БИОЛОГИЯ И ЗО: Всичко за биологията
Биологията e клон на науката, изучаващ живите същества или организмите. Биологията е науката за живота. Когато казваме "живот", нямаме предвид само нас, хората. А и за животните, за растенията и бактериите. Наистина е невероятно.
Как така се развиваме от неживи молекули и атоми? Това тук е молекулата на ДНК. Как се развиваме от неща като това и после достигаме сложното устройство на живите организми?
Вероятно си мислиш: Добре де, какво прави едно нещо живо? Живите организми превръщат енергията от една форма в друга. Те използват енергията, за да растат. Те използват енергията, за да се променят. Растежът е вид промяна. Живите организми използват енергията, за да се възпроизвеждат. Всички тези въпроси взети заедно, а и всеки сам за себе си, са удивителни. Как постигат това? Да се огледаме.
Как точно ядем кексче? И как това ни позволява да се движим и да говорим, и да правим всичко онова, което правим? Откъде идва енергията в кексчето? С какво си приличаме с растенията и насекомите? А ние сме тайнствено и странно подобни на тези същества. Всъщност, имаме много повече общи черти с онова дърво, което расте пред прозореца или с онова насекомо, с пчелата, която бръмчи наоколо, отколкото осъзнаваш. Приличаме си дори с бактериите, които можеш да видиш само под микроскоп. Всъщност, много бактерии са част от нашия организъм. Така че това са удивителни въпроси. Как изобщо се е зародил животът?
Чрез тези уроци ще отговорим на тези фундаментални и удивителни въпроси. Ще се замислим за неща като енергията и ролята ѝ в живота. Ще се замислим за важните молекули в биологията. И може би, преди всичко за ДНК и ролята ѝ във възпроизводството и съхранението на информация.
Ще изучаваме клетките, които са основната градивна единица на живота. И ще видим, въпреки че смятаме клетките за едни много, много дребни нещица, че самите клетки също са много сложно устроени. Ако ги сравняваме с атомите, клетките са доста едри. Всъщност, целият син фон, който виждаш тук в това видео, е повърхността на една имунна клетка. Това, което виждаш да излиза от нея, тези жълти неща, са молекули на вируса на СПИН, които излизат от имунна клетка. Така че, въпреки че си представяме клетките като тези много дребни, микроскопични нещица, те са изключително сложни.
Дори вирусите са сложни. Вирусите са едно от тези удивителни неща, които са някак си на ръба между живото и неживото. Те със сигурност се възпроизвеждат и развиват. Но не е задължително да имат метаболизъм. Ще научим повече за това. Вирусите не винаги изразходват енергия за растеж по начина, който свързваме с живите организми.
И може би един от най-големите въпроси е как се е зародил животът? Ще учим и за това, когато разгледаме еволюцията и естествения отбор.
Така че те приветствам в раздел "Биология" на Кан Академия. Мисля, че ще ти бъде много интересно. Ще разберем, че биологията е най-сложната наука. И в много аспекти, науката, която разбираме най-малко. Тя надгражда на базата на химията, която пък надгражда на базата на физиката, която пък надгражда на базата на математиката. А биологията е една от... Честно казано, дори през последните сто години едва сме започнали да разбираме биологията. Това, което е наистина вълнуващо, е как се развива биологичната наука. Когато достигнем до ново ниво на разбиране, на молекулярно ниво, ще започнем да се замисляме как можем да правим неща като да създаваме организми и да влияем на живите организми около себе си? Това пък ще доведе до всякакви интересни и дълбоко етични въпроси. Затова, надявам се, че ще ти бъде интересно.
Биологията е една от най-удивителните, дори най-удивителният предмет. Нищо лично към химиците и физиците. Всъщност, смятам физиката и химията за също толкова удивителни. Но тук ще отговорим, или поне ще се опитаме да отговорим на някои от основните въпроси за съществуването.
Какво е животът? Във видеото определихме биологията като клон на науката, изучаващ живите същества или организмите. Това определение е доста кратко. Но то отваря врата към нещо по-сложно и интересно – въпросите: Какво е животът? Какво означава да си жив?
