Une réponse peut prendre plusieurs formes, de la contraction d'un organisme unicellulaire à des produits chimiques externes, à des réactions complexes impliquant tous les sens d'organismes multicellulaires. Une réponse est souvent exprimée par le mouvement; par exemple, les feuilles d'une plante se tournant vers le soleil ( phototropisme), et chimiotaxie.
7. Reproduction: La capacité à produire de nouveaux organismes individuels, soit par voie asexuée à partir d'un seul organisme parent, ou sexuellement de deux organismes parents.

Ces processus complexes, appelées les fonctions physiologiques, ont des bases physiques et chimiques sous-jacentes, ainsi que mécanismes de signalisation et de contrôle qui sont essentiels au maintien de la vie.

Alternatives

Afin de refléter les phénomènes minimum requis, d'autres définitions biologiques de la vie ont été proposés, la plupart de ces systèmes sont basés sur chimiques. Biophysiciens ont fait remarquer que les êtres vivants fonctionnent sur entropie négative. En d'autres termes, les processus vivants peuvent être considérés comme un retard de la spontanée diffusion ou dispersion de l'énergie interne des molécules biologiques à potentiel plus microétats. De manière plus détaillée, selon les physiciens tels que John Bernal, Erwin Schrödinger, Eugene Wigner, et John Avery, la vie est un membre de la classe de phénomènes qui sont des systèmes ouverts ou continues capables de diminuer leur interne entropie au détriment des substances ou énergie libre pris au niveau de l'environnement et par la suite rejeté dans une forme dégradée. À un niveau supérieur, les êtres vivants sont systèmes thermodynamiques qui ont une structure moléculaire organisée. Ce est, la vie est la matière qui peut se reproduire et évoluer à mesure que la survie dicte. Par conséquent, la vie est un système chimique auto-entretenue capable de subir L'évolution darwinienne.

D'autres adoptent une point de vue systémique qui ne dépend pas nécessairement de la chimie moléculaire. Une définition systémique de la vie, ce est que les êtres vivants sont auto-organisation et autopoiétique (auto-production). Variations de cette définition comprennent La définition de Stuart Kauffman comme un agent autonome ou d'un système multi-agent capable de lui-même ou se reproduire, et de compléter au moins un cycle de travail thermodynamique. La vie peut être modélisé comme un réseau de inférieure rétroactions négatives de mécanismes de régulation subordonnés à un supérieur rétroaction positive formé par le potentiel d'expansion et de reproduction. Alternativement, la vie peut être déclaré se composer de choses avec la capacité pour le métabolisme et le mouvement, ou que la vie est auto-reproduction "avec des variations" ou "avec un taux d'erreur inférieur au seuil de viabilité."

Virus

Au microscope électronique icosaédrique adénovirus

Les virus sont le plus souvent considérés réplicateurs plutôt que les formes de vie. Ils ont été décrits comme "des organismes au bord de la vie», car ils possèdent gènes, évoluent par la sélection naturelle, et répliquent en créant de multiples copies d'eux-mêmes à travers l'auto-assemblage. Cependant, les virus ne métabolisent pas et ils nécessitent une cellule hôte pour fabriquer de nouveaux produits. Virus auto-assemblage dans les cellules hôtes a des implications pour l'étude de la origine de la vie, car il peut soutenir l'hypothèse que la vie a pu commencer aussi des molécules organiques auto-assemblage.

Vivre théories des systèmes

L'idée que la Terre est vivante se trouve dans la philosophie et la religion, mais la première discussion scientifique était par le scientifique écossais James Hutton. En 1785, il a déclaré que la Terre était un super organisme et que son étude devrait être bon physiologie. Hutton est considéré comme le père de la géologie , mais son idée d'une Terre vivante a été oublié dans l'intense réductionnisme du 19ème siècle. Le Gaia hypothèse, proposée dans les années 1960 par le scientifique James Lovelock, suggère que la vie sur Terre fonctionne comme un organisme unique qui définit et maintient les conditions environnementales nécessaires à sa survie.

