Líf

Sjá aðgreiningarsíðuna fyrir yfirlit yfir aðrar merkingar „Líf“

Líf er eiginleiki sem aðgreinir efni sem býr yfir lífrænum ferlum eins og frumuboðskiptum og sjálfbærum vexti, frá efni sem ekki býr yfir slíkum ferlum. Meðal þess sem einkennir lifandi efni er samvægi, lífrænt skipulag, efnaskipti, frumuvöxtur, aðlögun og æxlun. Allt líf fæðist og deyr.^[1] Ódauðleiki er ekki til. Til eru margar heimspekilegar skilgreiningar á því hvað lífkerfi er. Líf er grundvallarhugtak í líffræði, en er þó vandmeðfarið og síður en svo auðvelt að skilgreina.^[2] Sem dæmi má nefna að ekki er ljóst hvort telja skuli veirur til lífvera þar sem þær geta ekki fjölgað sér sjálfstætt utan hýsilfrumu. Líf finnst um alla jörðina: í andrúmsloftinu, vatni og jarðvegi. Lífhvolfið er myndað úr mörgum vistkerfum, en hluti af því er umhverfi sem er fjandsamlegt flestum lífverum nema jaðarlífverum.

Örverubreiður í kringum hver.

Hægt er að rekja uppruna lífs á jörðinni 3,5 milljarða ára aftur í tímann,^[3] þannig að allar lífverur eiga sér sameiginlegan forvera samkvæmt einni tilgátu.^[4] Allar tegundir lífvera hafa þróast út frá þessum síðasta sameiginlega forvera.^[5] Margar þeirra hafa dáið út og skilið eftir sig steingervinga. Líf hefur verið viðfangsefni rannsókna að minnsta kosti frá fornöld. Samkvæmt efnishyggju Empedóklesar var líf myndað úr fjórum frumefnum. Aristóteles setti fram hugmyndina um að allar lifandi verur hefðu sál. Hann var líka fyrstur til að reyna að flokka lífverur skipulega. Nútímaflokkunarfræði lífvera kom fram á 18. öld með tvínefnakerfi Carls von Linné.

Efnafræðilega eru lífverur myndaðar úr lífrænum sameindum sem að mestu eru gerðar úr nokkrum lykilfrumefnum. Allar lífverur hafa tvenns konar stórar sameindir: prótein og kjarnsýrur, oftast bæði deoxýríbósakjarnsýrur og ríbósakjarnsýrur. Kjarnsýrurnar geyma upplýsingar sem hver tegund þarfnast, meðal annars upplýsingar um gerð próteina. Próteinin eru svo efnafræðileg undirstaða hinna ýmsu lífrænu ferla. Undirstöðueining allra lífvera er fruman. Langflestar lífverur (til dæmis allir dreifkjörnungar) eru einfruma, en sumir heilkjörnungar mynda flóknari fjölfruma lífverur. Líf er eingöngu þekkt á jörðinni, en talið er líklegt að líf sé til á öðrum hnöttum. Vísindamenn reyna oft að herma eftir lífrænum ferlum og búa til gervilíf í rannsóknarskyni.

Skilgreining

Hefðbundin skilgreining

Engin ein skilgreining er til sem nær óyggjandi yfir allar lífverur en undanskilur allt lífvana efni. Almennt má þó telja þá veru lífveru sem uppfyllir öll eða að minnsta kosti flest eftirfarandi skilyrða.

• Veran stundar efnaskipti, en í því felst að hún nærist og umbreytir efnaorku eða ljósorku í frumuhluta og önnur lífefni. Næringin eykur þannig vöxt hennar og gerir henni einnig kleift að nýta orku til annarrar starfsemi, svo sem hreyfingar og úrgangslosunar.
• Veran vex, en í því felst að hún stundar lífsmíðandi (anabólísk) efnaskipti í ríkari mæli en niðurbrot (katabólísk efnaskipti). Vexti fylgir gjarnan að veran gengur í gegn um ákveðin þroskastig.
• Samvægi: Veran bregst á einhvern hátt við áreiti og lagar sig að umhverfisaðstæðum.
• Veran er fær um að æxlast, annað hvort kynlaust eða með kynæxlun (eða hvort tveggja).
• Veran hefur erfðaefni sem getur tekið breytingum og borist milli kynslóða.

Undantekningar

• Múlasnar og önnur ófrjó dýr, þar sem þessar verur geta ekki fjölgað sér en teljast þó til lífs.
• Hægt væri að skilgreina stjörnur eða eld sem lifandi þó svo að það sé ekki venjan.
• Veira vex ekki, stundar engin efnaskipti og getur ekki fjölgað sér utan hýsils og er álitamál hvort sé talin til lífs eða ekki.

