«حیات» به اینجا تغییرمسیر دارد. برای دیگر کاربردها، حیات (ابهامزدایی) را ببینید.
این مقاله نیازمند بهروزرسانی است. لطفاً این مقاله را به گونهای بهروز کنید که بازتابدهندهٔ رویدادهای اخیر یا اطلاعات جدیدِ بهدستآمده باشد.(آوریل ۲۰۱۵)
ژن واحد وراثت است و یاخته (سلول) واحد ساختاری و عامل زندگی است.[۴][۵] یاختهها دو گونه هستند: پروکاریوتها (پیشهسته) و یوکاریوتها (هوهسته)، هر دو گونه دارای یک سیتوپلاسم (میانیاخته) هستند که درون غشا قرار گرفته است. این غشاها دارای زیستمولکولهای زیادی نظیر پروتئین و نوکلئیک اسید هستند. یاخته از طریق فرآیند تقسیم سلولی تولیدمثل میکند. در این فرآیند، سلول والد به دو یا چند سلول فرزند تقسیم شده و ژنهای خود را به نسل تازه منتقل میکند. گاهی این تقسیم سلولی منجر به تنوع ژنتیکی گونهها میشود.
بطور کلی جانداران را سامانههای باز تلقی میکنند که همایستایی دارند، متشکل از یاختهاند، چرخهٔ زندگی دارند، سوختوساز و رشد میکنند، قابلیت سازگاری با محیط زیست دارند، به محرکها پاسخ میدهند، تولیدمثل کرده و در طول چند نسل فرگشت (تکامل) دارند. گاهی اوقات سایر تعاریف بقیهٔ اشکال حیات غیریاختهای مثل ویروسها و ویروئیدها را هم شامل میشود اما این موارد معمولاً به حساب نمیآیند چون توانایی زیست خودکفا را ندارند و مجبورند از فرآیندهای زیستی میزبانهای خود بهره ببرند.[۶][۷] ویروسها فقط از رشته دیانای تشکیل شدهاند و به تنهایی و بدون وجود سلول میزبان، علایم موجودات زنده را نشان نمیدهند. برخی از دانشمندان ویروسها را مرز میان موجودات زنده و غیر زنده و به صورت یک هاله (مانند نیم سایه) دانستهاند، که کاملاً قابل جداسازی نیستند.
مرگ، پایانی بیبازگشت برای همهٔ فرآیندهای زیستیای است که جاندار را حفظ میکند و با وقوع آن زندگی به پایان میرسد. انقراض اصطلاحی برای اشاره به مرگ همهٔ اعضای یک گروه یا آرایه زیستی مثل گونههای جانوری است. هنگامی که یک گونه یا آرایه منقرض میشود، امکان بازگشت به زندگی را از دست میدهد. سنگوارهها آثار بجامانده یا رد پای جانداران هستند.
به تعریفی دیگر حیات نحوهٔ خاص از هستی است که مبدأ ظهور علم و قدرت شده و عامل هماهنگکننده اندیشه علمی و انگیزه عملی است، به طوری که اندیشه علمی بر انگیزه عملی اشراف و نظارت داشته و انگیزه عملی تحت هدایت اندیشه علمی، به صورت کوشش عینی ظهور یابد.
«زندگی روزمره» مفهوم عامی است که همه مفهوم پردازیها، تعاریف و روایتها از آن ریشه میگیرند و از سوی دیگر، «زندگی روزمره» دارای ماهیت نسبتاً ناپایدار و سیالی است که به آسانی از زیر بار هر گونه تعریفی، شانه خالی میکند.[۱۰]
زندگی. (حامص، اِ) زندگانی. (از فرهنگ فارسی معین). حیوة. (ناظم الاطباء). حیات. محیا. حیوان. نقیض مرگ. زندگانی. مقابل مردگی. مقابل مرگ و ممات و آن صفتی است مقتضی حس و حرکت. (از یادداشتهای بخط دهخدا)[۱۱]
تعریف
تعریف زندگی همواره یکی از چالشهای دانشمندان و فلاسفه بوده است.[۱۲][۱۳][۱۴] بخشی از مشکل از این بابت است که زندگی یک ماده نیست بلکه یک فرآیند است.[۱۵][۱۶][۱۷] نبود دانش نسبت به هر گونه ساختار زیستی در خارج از زمین (در صورت وجود) و عدم امکان مقایسه به پیچیدگی تعریف آن کمک کردهاست.[۱۸][۱۹] تعاریف فلسفی زیادی از زندگی ارائه شده است که مسئله و پیچیدگی اصلی آنها شیوهٔ تشخیص چیزهای زنده از دیگر چیزها بوده است.[۲۰] تعاریف حقوقی هم از زندگی ارائه شده و مورد بحث و جدل قرار گرفته است. هدف اکثر آنها تمرکز بر این است که جان چه انسانی را میتوان گرفت و عوارض قانونی این تصمیمات چه میتواند باشد.[۲۱] در یک پژوهش ۱۲۳ تعریف از زندگی ارائه شده است.[۲۲]
زیستشناسی
از آنجایی که هنوز تعریف واضحی از حیات وجود ندارد، بیشتر تعاریف فعلی در زیستشناسی، توصیفی هستند. زندگی ویژگی چیزی تلقی میشود که موجودیت خود را در محیط معین حفظ، بیشتر یا تقویت میکند. این ویژگی تمام یا بیشتر صفات زیر را نشان میدهد:[۱۴][۲۳][۲۴][۲۵][۲۶][۲۷][۲۸]
همایستایی: تنظیم محیط داخلی برای حفظ یک حالت ثابت؛ به عنوان مثال، تعریق برای کاهش دما
سازماندهی: از یک یا چند یاخته (واحد زندگی) تشکیل شده است.