La première tentative d'un général vivre la théorie des systèmes pour expliquer la nature de la vie était en 1978, par le biologiste américain James Grier Miller. Une telle théorie générale, découlant des écologiques et sciences biologiques , tente de cartographier principes généraux sur la façon dont tous les systèmes vivants travaillent. Au lieu d'examiner les phénomènes en essayant de casser des choses en plusieurs composantes, une théorie des systèmes vivants générale explore les phénomènes en termes de modèles dynamiques des relations des organismes avec leur environnement. Robert Rosen (1991) construit sur ce en définissant un composant du système comme «une unité d'organisation, une partie d'une fonction, ce est à dire, une relation nette entre partie et le tout." De cela et d'autres concepts de départ, il a développé une "théorie relationnelle de systèmes" qui tente d'expliquer les propriétés particulières de la vie. Plus précisément, il a identifié la "nonfractionability de composants dans un organisme" que la différence fondamentale entre les systèmes de vie et «machines biologiques."

Une vue des systèmes de vie traite de l'environnement flux et des flux biologiques ainsi que d'une «réciprocité d'influence", et une relation de réciprocité avec l'environnement est sans doute aussi important pour la compréhension de la vie comme elle est pour comprendre les écosystèmes. Comme Harold J. Morowitz (1992) l'explique, la vie est une propriété d'un Système écologique plutôt qu'une seule espèce ou organisme. Il fait valoir qu'une définition écosystémique de la vie est préférable à une stricte biochimique ou physique. Robert Ulanowicz (2009) met en évidence le mutualisme comme la clé pour comprendre le comportement systémique, afin génératrices de vie et les écosystèmes.

La biologie des systèmes complexes (CSB) est un domaine de la science qui étudie l'émergence de la complexité dans les organismes fonctionnels du point de vue la théorie des systèmes dynamiques. Cette dernière est souvent appelée aussi biologie des systèmes et vise à comprendre les aspects les plus fondamentaux de la vie. Une approche étroitement liée à CSB et la biologie des systèmes, la biologie appelé relationnelle, porte principalement sur la compréhension des processus de vie en termes de la plus importante relations, et les catégories de ces relations entre les composants fonctionnels essentiels d'organismes; pour les organismes multicellulaires, ce qui a été défini comme "biologie catégorique", ou d'une représentation du modèle d'organismes comme catégorie théorie des relations biologiques, et aussi une topologie algébrique de la organisation fonctionnelle des organismes vivants en termes de dynamique, complexe réseaux de métabolique, génétique, processus épigénétiques et voies de signalisation.

Il a également fait valoir que l'évolution de l'ordre dans les systèmes vivants et certains systèmes physiques obéir à un principe fondamental commune appelée dynamique darwinienne. La dynamique darwinienne a été formulé en considérant d'abord comment l'ordre macroscopique est généré dans un système non-biologique simple loin de l'équilibre thermodynamique, puis étendant considération Bref, la réplication des molécules d'ARN. Le processus de production afin sous-jacent pour les deux types de système a été conclu pour être essentiellement similaire.

Origine

Les preuves suggèrent que la vie sur Terre existe depuis environ 3,7 milliards d'années, avec les traces les plus anciennes de la vie trouvent dans fossiles datant de 3,4 milliards années. Toutes les formes de vie connues part mécanismes moléculaires fondamentaux, reflétant leur ascendance commune; sur la base de ces observations, les hypothèses sur l'origine de la tentative de la vie pour trouver un mécanisme expliquant la formation d'un ancêtre commun universel, à partir de simples molécules organiques via vie pré-cellulaire à protocellules et le métabolisme. Des modèles ont été divisés en «gènes-premières" et "métabolisme" premières catégories, mais une tendance récente est l'émergence de modèles hybrides qui combinent les deux catégories.

Il n'y a pas consensus scientifique actuel quant à la façon la vie est apparue. Cependant, les modèles scientifiques les plus acceptées appuient sur les observations suivantes:

• Le Expérience de Miller-Urey, et le travail de Sidney Fox, montrent que les conditions sur la Terre primitive favorisés réactions chimiques qui synthétisent des acides aminés et autres composés organiques à partir de précurseurs inorganiques.
• Les phospholipides forment spontanément bicouches lipidiques, la structure de base d'un membrane cellulaire.

