Итак. Продолжим наш разговор о том, что есть общего у всего живого на нашей планете.
В своей предыдущей статье я вам рассказала первые 6 свойств, которые присуще всему живому, поэтому сегодня продолжим с седьмого пункта.
7. Взаимодействие с окружающей средой. Все животные взаимодействуют со средой обитания. Изучение взаимодействия организма с окружающей средой называется экологией. Особый интерес представляют факторы, влияющие на географическое распределение и численность животных. Экологическая наука показывает, как организм воспринимает стимулы окружающей среды и соответствующим образом реагирует на них, корректируя свой метаболизм и физиологию. Все организмы реагируют на экологические стимулы, свойство называемое раздражительностью. Стимул и реакция могут быть простыми, например, одноклеточный организм, движущийся от источника света или в сторону от вредного вещества, или же они могут быть достаточно сложными, например, птица, реагирующая на сложные серии сигналов в ритуале спаривания. Жизнь и окружающая среда неразрывно связаны между собой. Мы не можем отделить эволюционную историю родословной организмов от среды, в которой она происходила.
8. Движение. Живые системы и их части показывают точные и контролируемые движения, возникающие внутри системы. Энергия, которую живые системы извлекают из окружающей среды, позволяет им инициировать контролируемые перемещения. Такие движения на клеточном уровне необходимы для воспроизводства, роста и многих реакций на стимулы во всех живых формах и для развития многоклеточных. Автономное движение достигает огромного разнообразия животных, и большая часть этой книги содержит описание движения животных и многие приспособления, которые животные эволюционировали для передвижения. В более широком масштабе целые популяции или виды могут со временем рассеиваться из одного географического района в другой в силу своих возможностей передвижения. Движение, характерное для неживой материи, такой как частицы в растворе, радиоактивный распад ядер и извержение вулканов, не контролируется точно самими подвижными объектами и часто включает силы, полностью внешние по отношению к ним. Адаптивные и зачастую целенаправленные движения, инициированные живыми системами, отсутствуют в неживом мире.
Жизнь подчиняется физическим законам.
Для необученных наблюдателей эти восемь свойств жизни могут казаться нарушающими основные законы физики. Витализм, идея о том, что жизнь наделена мистической жизненной силой, нарушающей физические и химические законы, когда-то широко пропагандировалась. Биологические исследования неизменно отвергают витализм, показывая, что все живые системы подчиняются основным законам физики и химии. Законы, регулирующие энергетику и ее трансформацию (термодинамику), особенно важны для понимания жизни.
Первый закон термодинамики - это закон сохранения энергии. Энергия не создается и не разрушается, но может быть преобразована из одной формы в другую. Все аспекты жизни требуют энергии и ее трансформации. Энергия, необходимая для поддержания жизни на Земле, вытекает из реакций синтеза на нашем Солнце и достигает Земли в виде света и тепла. Солнечный свет, улавливаемый зелеными растениями и цианобактериями, превращается путем фотосинтеза в химические связи. Энергия в химических связях является одной из форм потенциальной энергии, высвобождаемой при разрыве связи; энергия используется для выполнения многочисленных клеточных задач. Преобразованная и накопленная в растениях энергия затем используется животными, которые едят растения, и эти животные, в свою очередь, могут обеспечить энергией других животных, которые их едят.
Второй закон термодинамики гласит, что физические системы, как правило, переходят в состояние большего расстройства, или энтропии. Полученная и накопленная электростанциями энергия впоследствии высвобождается различными механизмами и в конечном итоге рассеивается в виде тепла. Сложная молекулярная организация в живых клетках достигается и поддерживается только до тех пор, пока энергия питает организацию. Конечной судьбой материалов в клетках является деградация и рассеивание их химической энергии связи в виде тепла.
Процесс эволюции, в ходе которого сложность организма может со временем возрастать, может показаться, что, во-первых, нарушает второй закон термодинамики, но не нарушает его. Сложность организма достигается и поддерживается только за счет постоянного использования и рассеивания энергии, поступающей в биосферу от солнца. Для выживания, роста и размножения животных требуется энергия, получаемая при разложении сложных молекул пищи на простые органические отходы. Процессы, с помощью которых животные получают энергию через питание и дыхание, раскрываются перед нами через многие физиологические науки.
Зоология - как часть биологии
Животные образуют отдельную ветвь эволюционного дерева жизни. Это большая и старая ветвь, возникшая в докембрийских морях более 600 миллионов лет назад. Животные составляют часть еще более крупной конечности, известной как эукариоты, организмы, клетки которых содержат мембранно-замкнутые ядра. Эта крупная конечность включает растения, грибы и многочисленные одноклеточные формы. Пожалуй, самой отличительной особенностью животных как группы является их способ питания, который состоит в употреблении в пищу других организмов. Эволюция выработала этот базовый образ жизни с помощью различных систем сбора и переработки широкого спектра продуктов питания и для передвижения.
Животных также отличает отсутствие характеристик, которые развивались у других эукариот. Растения, например, используют световую энергию для получения органических соединений (фотосинтез), и у них сформировались жесткие клеточные стенки, окружающие их клеточные мембраны; у животных отсутствует фотосинтез и клеточные стенки. Грибы получают питание, поглощая небольшие органические молекулы из окружающей их среды, а их план тела содержит трубчатые нити, называемые гифами; эти структуры отсутствуют в животном царстве.
В заключение, хотелось бы отметить, что существуют и такие организмы, которые сочетают в себе свойства животных и растений.
Например, Эвглена - это подвижный одноклеточный организм, по фотосинтезу похожий на растения, но по способности есть частицы пищи он похож на животных. Эвглена является частью отдельной родословной эукариот, которая отличалась от родословной растений и животных в начале эволюционной истории эукариот. Эвглена и другие одноклеточные эукариоты иногда группируются как королевство Протиста, хотя это королевство представляет собой произвольную группировку несвязанных линий, которая нарушает таксономические принципы.
