Organizm — co to jest? Definicja, rodzaje, metabolizm i przykłady
Organizm — definicja, rodzaje, metabolizm i przykłady. Poznaj cechy żywych istot, od mikroorganizmów po wielokomórkowce, wirusy i ich mechanizmy życia.
Organizm to indywidualna żywa istota, zdolna do samodzielnego funkcjonowania i utrzymania procesów niezbędnych do życia. Łatwo jest rozpoznać żywą istotę w codziennym doświadczeniu, ale trudniej sformułować jedną, niesporną definicję obejmującą wszystkie formy życia. Zwierzęta i rośliny są oczywiście organizmami. Organizmy tworzą biotyczną część środowiska, natomiast elementy nieożywione, jak skały lub słońce, należą do składników abiotycznych.
Cechy charakterystyczne organizmów
Chociaż różnice między grupami organizmów są ogromne, większość z nich spełnia kilka podstawowych funkcji życiowych:
- Komórkowa organizacja — organizmy są zbudowane z jednej lub wielu komórek, które są podstawowymi jednostkami życia.
- Metabolizm — zestaw reakcji chemicznych (synteza i rozkład), które umożliwiają pobieranie substancji, przetwarzanie energii i budowę tkanek; zob. metabolizm.
- Wzrost i rozwój — organizmy zwiększają masę i przechodzą procesy rozwojowe prowadzące do dojrzałości.
- Reprodukcja — zdolność do wytwarzania potomstwa (płciowa lub bezpłciowa).
- Reakcja na bodźce — organizmy potrafią reagować na zmiany środowiska (światło, temperatura, substancje chemiczne).
- Homeostaza — utrzymywanie względnej stabilności wnętrza organizmu (np. stała temperatura, pH, stężenie jonów).
- Adaptacja i ewolucja — populacje organizmów przystosowują się do środowiska w wyniku zmienności i doboru naturalnego.
Podstawowe potrzeby do życia
Większość organizmów potrzebuje kilku podstawowych elementów, aby podtrzymać swój metabolizm: powietrza (tlen lub inne gazy), wody, składników odżywczych (czyli żywności), energii oraz odpowiedniego miejsca do życia. Jednak różne organizmy zaspokajają te potrzeby na różne sposoby i nie wszystkie wymagają wszystkich tych czynników jednocześnie — na przykład wiele bakterii żyje w warunkach beztlenowych i nie potrzebuje dostępu do powietrza.
Metabolizm i źródła energii
Metabolizm obejmuje szereg reakcji anabolicznych (budujących) i katabolicznych (rozkładających). Organizmy różnią się sposobem pozyskiwania energii:
- Autotrofy — potrafią wytwarzać związki organiczne z nieorganicznych (np. rośliny fotosyntetyzujące wykorzystują światło do syntezy cukrów; istnieją też organizmy chemosyntetyzujące).
- Heterotrofy — pobierają gotowe związki organiczne, żywiąc się innymi organizmami lub ich produktami.
- Oddychanie — u niektórych organizmów energia jest uwalniana przy udziale tlenu (oddychanie tlenowe), u innych w warunkach beztlenowych (fermentacja, oddychanie beztlenowe).
Wirusy i granice pojęcia „organizm”
Trzeba też rozważyć status wirusów. Wśród naukowców nie ma pełnej zgody, czy należy je uznać za żywe organizmy. Wirusy składają się głównie z białka i materiału genetycznego (białka, kwasu nukleinowego) i w pewnych warunkach „rozwijają się” lub replikują się, co jest cechą typową dla organizmów. Jednak przechodzą one dwie zasadniczo różne fazy: jedną względnie uśpioną, nieaktywną, oraz drugą — aktywną — gdy znajdują się wewnątrz żywej komórki gospodarza i wykorzystują jej mechanizmy do namnażania. Analogia z programem komputerowym (aktywny tylko podczas działania, w innym czasie nieaktywny) pomaga zobrazować ten problem, jednak brak własnego metabolizmu i zależność od gospodarza sprawiają, że status wirusów pozostaje sporny.
Fazy uśpienia: zarodniki i inne formy przetrwalne
Podobny mechanizm „wyłączania się” obserwuje się u niektórych organizmów w formie przetrwalników. Na przykład zarodnik jest fazą dystrybucji u bakterii, grzybów lub pewnych roślin. W formie przetrwalnej organizm jest metabolicznie osłabiony, ale posiada struktury niezbędne do późniejszego wznowienia aktywności, gdy warunki staną się korzystne.
Organizmy jedno- i wielokomórkowe
Niektóre organizmy składają się z jednej komórki i nazywa się je jednokomórkowymi lub jednokomórkowymi. Przykładami są bakterie i pierwotniaki, takie jak Ameba i Paramecium. Inne organizmy są wielokomórkowe — złożone z milionów wyspecjalizowanych komórek tworzących tkanki, narządy i układy (typowe dla roślin, zwierząt i grzybów). Wiele organizmów wielokomórkowych można zobaczyć gołym okiem.