Les organismes vivants synthétisent des protéines , qui sont polymères d'acides aminés en utilisant des instructions codées par l'acide désoxyribonucléique (ADN). La synthèse des protéines entraîne intermédiaire l'acide ribonucléique (ARN) des polymères. L'une des possibilités pour la façon dont la vie est apparue est que les gènes proviennent en premier, suivi par des protéines; l'alternative étant que les protéines sont venus d'abord, puis gènes.

Cependant, puisque les gènes et les protéines sont à la fois nécessaires pour produire l'autre, le problème de l'examen qui vient en premier, ce est comme celle de la poule ou l'oeuf. La plupart des chercheurs ont adopté l'hypothèse que de ce fait, il est peu probable que les gènes et les protéines ont été soulevées de façon indépendante.

Par conséquent, une possibilité, premier suggéré par Francis Crick , ce est que le premier a été basée sur la vie ARN, qui a les propriétés d'ADN analogue de stockage d'informations et les catalyseurs propriétés de certaines protéines. Ceci est appelé le ARN hypothèse de monde, et il est soutenu par l'observation que la plupart des composants les plus critiques de cellules (celles qui évoluent le plus lent) sont composés essentiellement ou exclusivement de l'ARN. Aussi, de nombreux cofacteurs critiques ( ATP , L'acétyl-CoA, NADH, etc.) sont soit des nucléotides ou des substances clairement liés à eux. Les propriétés catalytiques de l'ARN ne avaient pas encore été démontré lorsque l'hypothèse a été proposée, mais ils ont été confirmés par Thomas Cech en 1986.

Un problème avec l'hypothèse du monde à ARN est que la synthèse de l'ARN à partir de précurseurs inorganiques simples est plus difficile que pour d'autres molécules organiques. Une raison à cela est que les précurseurs d'ARN sont très stables et réagissent les uns avec les autres très lentement dans des conditions ambiantes, et il a également été proposé que les organismes vivants ont consisté d'autres molécules d'ARN avant. Cependant, la synthèse réussie de certaines molécules d'ARN dans les conditions qui existaient avant la vie sur Terre a été réalisé en ajoutant autres précurseurs dans un ordre spécifique avec le précurseur phosphate présent tout au long de la réaction. Cette étude fait l'hypothèse de monde à ARN plus plausible.

En 2009, des expériences ont démontré L'évolution darwinienne d'un système à deux composants, des enzymes à ARN ( ribozymes) in vitro. Le travail a été effectué dans le laboratoire de Gerald Joyce, qui a déclaré, «Ce est le premier exemple, en dehors de la biologie, de l'adaptation évolutive dans un système de génétique moléculaire."

NASA conclusions en 2011, basées sur des études avec météorites trouvés sur la Terre , suggèrent ADN et d'ARN composants ( adénine, guanine et molécules organiques connexes) peut être formé dans extraterrestre cosmos.

Conditions

Cyanobactéries radicalement changé la composition des formes de vie sur Terre en menant à la quasi-extinction de organismes d'oxygène intolérants.

La diversité de la vie sur Terre est le résultat de l'interaction dynamique entre opportunité génétique , la capacité métabolique, défis environnementaux, et symbiose. Pour la plupart de son existence, environnement habitable de la Terre a été dominée par micro-organismes et soumis à leur métabolisme et leur évolution. En conséquence de ces activités microbiennes, l'environnement physico-chimique sur Terre a évolué sur une échelle de temps géologique , affectant ainsi le chemin de l'évolution de la vie ultérieure. Par exemple, la libération des moléculaire oxygène par cyanobactéries comme un sous-produit de la photosynthèse induit des changements mondiaux dans l'environnement de la Terre. Puisque l'oxygène est toxique pour la plupart la vie sur Terre à l'époque, cela posait de nouveaux défis évolutifs, et a finalement abouti à la formation des principales espèces animales et végétales de la planète. Cette interaction entre les organismes et leur environnement est une caractéristique inhérente des systèmes vivants.