سوختو ساز: تبدیل انرژی با تبدیل مواد شیمیایی و انرژی به ترکیبات یاختهای (آنابولیسم) و تجزیهٔ ماده ارگانیک (کاتابولیسم). چیزهای زنده برای حفظ ساختار درونی (همایستایی) و تولید دیگر پدیدههای مربوط به زندگی، به انرژی نیاز دارند.
رشد: حفظ نرخ بالاتری از آنابولیسم نسبت به کاتابولیسم. یک ساختار در حال رشد به جای آنکه تنها به جمع کردن مواد بپردازد، اعضای بدن یا تنهاش بزرگتر میشوند.
سازگاری: فرآیندی تکاملی است که طی آن یک جاندار توانایی زندگی بهتر در یک یا چند زیستگاه را پیدا میکند.[۲۹][۳۰][۳۱]
واکنش به محرکها: واکنش میتواند شکلهای متفاوتی داشته باشد، از انقباض یک جاندار تکیاختهای در قبال مواد شیمیایی تا واکنشهای پیچیدهٔ همهٔ احساسات جانداران چندیاختهای، از نمونههای واکنش به محرک خارجی هستند. واکنش معمولاً با جنبیدن همراه است، برای مثال برگهای یک گیاه به سمت خورشید میچرخند (نورگرایی).
تولید مثل: توانایی تولید جانداران منفرد جدید که یا به شکل غیرجنسی از یک والد ساخته میشوند یا به شکل جنسی از دو جاندار والد به وجود میآیند.
این فرآیندهای پیچیده را کارکردهای فیزیولوژیک (کاراندامی) مینامند. این کارکردها پایههای زیربنایی فیزیکی و شیمیایی مثل پیامرسانی سلولی و سازوکارهای کنترلی دارند که برای حفظ حیات الزامی هستند.
از دیدگاه علم فیزیک موجودات زنده سامانههای ترمودینامیکی با ساختارهای مولکولی متشکل هستند که میل به بقا آنها را به سمت تولیدمثل و تکامل میبرد.[۳۲][۳۳] در ترمودینامیک، زندگی بسان یک سامانهٔ باز توصیف شده که از گرادیانهای اطراف به منظور خلق رونوشتهایی از خود استفاده میکند.[۳۴] این تعریف را میشود اینطور هم گفت که زندگی «سامانهٔ خودپایدار شیمیایی است که قابلیت تکامل داروینی دارد». تعریف اخیر را کمیتهای از ناسا بر اساس پیشنهاد کارل ساگان برگزید تا بدین ترتیب تعریف مناسبی برای پژوهشهای اخترزیستشناسی داشته باشد.[۳۵][۳۶][۳۷] البته این تعریف با انتقادات زیادی مواجه شده چون بنابر آن یک موجود جنسی با قابلیت تولیدمثل را نمیتوان زنده تلقی کرد چون به تنهایی قابلیت تکامل ندارد.[۳۸] دلیل این اشکال بالقوه این است که «تعریف ناسا» زندگی را به مثابهٔ یک پدیده و نه یک موجود زنده در نظر میگیرد و همین نکته باعث میشود که ناقص باشد.[۳۹] تعاریف جایگزین دیگری هم مبتنی بر مفهوم زندگی بمثابهٔ پدیده و فرد زنده ارائه شده که در آنها زندگی پیوستاری از یک واحد اطلاعاتی خودنگاهدار توصیف شده که خود عنصری متمایز از این پیوستار است. یکی از نقاط قوت این رویکرد این است که زندگی را در قالب ریاضیات و فیزک تعریف میکند و از کاربرد واژگان زیستشناسی احتراز میکند تا بدین ترتیب از ورود به حشو در کلام جلوگیری شود.[۳۹]
برخی دیگر از اندیشمندان برای تعریف زندگی قائل به دیدگاهی سیستمی هستند و فقط به شیمی مولکولی بسنده نمیکنند. یکی از تعاریف سیستمی درباره زندگی این است که موجودات زنده، خودسازمانده و خودنوگر هستند. استوارت کافمن زیستشناس آمریکایی، تعریف دیگری مبتنی بر همین تعریف ارائه داده و در آن موجود زنده را یک عامل خودمختار یا یک سامانهٔ چندعاملی توصیف کرده که قابلیت تولید مثل دارد و میتواند دستکم یک چرخه ترمودینامیکی را کامل کند.[۴۰] این تعریف با ظهور کارکردهای تازه در طول زمان، توسعه پیدا کردهاست.[۴۱]
