gyvýbė, gyvųjų sistemų reiškimosi forma; viena svarbiausių biologijos sąvokų.
Gyvosios sistemos savybės
Gyvosios sistemos nuo negyvųjų skiriasi augimu, vystymusi, dauginimusi, medžiagų apykaita, dirglumu, gebėjimu prisitaikyti prie aplinkos ir homeostaze.
Gyvosiomis sistemomis laikomos save atkurti galinčios sistemos, kurių pagrindą sudaro vanduo ir kurioms būdinga anglies junginių apykaita, baltymai ir galinčios replikuotis nukleorūgštys. Visoms gyvosioms sistemoms būdingas gebėjimas palikti į save panašias.
Jos turi visą nuolatiniam savęs atgaminimui reikiamą informaciją (genetinė informacija), užkoduotą nukleorūgščių molekulėse, kurią perduoda iš kartos į kartą. Gyvosios sistemos keičiasi ne tik informacija, bet ir medžiagomis bei energija. Jų medžiagų apykaitos reakcijas katalizuoja baltymai arba ribonukleorūgštys (RNR). Gyvojoje sistemoje vyksta atvirieji chemodinaminiai ir termodinaminiai procesai, kurių metu skylant organinėms medžiagoms išlaisvinama energija yra tiesiogiai naudojama darbui atlikti, o cheminė energija verčiama darbu. Dėl medžiagų ir energijos mainų tarp aplinkos ir gyvųjų sistemų nenusistovi termodinaminė pusiausvyra. Gyvosiose sistemose nuolat palaikomi energiniai, cheminiai ir kiti gradientai. Be to, gyvosioms sistemoms būdinga nuolatinė vidinė tvarka (augant, bręstant, evoliucionuojant), kuri galima tik ardant tvarką jas supančioje aplinkoje. Nutrūkus šiems procesams organizmas negauna energijos ir miršta. Miręs organizmas, kaip ir bet kuris kitas negyvosios gamtos objektas, yra termodinaminės pusiausvyros su aplinka būsenos ir negrįžtamai praradęs savo struktūrą.
Gyvybės atsiradimas
Gyvybės kilmė – viena svarbiausių biologijos problemų. Teoriškai gyvybė Žemėje galėjo atsirasti vienu iš trijų būdų. Pagal panspermijos hipotezę, gyvybė yra nežemiškos kilmės, kuri į Žemę pateko atsitiktinai sporų ir mikroorganizmų pavidalu iš kosmoso su meteoritais ar asteroidais ir rutuliojosi toliau. Iki šiol nėra jokių tiesioginių kosminės gyvybės kilmės įrodymų.
Pagal kitą aiškinimą, gyvybė Žemėje sukurta Kūrėjo. Šio požiūrio apie gyvybės kilmę laikosi didžioji dauguma pasaulinių religijų. Kadangi faktinių įrodymų, kad egzistuoja gyvybę sukūrusi jėga, nėra, todėl šios hipotezės moksliniais metodais patikrinti neįmanoma.
Pagal trečią teoriją, gyvybė Žemėje kilo iš neorganinių medžiagų susiklosčius tinkamoms fizikinėms ir cheminėms sąlygoms, reikalingoms organinėms medžiagoms susidaryti. 1920–30 atskirai vienas nuo kito A. Oparinas (Rusija) ir J. Haldane’as (Didžioji Britanija) pasiūlė teoriją, pagal kurią, esant sąlygoms, kokios buvo prieš kelis milijardus metų, gyvybė Žemėje galėjo atsirasti savaime. 1953 Stanley Milleris ir H. C. Urey (abu Jungtinės Amerikos Valstijos) laboratorijoje sukūrė sąlygas, kurios galėjo egzistuoti Žemėje prieš 4 mlrd. metų. Šiuo periodu Žemės atmosferoje nebuvo deguonies, bet buvo gausu azoto, metano, anglies monoksido ir anglies dioksido, amoniako, vandenilio ir vandens garų. Tokiomis sąlygomis mokslininkams pavyko iš neorganinių junginių gauti organinius junginius (tarp jų ir aminorūgščių). Vėliau buvo įrodyta, kad Žemėje dėl aukštos temperatūros, ultravioletinės ir jonizuojančiosios spinduliuotės bei elektros išlydžių iš atmosferos neorganinių medžiagų galėjo susidaryti mažos molekulinės masės organiniai junginiai (aminorūgštys, nukleotidai, monosacharidai), vėliau – organiniai polimerai (nukleorūgštys ir baltymai). Susidarę organiniai junginiai ištirpdavo Pasauliniame vandenyne. Didėjant organinių medžiagų koncentracijai ir joms reaguojant tarpusavyje jų įvairovė didėjo. Iš nukleotidų galėjo atsirasti save atkuriančios sistemos.
Įrodžius, kad ribonuklerūgštis (RNR) gali ne tik atsikurti, bet ir katalizuoti chemines reakcijas, buvo sukurta vadinamoji RNR pasaulio hipotezė. Manoma, kad gyvybė iš pradžių egzistavo RNR pavidalu, o deoksiribonukleorūgštis (DNR) ir baltymai atsirado vėliau. Iš lipidų vandenyje galėjo savaime susiformuoti 1–100 µm skersmens koacervatų pūslelės su viduje esančiais vandenyje ištirpusiais organiniais polimerais. Pagal Oparino ir Haldane’o teoriją, koacervatai gebėjo augti ir daugintis vartodami aplinkos medžiagas ir energiją; juose vyko sintezė ir irimas. Per daugelį milijonų metų koacervatai tobulėjo ir diferencijavosi. Manoma, kad egzistavo primityvi koacervatų atranka. Dėl gamtinės atrankos evoliucionuodami koacervatai turėjo tapti daug tobulesnėmis sistemomis – ląstelėmis. Tada prasidėjo biologinė evoliucija.
Randama fosilijų su bakterijų pėdsakais uolienose, kurios datuojamos 3,8 mlrd. metų, todėl galima teigti, kad gyvosios sistemos tada jau egzistavo.
1316