Toutes les formes de vie ont besoin de certaines base éléments chimiques nécessaires à biochimique fonctionnement. Ceux-ci comprennent le carbone , l'hydrogène , l'azote , l'oxygène, le phosphore et le soufre élémentaire -la macronutriments pour tous les organismes, souvent représentés par les CHNOPS acronyme. Ensemble, ils forment des acides nucléiques, des protéines et des lipides , la majeure partie de la matière vivante. Cinq de ces six éléments comprennent des composants chimiques de l'ADN, l'exception étant soufre. Ce dernier est un composant des acides aminés la cystéine et méthionine. Le plus abondant biologique de ces éléments est le carbone, qui possède l'attribut souhaitable de former multiple, stable des liaisons covalentes. Cela permet molécules organiques (à base de carbone) pour former une immense variété d'arrangements chimiques. Alternative Biochimies hypothétiques ont été proposées qui éliminent un ou plusieurs de ces éléments, échanger sur un élément pour une pas sur la liste, ou changement nécessaire chiralités ou d'autres propriétés chimiques.

Plage de tolérance

Les composants inertes d'un écosystème sont les facteurs physiques et chimiques nécessaires à la vie - l'énergie (lumière du soleil ou l'énergie chimique ), de l'eau, la température, l'atmosphère , gravité, nutriments et ultraviolet protection du rayonnement solaire. Dans la plupart des écosystèmes, les conditions varient au cours de la journée et d'une saison à l'autre. Pour vivre dans la plupart des écosystèmes, puis, les organismes doivent être en mesure de survivre à une série de conditions, appelé «marge de tolérance». En dehors de ce sont les «zones de stress physiologique», où la survie et la reproduction sont possibles mais pas optimale. Au-delà de ces zones sont les zones «d'intolérance», où la survie et la reproduction de cet organisme est peu probable, voire impossible. Les organismes qui ont un large éventail de tolérance sont plus largement distribués que les organismes avec une gamme étroite de la tolérance.

Deinococcus radiodurans est un extremophile qui peut résister à des extrêmes de froid, la déshydratation, sous vide, de l'acide, et l'exposition aux rayonnements.

Pour survivre, les micro-organismes sélectionnés peuvent prendre des formes qui leur permettent de résister congélation, dessiccation complète, la famine, des niveaux élevés de l'exposition au rayonnement, et d'autres problèmes physiques ou chimiques. Ces micro-organismes peuvent survivre à l'exposition à de telles conditions de semaines, des mois, des années, voire des siècles. Extrêmophiles sont des formes de vie microbiennes qui se développent en dehors des plages où la vie est communément trouvé. Ils excellent à l'exploitation des sources d'énergie hors du commun. Alors que tous les organismes sont composés de presque identiques molécules , l'évolution a permis à ces microbes pour faire face à ce large éventail de conditions physiques et chimiques. Caractérisation de la structure et la diversité métabolique des communautés microbiennes dans un tel environnements extrêmes est en cours.

Le 17 Mars 2013, les chercheurs ont rapporté des données qui suggéraient formes de vie microbiennes se développent dans le Mariana Trench, l'endroit le plus profond sur la Terre. D'autres chercheurs ont signalé des études connexes que les microbes se développent à l'intérieur des roches jusqu'à 1900 mètres sous le fond de la mer dans 8500 pieds de l'océan au large de la côte nord-ouest de la États-Unis. Selon l'un des chercheurs, "Vous pouvez trouver des microbes partout - ils sont extrêmement adaptables aux conditions, et de survivre là où ils sont."

Enquête sur la ténacité et la polyvalence de la vie sur Terre, ainsi que la compréhension des systèmes moléculaires que certains organismes utilisent pour survivre de tels extrêmes, est important pour la recherche de la vie ailleurs que sur Terre . En Avril 2012, les scientifiques ont indiqué que lichens pourraient survivre et se reproduire dans une simulation Environnement martien.