Mikroorganizmy i skala wielkości
Większość organizmów jest tak mała, że nie można ich zobaczyć bezpośrednio gołym okiem. Do ich obserwacji potrzebny jest mikroskop. Nazywa się je mikroorganizmami. Mikroorganizmy obejmują bakterie, archeony, niektóre protisty i drobne grzyby. Skala organizmów jest ogromna — od wirusów i bakterii mierzalnych w mikrometrach, przez grzyby i rośliny o rozmiarach metrów, po wielkie zwierzęta.
Poziomy organizacji i role ekologiczne
Organizmy funkcjonują na różnych poziomach biologicznej organizacji: komórka → tkanka → narząd → układ → organizm → populacja → społeczność → ekosystem. W ekosystemie organizmy pełnią różne role: producenci (wytwarzający materię organiczną), konsumenci (spożywający inne organizmy) i destruent (rozkładający martwą materię). Te interakcje decydują o przepływie energii i obiegu pierwiastków chemicznych w przyrodzie.
Wyjątki i złożoność pojęcia „żywy”
Poza wirusami istnieją inne trudne przypadki, np. priony (infekcyjne białka) czy formy przejściowe w cyklach życiowych. Biologia nie zawsze daje proste, jednowymiarowe odpowiedzi; pojęcie „organizmu” ma więc zakres pojęciowy zależny od kryteriów, które przyjmiemy (metabolizm, replikacja, organizacja komórkowa itp.).
Podsumowanie: Organizm to złożona jednostka zdolna do podtrzymywania procesów życia — od prostych, jednokomórkowych bakterii po skomplikowane, wielokomórkowe rośliny i zwierzęta. Chociaż istnieją kontrowersyjne przypadki (np. wirusy), większość form życia wyróżnia się charakterystycznymi cechami: komórkową budową, metabolizmem, wzrostem, zdolnością do reprodukcji i reagowania na środowisko. Rozumienie tych cech pomaga zrozumieć różnorodność i funkcjonowanie świata żywego.
Escherichia coli jest mikroskopijnym jednokomórkowym organizmem, a także prokariotą.
Ameby to jednokomórkowe eukarionty.
Grzyby poliporowe i okrytozalążkowe to duże, wielokomórkowe eukarionty.
Filogenetyczne drzewo życia (Carl Woese). Wirusy nie pojawiają się tutaj, ponieważ nie ma dowodów na to, jak odnoszą się one do pozostałych trzech królestw życia
Pochodzenie
Projekt Drzewo Życia zajmuje się relacjami pomiędzy żywymi rzeczami. Identyfikacja LUCA (ostatni uniwersalny wspólny przodek) jest jednym z jego głównych celów. Szacuje się, że LUCA żył około 3,8 miliarda lat temu (kiedyś w epoce Palaeoarchaean).
Uniwersalny wspólny przodek jest co najmniej 102860 razy bardziej prawdopodobny niż posiadanie wielu przodków.
Model z jednym wspólnym przodkiem, ale pozwalający na wymianę genów między gatunkami był... 103489 razy bardziej prawdopodobny niż najlepszy model wielo-anstancjowy...
Pomysł pochodzi z książki Karola Darwina "O pochodzeniu gatunków", "Dlatego też... prawdopodobnie wszystkie istoty organiczne, które kiedykolwiek żyły na tej ziemi, pochodziły z jednej pierwotnej formy..."
Powiązane strony
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest organizm?
O: Organizm to pojedyncza żywa istota. Może być rośliną lub zwierzęciem i jest częścią środowiska biotycznego, czyli żywego.
P: Jakie jest sześć podstawowych potrzeb organizmów?
O: Organizmy zazwyczaj potrzebują powietrza, wody, substancji odżywczych (pokarmu), energii, miejsca do życia i homeostatyki (zdolności do utrzymania się w stanie równowagi), aby kontynuować swój metabolizm.
P: Jakie są cechy charakterystyczne istot żywych?
O: Istoty żywe mają komórki, pobierają i wykorzystują energię, rosną i rozwijają się, mają podobne substancje chemiczne, wyczuwają i reagują na zmiany (bodźce), rozmnażają się.
P: Czy wirusy są uważane za istoty żywe?
O: Nie ma zgody co do tego, czy wirusy należy uważać za żywe, czy nie. Są zbudowane z białka i kwasu nukleinowego, tak jak inne żywe istoty, ale istnieją w dwóch różnych fazach - uśpionej lub aktywnej wewnątrz komórki innego organizmu - co czyni je wyjątkowymi w porównaniu z innymi organizmami.
P: Co to jest przetrwalnik?
O: Przetrwalnik to faza rozwojowa pewnych bakterii, grzybów lub roślin, które są nieaktywne, dopóki nie znajdą się w odpowiedniej sytuacji. Zawierają one wszystkie części niezbędne do zbudowania kompletnego organizmu, ale pozostają wyłączone do czasu, gdy są potrzebne.
P: Czy istnieją organizmy wielokomórkowe?
O: Tak, istnieją organizmy wielokomórkowe, które składają się z milionów komórek i często można je zobaczyć bez użycia mikroskopu.
P: Czy istnieją organizmy jednokomórkowe?
O: Tak, istnieją organizmy jednokomórkowe, które składają się tylko z jednej komórki, takie jak bakterie lub pierwotniaki, takie jak Ameba i Paramecium, które wymagają mikroskopu, aby je zobaczyć ze względu na ich małe rozmiary.
Przeszukaj encyklopedię