(Az alábbi egy rövidített változat, emlékeztetőül. A teljes változatot ezen a linken találod. A megjelenő oldalon, ahogy áll, a legfelső sorban kattints a címre vagy a doc vagy a pdf linkre.)
(Hozzászólni a szöveg alatt lehet.)
1. Élet
1.1. Az élet definíciója
Nehéz megmondani, hogy mi az élet.
Az életnek nincs általánosan elfogadott definíciója. Többféle definíció létezik, de egyik sem tökéletes, például:
· Fiziológiai definíció
· Biokémiai definíció
· Termodinamikai definíció
· Genetikai definíció
Nem könnyű úgy általános definíciót adni valamire, hogy nem tekintettük át a dolog teljes választékát. Ez az élet fogalmának meghatározására is áll: mi csak egyféle életet ismerünk, de másfélék is létezhetnek, létezhetnének. Ráadásul meglehetősen szubjektív is, hogy hol húzzuk meg a határokat, mi élettelen és mit tekintünk már élőnek.
Ebben és a következő témákban arról a fajta életről lesz szó, melyet ismerünk: a földi életről. Mivel rá tekintettel születtek, nem meglepő, hogy ez általában megfelel az összes fent vázolt definíciónak.
1.2. Az élet eredete
A világmindenség tulajdonságai igen kedvezőek az élet számára.
Egyelőre nem tudjuk, hogyan jött létre az élet. Különösen: az evolúció elmélete ezt nem magyarázza, csak azt, hogy hogyan fejlődött, ha egyszer már adva volt.
Az élet korán megjelent a Földön. (3,5-3,9 milliárd éve) Ez arra utalhat, hogy a létrejötte, a megfelelő körülmények között legalábbis, nem valószínűtlen $.
Az élet valószínű voltának egy másik, fontos jele lehetne, ha azt találnánk, hogy egymástól függetlenül, egynél többször kialakult. Mindezidáig azonban ennek nem láttuk nyomát.
Érdekes tény, hogy a földi élet történetének mintegy 2/3, 3/4 részében egysejtű volt. A többsejtűség kialakulása ezek szerint kemény akadály volt, akár keményebb, mint az élet kialakulása. Ez azt sejteti, hogy a többsejtű élet (és vele együtt az elmével rendelkező lények) már ritkábbak lehetnek.
Ezt követően viszont a többsejtű élőlények előtt számos új élettér nyílt meg, változatosságuk gyorsan növekedett. Egy öntudattal bíró, az univerzumot megérteni képes, technikai civilizáció építésére alkalmas faj – az ember – létrejöttére azonban a legutóbbi időkig kellett várni. Ilyen lényekből tehát lehet, hogy igen kevés van.
1.3. A Föld helyzetének specialitása
Az ember sokáig önmagát állította az univerzum középpontjába. Sok vallás szerint a világot az ember miatt teremtették, annak középpontjában a Föld áll, a dolgok az ember körül forognak.
A tudomány aztán kiderítette, hogy ez nem így van, a Föld a Nap körül kering, és a Nap is csak egy közönséges csillag a hihetetlenül sok hasonló közül, valahol egy átlagos galaxis külvárosában. Ennek nyomán népszerű lett tagadni helyzetünk bárminemű különlegességét.
Helyzetünk, a Föld azonban igenis különleges. Csak máshogy, mint ahogyan azt először képzeltük.
2. Fajok
2.1. A faj fogalma
Az élőlények fajokba sorolása hasonló a fogalomalkotás általánosabb problémájához. Utóbbiban a világ összes egyedi dolgait igyekszünk kategóriákba sorolni, előbbiben pedig az egyedi élőlényeket próbáljuk meg osztályozni. A nehézségek is hasonlók, itt sem mindig egyértelmű, hogy ezt hogyan érdemes megtenni.
Egyrészt kérdéses lehet, hogy az egyes egyedeket milyen fajba soroljuk.
Másrészt bizonytalan lehet, hogy milyen jellemzők, alapján határozzuk meg a fajokat, hol húzzuk meg a határvonalat közöttük.
Végül, még az sem egyértelmű, hogy egyáltalán milyen elvek alapján határozzuk meg a faj fogalmát. Az élethez hasonlóan azt sem könnyű megmondani, mi egy faj. Ennek három fő módszere van ß:
1) Külsődleges jegyek
2) Közös szaporodás
Ma ez a legelterjedtebb módszer. Közelebbről azt jelenti, hogy azokat az egyedeket tekintjük egy fajba tartozóknak, melyek természetes körülmények között, egymással genetikailag keveredve, nemzőképes utódokat hoznak létre, vagy így tennének, ha nem volnának fizikailag elválasztva egymástól.