Forme et fonction

Les cellules sont l'unité de base de la structure dans chaque chose vivante, et toutes les cellules proviennent de cellules pré-existants par division. la théorie cellulaire a été formulée par Henri Dutrochet, Theodor Schwann, Rudolf Virchow et d'autres au cours de la début du XIXe siècle, et par la suite se sont largement acceptées. L'activité d'un organisme dépend de l'activité totale de ses cellules, avec le flux d'énergie se produisant à l'intérieur et entre eux. Les cellules contiennent l'information héréditaire qui est reportée comme une génétique code pendant la division cellulaire.

Il existe deux principaux types de cellules. Les procaryotes ne ont pas de noyau et autre liée à la membrane organelles, bien qu'ils aient ADN circulaire et ribosomes. Les bactéries et Archaea sont deux domaines de procaryotes. L'autre principal type de cellules sont les eucaryotes , qui ont noyaux distincts liés par une membrane nucléaire et organites liés à la membrane, y compris les mitochondries , chloroplastes, lysosomes, rugueux et lisse reticulum endoplasmique, et vacuoles. En outre, ils possèdent des chromosomes qui stockent matériel génétique organisés. Toutes les espèces de grands organismes complexes sont des eucaryotes, y compris les animaux, les plantes et les champignons, bien que la plupart des espèces de eucaryote sont protistes micro-organismes. Le modèle classique est que les eucaryotes ont évolué à partir des procaryotes, avec les principaux organites des eucaryotes formant travers endosymbiose entre les bactéries et la cellule eucaryote progénitrices.

Les mécanismes moléculaires des la biologie cellulaire sont basées sur des protéines . La plupart d'entre eux sont synthétisés par des ribosomes par une Procédé catalysée par une enzyme appelée la biosynthèse des protéines. Une séquence d'acides aminés est assemblé et réunis basée sur l'expression du gène d'acide nucléique de la cellule. Dans les cellules eucaryotes, ces protéines peuvent alors être transportés et traités par le appareil de Golgi en préparation pour l'expédition vers leur destination.

Les cellules se reproduisent par un processus de la division cellulaire dans lequel la cellule mère se divise en deux ou plusieurs cellules filles. Pour procaryotes, la division cellulaire se produit par un processus de fission dans lequel l'ADN est répliqué, les deux copies sont fixés à des parties de la membrane cellulaire. Dans les eucaryotes , un processus plus complexe de mitose est suivie. Toutefois, le résultat final est le même; les copies de cellules résultantes sont identiques les uns aux autres et à la cellule d'origine (à l'exception de mutations), et les deux sont capables de division supplémentaire suite à un période interphase.

Les organismes multicellulaires peuvent avoir évolué abord par la formation de colonies de cellules similaires. Ces cellules peuvent former des organismes de groupe par le biais de l'adhésion cellulaire. Les membres individuels d'une colonie sont capables de survivre sur leur propre, alors que les membres d'un véritable organisme multicellulaire ont développé des spécialités, ce qui les rend dépendants sur le reste de l'organisme pour la survie. De tels organismes sont formés ou par clonage à partir d'une unique cellules germinales qui est capable de former les différentes cellules spécialisées qui forment l'organisme adulte. Cette spécialisation permet aux organismes multicellulaires d'exploiter les ressources plus efficacement que des cellules individuelles.

Les cellules ont développé des méthodes pour percevoir et répondre à leur microenvironnement, améliorant ainsi leur capacité d'adaptation. Signalisation cellulaire coordonne les activités cellulaires, et donc régit les fonctions de base d'organismes multicellulaires. De signalisation entre les cellules peut se produire par contact direct des cellules en utilisant juxtacrine de signalisation, ou indirectement par l'échange d'agents comme dans le système endocrinien. Dans les organismes plus complexes, la coordination des activités peut se produire à travers un dédié système nerveux.

Classification

La hiérarchie des classification biologique de huit grands taxonomique rangs. La vie est divisée en domaines, qui sont subdivisées en d'autres groupes. Classements intermédiaires mineures ne sont pas représentés.