Ти си жив или жива, аз също. Кучето, което чувам как лае, е живо, както и дървото пред прозореца ми. Но снегът, който вали от небето, не е жив. Компютърът, който използваш, за да прочетеш тази статия, не е жив, нито пък столът или масата. Дървените части на стола някога са били живи, но вече не са. Ако ги изгориш в огън, огънят също няма да е жив.
Какво определя живота? Как можем да кажем, че едно нещо е живо, а друго не е? Повечето хора имат интуитивно разбиране за това кога дадено нещо е живо. Изненадващо трудно е обаче да се даде точно определение на живота. Поради това много от определенията за него са работни дефиниции – те ни позволяват да разделим живите от неживите неща, но реално не формулират определение за живота. За да направим това разграничение, трябва да създадем списък със свойства, които заедно представляват уникалните характеристики на живите организми.
Свойства на живота
Биолозите са определили различни черти като общи за всички живи организми, които са ни познати. Въпреки че неживите организми може да проявяват част от тези характерни черти, само живите организми проявяват проявяват всички заедно.
1. Организация
Живите същества са високо организирани, това означава, че те съдържат специализирани и координирани части. Всички живи организми са съставени от една или повече клетки, които се считат за основните градивни единици на живота.
Дори едноклетъчните организми са сложни! Във всяка клетка има атоми, които изграждат молекули, а молекулите образуват клетъчни органели и структури. В многоклетъчните организми подобни клетки образуват тъкани. Тъканите, от своя страна, си сътрудничат за създаване на органи (структури на тялото с определена функция). Органите работят заедно, за да формират органни системи. Многоклетъчните организми, като хората, са съставени от множество клетки. Клетките в многоклетъчните организми може да са специализирани да извършват различни дейности и са организирани в тъкани, като например съединителна тъкан, епителна тъкан, мускулна и нервна тъкан. Тъканите съставляват органите, като например сърце или бели дробове, които извършват специфични функции, необходими на организмите, за да живеят.
Едноклетъчна бактерия с изрязана външна част на клетката, за да се видят множеството слоеве на клетката и ДНК във вътрешната ѝ част. По средата: многоклетъчни тъкани при хората. Малки рисунки на съединителна, епителна, мускулна и нервна тъкан. Вдясно: диаграма на горната част на човешкото тяло, показваща едно местоположение, където може да се открие епителна тъкан като показаната по средата на рисунката - лигавицата на устата.
Животът зависи от огромен брой взаимосвързани химични реакции. Тези реакции дават възможност на организмите да извършват работа - като например придвижване или хващане на плячка, както и растеж, възпроизвеждане и поддържане на структурата на телата им. Живите същества трябва да използват енергия и да консумират хранителни вещества, за да извършват химическите реакции, които поддържат живота. Съвкупността от биохимичните реакции, извършващи се във всеки организъм, се нарича метаболизъм. Метаболизмът може да бъде подразделен на анаболизъм и катаболизъм. При анаболизма организмите създават сложни молекули от по-прости, докато при катаболизма те правят обратното. Анаболитните процеси обикновено консумират енергия, а катаболитните я освобождават. 3. Хомеостаза
Живите организми регулират вътрешната си среда, за да поддържат относително тесен диапазон от условия, необходими за функционирането на клетките. Например температурата на тялото ти трябва да се поддържа около 37°C
4. Растеж
Живите организми претърпяват регулиран растеж. Отделните клетки стават по-големи по размер, а многоклетъчните организми натрупват множество клетки чрез делене на клетките. Самият ти в началото си бил една клетка, а сега имаш десетки трилиони клетки в тялото си.
5. Възпроизвеждане
Живите организми могат да се възпроизвеждат, за да създават нови организми. Възпроизводството може да бъде или безполово, което изисква един родителски организъм, или полово, което изисква двама родители. Едноклетъчните организми, като например делящата се бактерия, показана на лявата картинка на изображението вдясно, може да се възпроизвежда просто като се радели на две!
При половото възпроизвеждане два родителски организма произвеждат сперматозоиди и яйцеклетки, съдържащи половината от тяхната генетична информация, и тези клетки се сливат, за да създадат нов индивид с пълен генетичен набор.