3) Genetikai távolság
2.2. A fajok kialakulása
Ami a fajok kialakulását illeti, az ember hajlamos azt hinni, az úgy történik, hogy egy egyedben végbemegy pár mutáció, és onnantól kezdve az egy új faj. Ez nem így van. Fajok általában két jellemző módon jönnek létre ß:
1) Az eredeti faj egy populációja elszigetelődik a többiektől, akikkel így már nem tudja kicserélni génjeit. Az elszigetelődés gyakran új körülményekkel is jár, ahol az eltérő szelekciós tényezők apránként mind különbözőbbé teszik ezt a populációt az eredeti formájától, egészen addig, hogy immár egy új fajról beszélhetünk.
2) De fajok kialakulhatnak anélkül is, hogy a populációk eleve elszigetelődnének egymástól. Ha egy közös területen több különféle szabad élettér van, mint például egy erdőben, ahol lehet a talajon vagy a fákon is élni, egy kiindulási faj egyedei előnyre tehetnek szert, ha elkezdenek valamelyik élettérre specializálódni, így ugyanis ott könnyebben boldogulnak, mint az eredeti faj specializálatlan egyedei. Ezt követően a specializáció fokozatosan terjed és mélyül a különböző életterek tekintetében, ami előbb-utóbb eléri azt a szintet, hogy már különböző fajokról beszélhetünk.
2.3. Az élet fája
A fajképződés folyamatának köszönhetően az élőlények világát egy faszerű szerkezettel lehet leírni: A fa törzse az összes élőlény (feltételezett) közös őse. Ez ágakra bomlik, melyek újabb és újabb ágakra hasadnak, ahogyan mind több faj alakult ki. Ahogy a fán haladunk felfelé, az idő múlását mutatja. Sok ág véget ér a fa teteje előtt: ezek a kihalt fajok, a fa tetejét elérők pedig a ma létezők. Az élőlények rendszerezését is jól szemlélteti a fa: az egyre szélesebb rendszertani csoportok, így a rendek, osztályok, törzsek az egyre vastagabb, egyre több fajt magukba foglaló ágaknak felelnek meg.
3. Gének
3.1. Az örökítőanyag és a gének
Az élőlényeket meghatározó információ azok (majdnem) minden sejtjében jelen van, azt az örökítőanyag, egy DNS nevű molekula írja le.
Az örökítőanyagról érdemes elmondani, hogy digitális formában tárolja az információt. A DNS egy lánc, mely négyféle egyszerű vegyületből (nukleotidból) épül fel, és ezeknek a vegyületeknek a sorrendje hordozza az információt. A négy vegyületet a nevük után négy betűvel szokás jelölni: A, C, G, T.
Az örökítőanyag annyiból tágabb fogalom, mint a gének, hogy a gének az örökítőanyagnak csak bizonyos szakaszait adják, azokat, melyek fehérjéket kódolnak.
3.2. Gének és kapcsolók
A géneknek kapcsolói vannak, melyek meghatározzák, hogy a gének milyen körülmények között működnek.
3.3. Gének és élőlények
Szemlélet kérdése, hogy az élőlényeket vagy a géneket (illetve az örökítőanyagot) tekintjük elsődlegesnek. Bár általában egy élőlény génjeiről beszélünk, úgy is tekinthetjük, hogy a géneknek van élőlénye, az élőlény csak mintegy a csomagolást jelenti a számukra, egy eszközt, amely védelmezi, fenntartja őket és gondoskodik a szaporításukról. Ebben egyrészt ott a logika, hogy a gének határozzák meg az élőlények felépítését és jelentős részben a viselkedésüket is. Másrészt, ami az idők során folyamatosan megmarad, az az élőlényeket leíró információ, míg az egyes élőlények elpusztulnak, cserélődnek.
4. Az élőlények felépítése
4.1. Az alapvető építőelemek és összeállításuk
A különböző élőlényeket felépítő alapvető építőelemek (gének, fehérjék) nagy része azonos vagy nagyon hasonló. Az élőlények különbségei jelentős részben annak köszönhetők, hogy ezek az építőelemek hogyan vannak összeillesztve.
4.2. A magasabb szintű struktúrák jellemzői
1) Modularitás
Az élőlényekben gyakran találhatóak egyrészt hasonló célokra szolgáló, hasonló és ismétlődő elemek, másrészt olyan elemek, melyek különböző célokra szolgálnak, de egy közös alapstruktúra módosulataiként jöttek létre. Az előbbire példa az ember csigolyái, az utóbbira a rovarok lába és csápja.
2) Hierarchia
3) Szimmetria