La première tentative connue pour classer les organismes a été menée par le philosophe grec Aristote (384-322 avant JC), qui a classifié tous les organismes vivants connus à ce moment-là soit comme une plante ou un animale , basée principalement sur leur capacité à se déplacer. Il distingue également les animaux avec du sang provenant d'animaux sans effusion de sang (ou au moins sans sang rouge), qui peuvent être comparés avec les concepts de vertébrés et invertébrés respectivement, et divisé les animaux à sang en cinq groupes: les quadrupèdes vivipares ( mammifères ), quadrupèdes ovipares ( reptiles et amphibiens), oiseaux , poissons et baleines. Les animaux exsangues ont également été divisés en cinq groupes: céphalopodes, crustacés , insectes (qui comprenait les araignées , scorpions, et mille-pattes, en plus de ce que nous définissons comme des insectes aujourd'hui), les animaux (comme la plupart bombardé mollusques et échinodermes) et " zoophytes. "Bien que le travail de Aristote en zoologie ne était pas sans erreurs, ce était la synthèse biologique grandiose du temps et est resté l'autorité ultime pour de nombreux siècles après sa mort.

L'exploration de la Continent américain a révélé un grand nombre de nouvelles plantes et les animaux qui devaient descriptions et classification. Dans la dernière partie du 16e siècle et au début du 17e, une étude attentive des animaux a commencé et a été progressivement étendue jusqu'à former un corps de connaissances suffisant pour servir de base anatomique pour la classification. À la fin des années 1740, Carolus Linnaeus introduit son système de nomenclature binomiale pour la classification des espèces. Linnaeus a tenté d'améliorer la composition et de réduire la longueur des noms utilisés antérieurement nombreux-rédigé par l'abolition de la rhétorique inutile, l'introduction de nouveaux termes descriptifs et définir précisément leur signification. En utilisant systématiquement ce système, Linné séparé nomenclature de taxonomie.

Les champignons ont été initialement traitées comme des plantes. Pendant une courte période Linnaeus les avait classés dans le taxon Vermes dans Animalia, mais plus tard, les replacés dans Plantae. Copeland classé Champignons dans son Protoctista, évitant ainsi partiellement le problème, mais en reconnaissant leur statut spécial. Le problème a finalement été résolu par Whittaker, quand il leur a donné leur propre dans son royaume système à cinq royaume. Histoire de l'évolution montre que les champignons sont plus étroitement liés aux animaux que de plantes.

Comme de nouvelles découvertes ont permis étude détaillée de cellules et micro-organismes, de nouveaux groupes de la vie ont été révélés, et les champs de la biologie cellulaire et microbiologie ont été créés. Ces nouveaux organismes ont été initialement décrites séparément dans protozoaires comme des animaux et protophytes / Thallophytes que les plantes, mais ont été unis par Haeckel dans le royaume Protistes; plus tard, le procaryotes ont été clivés dans le royaume Monera, qui finirait par être divisé en deux groupes distincts, les bactéries et la Archaea. Cela a conduit à la système à six royaume et éventuellement au courant Classification phylogénétique, qui est basé sur des relations évolutionnaires. Cependant, la classification des eucaryotes, en particulier des protistes, est encore controversée.

Comme la microbiologie, la biologie moléculaire et virologie développé, agents REPRODUCTION non-cellulaires ont été découverts, tels que des virus et viroïdes. Que ceux-ci sont considérés comme vivants a été un sujet de débat; virus manquent caractéristiques de la vie tels que les membranes cellulaires, le métabolisme et la capacité de croître ou de répondre à leurs environnements. Les virus peuvent encore être classés en «espèce» en fonction de leur biologie et de la génétique , mais de nombreux aspects d'une telle classification reste controversée.

Dans les années 1960 une tendance appelée cladistics émergé, organisation basée sur les taxons clades dans un arbre de l'évolution ou phylogénétique.