6. Реакция
Живите организми показват "дразнимост", което означава, че те реагират при стимулиране или промени в околната им среда. Например хората отдръпват - и то бързо! - ръката си от пламъка; много растения се обръщат към слънцето; а едноклетъчните организми могат да се придвижат към източника на хранителни вещества или далече от вреден химикал. 7. Еволюция
Популацията на живите организми може да преживее еволюция, което означава, че съставът на гените на дадена популация може да се променя с времето. В някои случаи еволюцията включва естествен подбор, при който наследствена черта, като например тъмната на цвят козина или по-тясната форма на човката, позволява на организмите да оцелеят и да се възпроизвеждат по-добре в определена среда. През поколенията една наследствена черта, която осигурява предимство за издръжливост, може да стане по-често срещана в дадена популация, като по този начин прави популацията по-приспособима към нейната среда. Този процес се нарича приспособяване.
Вероятно си мислиш: Добре де, какво прави едно нещо живо? Живите организми превръщат енергията от една форма в друга. Те използват енергията, за да растат. Те използват енергията, за да се променят. Растежът е вид промяна. Живите организми използват енергията, за да се възпроизвеждат. Всички тези въпроси взети заедно, а и всеки сам за себе си, са удивителни. Как постигат това? Да се огледаме.
Как точно ядем кексче? И как това ни позволява да се движим и да говорим, и да правим всичко онова, което правим? Откъде идва енергията в кексчето? С какво си приличаме с растенията и насекомите? А ние сме тайнствено и странно подобни на тези същества. Всъщност, имаме много повече общи черти с онова дърво, което расте пред прозореца или с онова насекомо, с пчелата, която бръмчи наоколо, отколкото осъзнаваш. Приличаме си дори с бактериите, които можеш да видиш само под микроскоп. Всъщност, много бактерии са част от нашия организъм. Така че това са удивителни въпроси. Как изобщо се е зародил животът?
Ще изучаваме клетките, които са основната градивна единица на живота. И ще видим, въпреки че смятаме клетките за едни много, много дребни нещица, че самите клетки също са много сложно устроени. Ако ги сравняваме с атомите, клетките са доста едри. Всъщност, целият син фон, който виждаш тук в това видео, е повърхността на една имунна клетка. Това, което виждаш да излиза от нея, тези жълти неща, са молекули на вируса на СПИН, които излизат от имунна клетка. Така че, въпреки че си представяме клетките като тези много дребни, микроскопични нещица, те са изключително сложни.
Дори вирусите са сложни. Вирусите са едно от тези удивителни неща, които са някак си на ръба между живото и неживото. Те със сигурност се възпроизвеждат и развиват. Но не е задължително да имат метаболизъм. Ще научим повече за това. Вирусите не винаги изразходват енергия за растеж по начина, който свързваме с живите организми.
Така че те приветствам в раздел "Биология" на Кан Академия. Мисля, че ще ти бъде много интересно. Ще разберем, че биологията е най-сложната наука. И в много аспекти, науката, която разбираме най-малко. Тя надгражда на базата на химията, която пък надгражда на базата на физиката, която пък надгражда на базата на математиката. А биологията е една от... Честно казано, дори през последните сто години едва сме започнали да разбираме биологията. Това, което е наистина вълнуващо, е как се развива биологичната наука. Когато достигнем до ново ниво на разбиране, на молекулярно ниво, ще започнем да се замисляме как можем да правим неща като да създаваме организми и да влияем на живите организми около себе си? Това пък ще доведе до всякакви интересни и дълбоко етични въпроси. Затова, надявам се, че ще ти бъде интересно.
Биологията е една от най-удивителните, дори най-удивителният предмет. Нищо лично към химиците и физиците. Всъщност, смятам физиката и химията за също толкова удивителни. Но тук ще отговорим, или поне ще се опитаме да отговорим на някои от основните въпроси за съществуването.
Какво е животът? Във видеото определихме биологията като клон на науката, изучаващ живите същества или организмите. Това определение е доста кратко. Но то отваря врата към нещо по-сложно и интересно – въпросите: Какво е животът? Какво означава да си жив?