Þróun

Uppruni

Aðalgrein: Uppruni lífs

Líf er talið hafa orðið til á jörðinni fyrir hér um bil 3,5 til 4 milljörðum ára.^[6][7] Ljóst er að allar núlifandi lífverur stunda efnaskipti sem eru í meginatriðum sömu gerðar og hafa erfðaefni á formi kjarnsýrunnar DNA. Þessi atriði og ýmis fleiri styðja þá tilgátu að allar lífverur Jarðarinnar eigi sér sameiginlegan áa. Sjálfkviknun lífvera úr lífvana efni, sem um aldir var álitin útskýra tilurð lífvera, var afsönnuð af Louis Pasteur um miðja 19. öld. Hvernig líf kviknaði á jörðinni í árdaga er enn að verulegu leyti ráðgáta, en þó hafa veigamiklir hlekkir í hinni löngu keðju atburða sem hlýtur að liggja frá ólífrænu efni til fullmótaðrar lífveru verið útskýrðir á sannfærandi hátt. Einkum ber í því samhengi að nefna tilraun þeirra Stanley Miller og Harolds Urey^[8][9], en þeir sýndu fram á myndun ýmissa lífrænna efna, þar á meðal amínósýra úr ólífrænu efni við afoxandi aðstæður líkt og álitið er að hafi verið til staðar á jörðinni í árdaga. Kenningum sem leitast við að útskýra uppruna lífsins má í grófum dráttum skipta í tvo flokka, eftirmyndunarkenningar og efnaskiptakenningar eftir því hvort er álitið hafa komið til sögunnar fyrst, eiginleikinn til eftirmyndunar (sbr. eftirmyndun erfðaefnis) eða efnaskipta^[6].

Útdauði

Aðalgrein: Útdauði

Útdauði er þegar tiltekin tegund lífvera deyr út.^[10] Þetta gerist þegar síðasti einstaklingurinn sem tilheyrir þeirri tegund deyr. Þar sem útbreiðsla lífvera getur verið mjög stór, getur verið erfitt að átta sig á því hvenær þessu stigi er náð. Oftast er það gert eftir á þegar ekki hefur orðið vart við tegundina um nokkurn tíma. Tegundir verða útdauða þegar þær geta ekki lengur lifað af vegna breytinga á búsvæðum eða samkeppni. Yfir 99% af öllum tegundum sem hafa lifað eru nú útdauð.^{[11][12][13][14]} Hugsanlega hefur fjöldaútdauði tegunda á tilteknum tímaskeiðum orðið til þess að hraða þróun nýrra lífvera til að auka fjölbreytni.^[15]

Tilvísanir

1. Jón Gunnar Þorsteinsson (29.2.2008). „Er líf eftir dauðann?“. Vísindavefurinn.
2. Guðmundur Eggertsson (24.7.2000). „Er til fullnægjandi fræðileg skilgreining á lífi?“. Vísindavefurinn.
3. Guðmundur Eggertsson (29.2.2000). „Hvenær kviknaði líf á jörðinni og hvers vegna?“. Vísindavefurinn.
4. Einar Árnason (9.3.2000). „Hver var fyrsta lífveran á jörðinni?“. Vísindavefurinn.
5. Þorsteinn Vilhjálmsson (17.3.2004). „Af hverju er lífið til?“. Vísindavefurinn.
6. Guðmundur Eggertsson (2003). „Uppruni lífs“. Náttúrufræðingurinn. 71: 145–152.
7. Staley, Andrew D. (2007). Microbial Life, 2. útg. Sinauer Associates, Inc. ISBN 978-0-87893-685-4.
8. Miller, Stanley L. (1953). „Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions“. Science. 117: 528–529. PMID 13056598.
9. Miller, Stanley L.; Harold C. Urey (1959). „Organic Compound Synthesis on the Primitive Earth“. Science. 130: 245–251. PMID 13668555.
10. Extinction – definition. Afrit af upprunalegu geymt þann 26. september 2009.
11. „What is an extinction?“. Late Triassic. Bristol University. Afrit af upprunalegu geymt þann 1. september 2012. Sótt 27. júní 2012.
12. McKinney, Michael L. (1996). „How do rare species avoid extinction? A paleontological view“. Í Kunin, W.E.; Gaston, Kevin (ritstjórar). The Biology of Rarity: Causes and consequences of rare—common differences. Springer. ISBN 978-0-412-63380-5. Afrit af uppruna á 3. febrúar 2023. Sótt 26. maí 2015.
13. Stearns, Beverly Peterson; Stearns, Stephen C. (2000). Watching, from the Edge of Extinction. Yale University Press. bls. x. ISBN 978-0-300-08469-6. Afrit af uppruna á 5. nóvember 2023. Sótt 30. maí 2017.
14. Novacek, Michael J. (8. nóvember 2014). „Prehistory's Brilliant Future“. The New York Times. Afrit af uppruna á 29. desember 2014. Sótt 25. desember 2014.
15. Van Valkenburgh, B. (1999). „Major patterns in the history of carnivorous mammals“. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 27: 463–493. Bibcode:1999AREPS..27..463V. doi:10.1146/annurev.earth.27.1.463. Afrit af uppruna á 29. febrúar 2020. Sótt 29. júní 2019.