Vie extraterrestre

Panspermie hypothèse montrant bactéries étant réalisée sur Terre par une comète

Terre est la seule planète connue pour abriter la vie. Autres endroits dans le système solaire qui peuvent accueillir la vie comprennent subsurface Mars, l'atmosphère deVénus, et sous la surface des océans sur certaines deslunes desgéants de gazplanètes. Le d'équation de Drake, qui prédit le nombre de civilisations extraterrestres dans notre galaxie avec lesquelles nous pourrions entrer en contact, a été utilisé pour discuter de la probabilité de vie ailleurs, mais la plupart des variables de cette équation est difficile à estimer.

La région autour d'une étoile de la séquence principale qui pourraient soutenir la vie comme la Terre sur une planète semblable à la Terre est connu sous le nom zone habitable. La rayons intérieur et extérieur de cette zone varie avec la luminosité de l'étoile, tout comme l'intervalle de temps pendant lequel la zone survit . Étoiles plus massives que le Soleil ont une zone habitable plus grande, mais restent sur ​​la séquence principale pour un intervalle de temps plus court. Petites naines rouges étoiles ont le problème inverse, avec une zone habitable plus petite qui est soumis à des niveaux plus élevés d'activité magnétique et les effets de la rotation synchrone de orbites proches. Par conséquent, les étoiles dans la gamme de masse intermédiaire comme le Soleil peuvent avoir une plus grande probabilité de la vie comme la Terre de se développer. L'emplacement de l'étoile dans une galaxie peut également avoir un impact sur ​​la probabilité de la vie formant. Étoiles dans les régions avec une plus grande abondance d'éléments plus lourds qui peuvent former des planètes, en combinaison avec un taux de potentiellement endommager l'habitat bas de supernovae événements sont prévus pour avoir une probabilité plus élevée d'hébergement planètes avec la vie complexe.

Panspermie, également appelé exogenesis, est l' hypothèse que la vie est apparue ailleurs dans l'univers, puis transféré à la Terre sous forme de spores via des météorites, comètes , ou poussière cosmique. Inversement, la vie terrestre peut être ensemencé dans d'autres systèmes solaires à travers la panspermie dirigée, de sécuriser et élargir certaines formes de vie terrestres. expériences de Astroecology avec météorites montrent que les astéroïdes martiennes et matériaux cométaires sont riches en éléments minéraux et peuvent être sols fertiles pour microbienne, algues et la vie végétale, la vie passé et futur dans nos et d'autres systèmes solaires.

Recherche

En Octobre 2011, les scientifiques ont constaté en utilisant la spectroscopie que poussière cosmique contient de la matière organique complexe (en particulier, aromatic- les solides organiques aliphatiques) qui pourraient être créés naturellement, et rapidement, par étoiles. Les composés sont si complexes que leurs structures chimiques ressemblent à la composition du charbon et de pétrole ; telle complexité chimique pensait auparavant à naître que d'organismes vivants. Ces observations suggèrent que des composés organiques introduits sur Terre par des particules de poussière interstellaire pourraient servir comme ingrédients de base pour la vie en raison de leur surface catalytique activités.

En Septembre 2012, les scientifiques de la NASA ont indiqué que hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), soumis à milieu interstellaire (ISM) conditions, sont transformés, par hydrogénation , oxygénation et hydroxylation, à plus complexes organiques - "une étape sur le chemin vers acides aminés et nucléotides, les matières premières deprotéinesetADN, respectivement ". En outre, à la suite de ces transformations, les HAP perdent leursignature spectroscopiquequi pourrait être l'une des raisons "de l'absence de détection HAP dans glace interstellaire céréales, en particulier les régions externes de froid, nuages denses ou les couches moléculaires supérieures disques protoplanétaires. "

Le 29 Août 2012, les astronomes au Université de Copenhague a signalé la détection d'une molécule de sucre spécifique, glycolaldéhyde, dans un système de étoile lointaine. La molécule a été trouvé autour de la IRAS 16293-2422 protostellaires binaires, qui est située à 400 années-lumière de la Terre. Glycolaldéhyde est nécessaire pour former l'acide ribonucléique, ou ARN, qui est similaire en fonction de l'ADN . Ce résultat suggère que des molécules organiques complexes peuvent se former dans les systèmes stellaires avant la formation des planètes, pour arriver finalement sur les jeunes planètes au début de leur formation.