Ти си жив или жива, аз също. Кучето, което чувам как лае, е живо, както и дървото пред прозореца ми. Но снегът, който вали от небето, не е жив. Компютърът, който използваш, за да прочетеш тази статия, не е жив, нито пък столът или масата. Дървените части на стола някога са били живи, но вече не са. Ако ги изгориш в огън, огънят също няма да е жив.
Какво определя живота? Как можем да кажем, че едно нещо е живо, а друго не е? Повечето хора имат интуитивно разбиране за това кога дадено нещо е живо. Изненадващо трудно е обаче да се даде точно определение на живота. Поради това много от определенията за него са работни дефиниции – те ни позволяват да разделим живите от неживите неща, но реално не формулират определение за живота. За да направим това разграничение, трябва да създадем списък със свойства, които заедно представляват уникалните характеристики на живите организми.
Свойства на живота
Биолозите са определили различни черти като общи за всички живи организми, които са ни познати. Въпреки че неживите организми може да проявяват част от тези характерни черти, само живите организми проявяват проявяват всички заедно.
1. Организация
Живите същества са високо организирани, това означава, че те съдържат специализирани и координирани части. Всички живи организми са съставени от една или повече клетки, които се считат за основните градивни единици на живота.
Дори едноклетъчните организми са сложни! Във всяка клетка има атоми, които изграждат молекули, а молекулите образуват клетъчни органели и структури. В многоклетъчните организми подобни клетки образуват тъкани. Тъканите, от своя страна, си сътрудничат за създаване на органи (структури на тялото с определена функция). Органите работят заедно, за да формират органни системи. Многоклетъчните организми, като хората, са съставени от множество клетки. Клетките в многоклетъчните организми може да са специализирани да извършват различни дейности и са организирани в тъкани, като например съединителна тъкан, епителна тъкан, мускулна и нервна тъкан. Тъканите съставляват органите, като например сърце или бели дробове, които извършват специфични функции, необходими на организмите, за да живеят.
Животът зависи от огромен брой взаимосвързани химични реакции. Тези реакции дават възможност на организмите да извършват работа - като например придвижване или хващане на плячка, както и растеж, възпроизвеждане и поддържане на структурата на телата им. Живите същества трябва да използват енергия и да консумират хранителни вещества, за да извършват химическите реакции, които поддържат живота. Съвкупността от биохимичните реакции, извършващи се във всеки организъм, се нарича метаболизъм. Метаболизмът може да бъде подразделен на анаболизъм и катаболизъм. При анаболизма организмите създават сложни молекули от по-прости, докато при катаболизма те правят обратното. Анаболитните процеси обикновено консумират енергия, а катаболитните я освобождават. 3. Хомеостаза
Живите организми регулират вътрешната си среда, за да поддържат относително тесен диапазон от условия, необходими за функционирането на клетките. Например температурата на тялото ти трябва да се поддържа около 37°C
4. Растеж
Живите организми претърпяват регулиран растеж. Отделните клетки стават по-големи по размер, а многоклетъчните организми натрупват множество клетки чрез делене на клетките. Самият ти в началото си бил една клетка, а сега имаш десетки трилиони клетки в тялото си.
5. Възпроизвеждане
При половото възпроизвеждане два родителски организма произвеждат сперматозоиди и яйцеклетки, съдържащи половината от тяхната генетична информация, и тези клетки се сливат, за да създадат нов индивид с пълен генетичен набор.
6. Реакция
Живите организми показват "дразнимост", което означава, че те реагират при стимулиране или промени в околната им среда. Например хората отдръпват - и то бързо! - ръката си от пламъка; много растения се обръщат към слънцето; а едноклетъчните организми могат да се придвижат към източника на хранителни вещества или далече от вреден химикал. 7. Еволюция
Популацията на живите организми може да преживее еволюция, което означава, че съставът на гените на дадена популация може да се променя с времето. В някои случаи еволюцията включва естествен подбор, при който наследствена черта, като например тъмната на цвят козина или по-тясната форма на човката, позволява на организмите да оцелеят и да се възпроизвеждат по-добре в определена среда. През поколенията една наследствена черта, която осигурява предимство за издръжливост, може да стане по-често срещана в дадена популация, като по този начин прави популацията по-приспособима към нейната среда. Този процес се нарича приспособяване.