Život je karakteristika koja razlikuje fizičke entitete s biološkim procesima, kao što su signalizacija i samoodrživi procesi, od onih koji ih nemaju, bilo zato što su takve funkcije prestale ili zato što nikada nisu imale takve funkcije i klasificirane su kao nežive.
U svojoj srži, život je definiran nizom kriterija, uključujući sposobnost rasta, reprodukcije, održavanja homeostaze, reagiranja na podražaje i prilagođavanja okolišu tijekom vremena kroz promjene koje se prenose tijekom reprodukcije. Biologija , proučavanje života, pokriva širok spektar organizama od jednostavnih jednostaničnih bakterija do složenih višestaničnih organizama poput ljudi.
Svi živi organizmi sastoje se od stanica, što ih čini osnovnim građevnim elementima života. Stanica može funkcionirati samostalno ili kao dio višestaničnog organizma. Stanice provode kemijske procese potrebne za preživljavanje, uključujući pretvaranje hrane u energiju i stvaranje proteina.
Postoje dvije vrste stanica: prokariotske i eukariotske . Prokariotske stanice su jednostavnije i nemaju jezgru, poput bakterija. Eukariotske stanice, koje se nalaze u biljkama i životinjama, imaju jezgru i druge specijalizirane strukture koje se nazivaju organele.
Genetika je proučavanje nasljeđa i varijacija u organizmima. Genetski materijal, DNK, nosi upute za razvoj, funkcioniranje, rast i reprodukciju svih živih bića. Strukturu DNK, dvostruku spiralu, otkrili su James Watson i Francis Crick, otkrivajući kako se genetske informacije prenose s roditelja na potomstvo.
DNK se replicira kroz proces koji se naziva mitoza za rast i popravak, i mejoza za proizvodnju gameta u spolnom razmnožavanju. Genetski kod unutar DNK sastoji se od četiri nukleotida (A, T, C, G), koji određuju fizičke karakteristike i osobine organizma.
Evolucija prirodnom selekcijom je proces kojim se organizmi mijenjaju tijekom vremena kao rezultat promjena u nasljednim fizičkim osobinama ili osobinama ponašanja. Charles Darwin i Alfred Russel Wallace su predložili da oni organizmi koji najbolje odgovaraju svom okolišu imaju veću vjerojatnost da će preživjeti i razmnožavati se.
Primjer: kljunovi zeba na otočju Galápagos evoluirali su tijekom generacija kako bi bolje odgovarali vrsti hrane koja im je dostupna.
Svi živi organizmi trebaju energiju za provođenje životnih procesa. Energija u biološkim sustavima prvenstveno dolazi od Sunca, a biljke je hvataju kroz proces koji se naziva fotosinteza . Jednadžba za fotosintezu može se predstaviti kao: \(6CO_2 + 6H_2O + light \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2\)
Životinje dobivaju energiju konzumiranjem biljaka ili drugih životinja, razlažući hranu u procesu koji se naziva stanično disanje , a koji se može sažeti obrnutom jednadžbom fotosinteze.
Homeostaza je sposobnost organizma da održava stalna unutarnja stanja unatoč vanjskim promjenama. To uključuje reguliranje temperature, pH, hidrataciju i još mnogo toga. Na primjer, ljudi se znoje kako bi se ohladili u vrućim uvjetima, izravna reakcija na održavanje homeostaze.
Ekosustav se sastoji od svih živih bića na određenom području, zajedno s njihovim fizičkim okolišem. Uključuje biljke, životinje, mikroorganizme, vodu, stijene i tlo. Ekosustave karakterizira protok energije kroz prehrambene lance i mreže te kruženje hranjivih tvari.
Živi organizmi komuniciraju jedni s drugima i svojim okolišem na složene načine. Odnosi predator-plijen , simbioza (mutualizam, komenzalizam, parazitizam) i natjecanje primjeri su ovih interakcija koje igraju ključnu ulogu u ekološkoj ravnoteži.
Bioraznolikost se odnosi na raznolikost i varijabilnost života na Zemlji. Ta se raznolikost javlja na različitim razinama, uključujući raznolikost vrsta, genetiku i raznolikost ekosustava. Visoka bioraznolikost ključna je jer pomaže ekosustavima da ostanu otporni, pružajući bitne usluge ljudima kao što su čista voda, oprašivanje i kontrola bolesti.
Konzervacijska biologija usmjerena je na zaštitu i očuvanje bioraznolikosti kroz upravljanje ekosustavima i divljim životinjama. Strategije uključuju uspostavu zaštićenih područja, obnovu staništa i napore u borbi protiv onečišćenja i klimatskih promjena.
Proučavanje ljudske biologije uključuje razumijevanje zamršenosti ljudskog tijela, njegovih sustava i načina na koji oni međusobno djeluju kako bi nas održali na životu. Važni sustavi uključuju krvožilni sustav, koji prenosi krv kroz tijelo; dišni sustav, koji uzima kisik i izbacuje ugljični dioksid; probavni sustav, koji razgrađuje hranu na hranjive tvari; i živčani sustav, koji koordinira akcije i senzorne informacije.
Ljudsko zdravlje i bolest također čine ključni dio bioloških studija, istražujući kako održati zdravlje prehranom, tjelovježbom i prevencijom bolesti. Istraživanja genetike i molekularne biologije dovode do napretka u medicini, poboljšavaju dijagnostiku bolesti i liječenje.
Kako tehnologija napreduje, tako raste i naše razumijevanje života. Biotehnologija, korištenje živih sustava i organizama za razvoj ili proizvodnju proizvoda, revolucionarizira polja kao što su poljoprivreda, medicina i očuvanje okoliša. Genetski inženjering, uključujući uređivanje gena CRISPR-Cas9, nudi mogućnosti za liječenje genetskih bolesti i poboljšanje prinosa usjeva.
Štoviše, sintetička biologija, interdisciplinarna grana znanosti koja spaja biologiju i inženjerstvo, stvara nove oblike života projektiranjem i konstruiranjem novih bioloških dijelova i sustava ili redizajniranjem postojećih za korisne svrhe. To bi moglo dovesti do otkrića u proizvodnji obnovljive energije, biorazgradive plastike, pa čak i teraformiranja drugih planeta kako bi ih učinili pogodnima za život ljudi.
Zaključno, istraživanje života od mikroskopskih razmjera stanica i gena do složenih interakcija unutar ekosustava otkriva ljepotu i složenost biološkog svijeta. Proučavanjem biologije stječemo uvid ne samo u prirodu vlastitog postojanja nego i u mehanizme koji održavaju život na Zemlji. Dok nastavljamo otkrivati misterije života, suočavamo se s etičkim razmatranjima i odgovornošću da svoje znanje koristimo za dobrobit svih živih bića i očuvanje okoliša.