Mort

Cadavres animaux, comme cebuffle d'Afrique, sont recyclés par l'écosystème, la fourniture d'énergie et de nutriments pour les créatures vivantes

La mort est la cessation définitive de toutes les fonctions vitales ou des processus de vie d'un organisme ou d'une cellule. Il peut se produire à la suite d'un accident, les conditions médicales , l'interaction biologique, la malnutrition , l'empoisonnement , la sénescence, ou de suicide. Après la mort, les restes d'un organisme re-saisir les cycle biogéochimique. organismes peuvent être consommée par un prédateur ou d'un trésor et les restes de matière organique peuvent ensuite être décomposés par les détritivores, les organismes qui recyclent détritus, de le retourner à l'environnement pour la réutilisation dans le chaîne alimentaire.

Un des défis dans la définition de la mort est en la distinguant de la vie. Mort semble se référer soit au moment, la vie se termine, ou lorsque l'état qui suit la vie commence. Cependant, déterminer le moment où le décès est survenu nécessite l'établissement des limites conceptuelles précises entre la vie et la mort. Cette situation est problématique, cependant, car il ya peu de consensus sur la façon de définir la vie. La nature de la mort a été depuis des millénaires une préoccupation centrale des traditions religieuses du monde et de la recherche philosophique. Beaucoup de religions maintiennent la foi en soit une sorte de vie après la mort ou la réincarnation de l' âme, ou la résurrection du corps à une date ultérieure.

Extinction est le processus par lequel un groupe de taxons ou espèces éteint, réduisant la biodiversité. Le moment de l'extinction est généralement considéré comme le décès du dernier individu de cette espèce. Parce que le potentiel d'une espèce gamme peut être très grande, déterminer ce moment est difficile, et est habituellement fait rétrospectivement, après une période d'absence apparente. Espèces disparaissent quand ils ne sont plus en mesure de survivre à changer habitat ou contre la concurrence supérieure. Dans l'histoire de la Terre , plus de 99% de toutes les espèces qui ont vécu ont disparu; cependant, extinctions de masse ont pu accélérer l'évolution en offrant des possibilités pour les nouveaux groupes d'organismes de se diversifier.

Fossiles sont conservés les restes ou des traces d'animaux, de plantes et d'autres organismes du passé distant. La totalité des fossiles, à la fois découvert et non découvert, et leur placement dans des fossiles contenant- roche et formations sédimentaires couches ( strates) est connu comme le registre fossile. Un spécimen préservé, appelé un fossile si elle est antérieure à la date arbitraire d'il ya 10.000 ans. Par conséquent, les fossiles sont âgés de la plus jeune au début de la Holocène à la plus ancienne de la Archéen Eon, jusqu'à 3,4 milliards d'années.

La vie artificielle

La vie artificielle est un domaine d'étude qui examine les systèmes liés à la vie, de ses processus et de son évolution à travers des simulations à l'aide de modèles informatiques, la robotique et la biochimie . L'étude de la vie artificielle imite la biologie traditionnelle en recréant certains aspects de phénomènes biologiques. Les scientifiques étudient la logique des systèmes de vie en créant des environnements artificiels quête pour comprendre le traitement de l'information complexe qui définit de tels systèmes. Alors que la vie est, par définition, vivant, la vie artificielle est généralement désigné comme données confinés à un environnement numérique et de l'existence.

La biologie synthétique est un nouveau domaine de la recherche biologique et de la technologie qui combine la science et de l'ingénierie biologique. L'objectif commun est la conception et la construction de nouvelles fonctions et des systèmes biologiques ne se trouvent pas dans la nature. La biologie synthétique comprend le vaste redéfinition et l'expansion de la biotechnologie , dans le but ultime d'être en mesure de concevoir et de construire des systèmes biologiques fabriqués qui traitent l'information, de manipuler des produits chimiques, la fabrication des matériaux et des structures, la production d'énergie, fournir de la nourriture, et de maintenir et d'améliorer la santé humaine et notre environnement.