زنده تلقی کردن ویروسها همواره محل بحث بوده است. این موجودات را به جای آنکه گونهای از حیات بدانند، اکثراً به عنوان همانندسازهایکدکنندهٔ ژنتیکی در نظر میگیرند.[۴۲] برخی دیگر، ویروسها را «جاندارانی بر لبهٔ زندگی» توصیف میکنند[۴۳] چون دارای ژن هستند و با انتخاب طبیعی تکامل مییابند[۴۴][۴۵] و با استفاده از خودسامانی اقدام به همانندسازی یا رونوشتسازیهای متعدد از خود میکنند. با این حال ویروسها سوختوساز ندارند و برای تولید محصولات تازه به یک سلول میزبان نیازمندند. فرآیند خودسامانی ویروسها درون سلولهای میزبان راههایی برای مطالعهٔ پیدایش حیات به دست میدهد چون این فرآیند احتمالاً از این فرضیه که زیست ممکن است با فرآیند خودسامانی مولکولهای جاندار آغاز شدهباشد پشتیبانی میکند.[۴۶][۴۷][۴۸]
برای انعکاس حداقل پدیدههای مورد نیاز، تعاریف زیستشناسانهٔ دیگری از حیات ارائه شده[۴۹] که بسیاری از آنها بر اساس سامانههای شیمیایی هستند. بیوفیزیکدانان اظهار داشتهاند که موجودات زنده بر اساس آنتروپی منفی عمل میکنند.[۵۰][۵۱] به عبارت دیگر روندهای زیستی را میتوان تأخیری در پدیده انتشار یا پراکندگیِ خودجوشِ انرژیِ درونیِ مولکولهایِ زیستی دانست که به سمتِ حالاتِ ریزترِ بالقوه تمایل دارند.[۱۲] به بیانی دقیقتر و بنا به گفتهٔ فیزیکدانانی چون جان برنال، اروین شرودینگر، یوجین ویگنر و جان آوری، حیات، زیرمجموعهای از آن دست پدیدههایی است که پذیرای سامانههای باز یا مستمر هستند و توانایی کاهش آنتروپی درونی به قیمت مصرف مواد یا انرژی آزادی که از طبیعت گرفتهاند را دارند و سپس به شکل تخفیفیافته یا تخریبشدهای دفع میشوند.[۵۲][۵۳] ظهور و افزایش دانش همانندسازی زیستی یا زیستتقلید (طراحی و تولید مواد، ساختارها و سامانههایی که بر اساس موجودیتّها و فرآیندهای زیستی مدلسازی میشوند) احتمالاً مرز میان زندگی طبیعی و مصنوعی را بازتعریف خواهد کرد.[۵۴]
↑Bose, Debopriya (14 May 2019). "Six Main Cell Functions". Leaf Group Ltd./Leaf Group Media. Archived from the original on 29 March 2020. Retrieved 29 March 2020.
↑"Virus". Genome.gov (به انگلیسی). Archived from the original on 11 May 2022. Retrieved 25 July 2022.
↑"Are Viruses Alive?". Yellowstone Thermal Viruses (به انگلیسی). Archived from the original on 14 June 2022. Retrieved 25 July 2022.
↑Lammer, H.; Bredehöft, J.H.; Coustenis, A.; Khodachenko, M.L.; et al. (2009). "What makes a planet habitable?"(PDF). The Astronomy and Astrophysics Review. 17 (2): 181–249. Bibcode:2009A&ARv..17..181L. doi:10.1007/s00159-009-0019-z. S2CID123220355. Archived from the original(PDF) on 2 June 2016. Retrieved 3 May 2016. Life as we know it has been described as a (thermodynamically) open system (Prigogine et al. 1972), which makes use of gradients in its surroundings to create imperfect copies of itself.
↑Kaufmann, Stuart (2004). "Autonomous agents". In Barrow, John D.; Davies, P.C.W.; Harper, Jr., C.L. (eds.). Science and Ultimate Reality. Science and Ultimate Reality: Quantum Theory, Cosmology, and Complexity. pp. 654–666. doi:10.1017/CBO9780511814990.032. ISBN978-0-521-83113-0. Archived from the original on 3 September 2016.
↑"Giant Viruses Shake Up Tree of Life". Astrobiology Magazine. 15 September 2012. Archived from the original on 17 September 2012. Retrieved 13 November 2016.{{cite news}}: نگهداری یادکرد:پیوند نامناسب (link)
↑Lovelock, James (2000). Gaia – a New Look at Life on Earth. Oxford University Press. ISBN978-0-19-286218-1.
↑Avery, John (2003). Information Theory and Evolution. World Scientific. ISBN978-981-238-399-0.
↑Nosonovsky, Michael (July 2018). "Cultural implications of biomimetics: changing the perception of living and non-living". Applied Bionics and Biomechanics. 2 (4): 230–236.