CO JE ŽIVOT ?

Všichni živočichové i rostliny se skládají ze stejných prvků, tvořících cukry, tuky a bílkoviny. Tyto látky slouží rovněž jako zdroj energie. Všechny životní děje v těle lze převést na přeměnu energie, nazývanou celkový metabolismus. Chemickou energii potravin tak lze převést na mechanickou, elektrickou i světelnou. Velikost metabolismu se liší u studenokrevných a teplokrevných živočichů, závisí i na jejich hmotnosti, teplotě okolí, pracovním zatížení, množství a druhu potravy, způsobu a rychlosti pohybu i na překonávání odporu prostředí.

Otázku Co je život? si kladou mnozí, ale dodnes na ni žádný vědec s konečnou platností nedokázal odpovědět. Živé organismy prý lze poznat především podle toho, že se umí rozmnožovat. Všechny ostatní projevy, jako je schopnost strávit potravu, udržovat teplotu těla, umět se pohybovat, nebo reagovat na dráždění atd. nejsou tak podstatné.

Život na naší planetě vznikl někdy v době mezi 4,5 miliardami let, kdy se naše planeta formovala, a 3,5 miliardami let, dobou, z níž pocházejí zkameněliny již poměrně vyvinutých forem života. Tento vývoj od prvků, vytvořených v mezihvězdných prostorách, až k člověku, pohlížejícímu zpět na hvězdy, byl dlouhý, složitý a na naší planetě možná i nevyhnutelný.
   Život, jak jej známe, vyžaduje totiž planetu obíhající kolem hvězdy v určité vzdálenosti (aby se voda mohla vyskytovat v kapalném stavu), vyžaduje rovněž bohatou zásobu chemikálií i energie. Původní atmosféra obsahovala plyny jako oxid uhelnatý (CO), oxid uhličitý (CO2), vodu (H2O) a čpavek (NH3), vyvrhované sopkami. Ultrafialové záření a zásahy blesků je přeměnily na aminokyseliny, tedy organické kyseliny nutné k výstavbě bílkovin. Prvotní dědičný materiál pomocí bílkovin postupně vytvořil buňky, první živé organismy,jež svými životními pochody změnily původně nedýchatelnou atmosféru na atmosféru živému organismu příznivou, složenou z kysli'ku a dusíku. Se vznikem ozónové vrstvy, zadržující ultrafialové záření ničící život, se další organismy mohly postupně rozšířit na suchou zem, kde se vyvinuly ve své složitější a pokročilejší formy.

Horký podmořský pramen, kde také mohl vzniknout život. V rozpukaném rozhraní mezi horkou lávou a ztuhlým dnem se slučují prvotní organické látky. V puklinách probíhá samoorganizace a tak vznikají předchůdci dnešních bakterií, schopní jakési látkové výměny. Uvnitř valů na rozhraní s praoceánem se vyvíjí fotosyntéza.

Všichni živočichové i rostliny - tedy bakterie, rákos, tchoři i člověk - se skládají ze stejných prvků, z nichž základní je uhlík (C), dále převažují vodík (H), kyslík (O) a dusík (N). Tyto prvky tvoří základní biologické sloučeniny - cukry, tuky, bílkoviny a nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny jsou nositelkami genetických pokynů (dědičnosti). Ostatní sloučeniny mají stavební funkci a jsou zdrojem energie organismů. Bílkoviny tvoří také podstatu enzymů, biologických katalyzátorů, které umožňují obdobné chemické reakce u většiny organismů, aniž by se samy změnily. Jejich úloha je nesmírně důležitá proto, že snižují teplotu, za níž se reakce uskutečňují. Pokud by neexistovaly, musela by teplota mnohdy dosahovat několik stovek stupňů, nebo by reakce neprobíhala vůbec. Kdybychom enzymy neměli, životní pochody, mezi něž patří trávení nebo udržování tělesné teploty, by nebyly možné.

Způsob, jakým živé organismy s energií hospodaří, je však neobvyklý. Odporuje některým zásadám, které platí pro neživou přírodu. Zde víme, že systém třeba kádinka naplněná vodou a doplněná o krystalky soli ponechaný sám sobě zaujme stav o nejmenším obsahu volné energie a současně klesne jeho uspořádanost. Sůl se rozpustí a její molekuly již nenajdeme na dně uspořádané do krystalků, ale jsou rozptýleny všude ve vodě - říkáme, že systém je méně uspořádaný. Tento nepořádek ale příroda pokládá za velmi ladný a dává mu přednost nepořádek je velmi pravděpodobný.

Uzavřeme-li živý organismus, zahyne.  Proto musí být zabezpečena výměna látek a energií s okolím.

Zcela opačně je tomu u živých organismů. Například strom během času roste, obsah volné energie v něm stoupá můžeme se o tom přesvědčit spálením různě starých stromů. Starší strom poskytne mnohem více dřeva, a tedy i tepla. Tělo živých organismů se staví z původně roztroušených atomů, vytváří složité molekuly a ty pak ještě složitější orgány - uspořádanost tedy stoupá. Dochází k tomu proto, že na rozdíl od neživé přírody nepředstavují uzavřené systémy, ale neustále něco od přírody odebírají a něco do ní vracejí: stromy vyžadují vláhu, živiny a oxid uhličitý, vylučují kyslík. Živočichové vyžadují přísun vody, bílkovin a kyslíku a vylučují jejich zplodiny poté, co je stráví. Kdybychom živé organismy drželi naprosto uzavřené třeba pod skleněným poklopem, zahynuly by.