stringtranslate.com

Организм

Организм (от древнегреческого ὄργανον ( органон )  «инструмент, орудие, инструмент» и -ισμός ( -ismós ) ) — любая биологическая живая система , функционирующая как индивидуальная форма жизни . [1] Все организмы состоят из клеток . [1] Идея организма основана на концепции минимальной функциональной единицы жизни. Было предложено, чтобы три признака играли главную роль в квалификации организма:

К организмам относятся многоклеточные животные , растения и грибы ; или одноклеточные микроорганизмы, такие как протисты , бактерии и археи . [5] Все типы организмов способны к размножению , росту и развитию , поддержанию и некоторой степени реакции на раздражители . Большинство многоклеточных организмов в ходе своего развития дифференцируются в специализированные ткани и органы .

В 2016 году был идентифицирован набор из 355 генов последнего универсального общего предка (LUCA) всех организмов Земли.

Этимология

Термин «организм» (от греч. ὀργανισμός, organismos , от ὄργανον, органон , т.е. «инструмент, орудие, орудие, орган чувства или постижения») [6] [7] впервые появился в английском языке в 1703 году и приобрел свое современное определение 1834 года ( Оксфордский словарь английского языка ). Оно напрямую связано с термином «организация». Существует давняя традиция определения организмов как самоорганизующихся существ, восходящая, по крайней мере, к «Критике суждения» Иммануила Канта 1790 года . [8]

Определения

Организм можно определить как совокупность молекул , функционирующих как более или менее стабильное целое, проявляющее свойства жизни . Словарные определения могут быть широкими и включать такие фразы, как «любая живая структура, такая как растение, животное, гриб или бактерия, способная к росту и размножению». [9] Многие определения исключают вирусы и возможные синтетические неорганические формы жизни, поскольку размножение вирусов зависит от биохимических механизмов клетки-хозяина. [10] Суперорганизм — это организм, состоящий из множества индивидуумов, работающих вместе как единая функциональная или социальная единица . [11]

Были споры о том, как лучше всего определить организм [12] и с философской точки зрения, необходимо ли такое определение. [13] [14] [15] Проблемные случаи включают колониальные организмы : например, колония эусоциальных насекомых отвечает таким критериям, как адаптивная организация и специализация зародышевой сомы . [16] Если это так, то тот же аргумент будет включать в себя некоторые мутуалистические и сексуальные партнерства как организмов. [17] Если происходит групповой отбор , то группу можно рассматривать как суперорганизм, оптимизированный посредством групповой адаптации . [18] Другая точка зрения заключается в том, что такие атрибуты, как автономия, генетическая однородность и генетическая уникальность, следует рассматривать отдельно, а не требовать, чтобы организм имел их все; если это так, то биологическая индивидуальность имеет множество измерений, что приводит к появлению нескольких типов организмов. [19]

Другие взгляды включают идею о том, что человек отличается своим иммунным ответом , отделяющим свое от чужого; [20] что «антиэнтропия » , способность поддерживать порядок, — это то, что отличает организм; [21] или что теория информации Шеннона может быть использована для идентификации организмов как способных самостоятельно поддерживать свой информационный контент. [4] Наконец, возможно, концепция организма неадекватна биологии. [22]

Вирусы

Вирусы обычно не считаются организмами, поскольку они неспособны к автономному размножению , росту или метаболизму . Хотя вирусы имеют несколько ферментов и молекул, подобных тем, что есть в живых организмах, у них нет собственного метаболизма; они не могут синтезировать органические соединения, из которых они образуются. В этом смысле они подобны неодушевленной материи. [23] У вирусов есть свои собственные гены , и они эволюционируют . Таким образом, аргументом в пользу того, что вирусы следует классифицировать как живые организмы, является их способность эволюционировать и размножаться посредством самосборки. Однако некоторые ученые утверждают, что вирусы не эволюционируют и не размножаются самостоятельно. Вместо этого вирусы развиваются клетками-хозяевами, а это означает, что произошла совместная эволюция вирусов и клеток-хозяев. Если бы клеток-хозяев не существовало, эволюция вируса была бы невозможна. Что касается размножения, вирусы полагаются на механизм репликации хозяев. Открытие вирусов, гены которых кодируют энергетический обмен и синтез белка, подогрело споры о том, являются ли вирусы живыми организмами, но гены имеют клеточное происхождение. Скорее всего, они были приобретены путем горизонтального переноса генов от вирусных хозяев. [23]

Родословная

Докембрийские строматолиты в формации Сие, Национальный парк Глейшер . В 2002 году статья в научном журнале Nature предположила, что эти геологические образования возрастом 3,5 млрд лет (миллиарда лет) содержат окаменелые микробы -цианобактерии . Это говорит о том, что они являются свидетельством существования одной из самых ранних известных форм жизни на Земле.

Генетика убедительно свидетельствует о том, что все организмы имеют общего предка. В частности, каждая живая клетка использует нуклеиновые кислоты в качестве генетического материала и использует те же двадцать аминокислот в качестве строительных блоков для белков . Все организмы используют один и тот же генетический код (с некоторыми крайне редкими и незначительными отклонениями) для трансляции последовательностей нуклеиновых кислот в белки . Универсальность этих черт убедительно свидетельствует об общем происхождении, поскольку выбор многих из этих черт кажется произвольным. Горизонтальный перенос генов затрудняет изучение последнего вселенского предка. [24] Однако универсальное использование одного и того же генетического кода, одних и тех же нуклеотидов и одних и тех же аминокислот делает существование такого предка чрезвычайно вероятным. [25] Первые организмы, возможно, были анаэробными и термофильными хемолитоавтотрофами , которые развивались в неорганических средах в геотермальной среде. [26] [27]

Последний универсальный общий предок — это самый поздний организм, от которого произошли все ныне живущие на Земле организмы . [25] Таким образом, это самый недавний общий предок всей нынешней жизни на Земле. Последний универсальный общий предок жил примерно 3,5–3,8 миллиарда лет назад , в палеоархейскую эпоху. [28] [29] В 2016 году был идентифицирован набор из 355 генов, которые, как считается, произошли непосредственно от последнего универсального общего предка. [30] [31]

Человеческое вмешательство

Современная биотехнология бросает вызов традиционным представлениям об организмах и видах. Клонирование — это процесс создания нового многоклеточного организма, генетически идентичного другому, с потенциалом создания совершенно новых видов организмов. Клонирование является предметом этических дебатов . [32] [33] [34]

В 2008 году Институт Дж. Крейга Вентера собрал синтетический бактериальный геном Mycoplasmagentium , используя рекомбинацию в дрожжах 25 перекрывающихся фрагментов ДНК за один этап . Использование рекомбинации дрожжей значительно упрощает сборку крупных молекул ДНК как из синтетических, так и из природных фрагментов. [35]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Словарь ab Мосби по медицине, сестринскому делу и медицинским профессиям (10-е изд.). Сент-Луис, Миссури: Эльзевир. 2017. с. 1281. ИСБН 978-0-3232-2205-1.
  2. ^ Розен, Роберт (сентябрь 1958 г.). «Реляционная теория биологических систем». Вестник математической биофизики . 20 (3): 245–260. дои : 10.1007/BF02478302. ISSN  0007-4985.
  3. ^ Сантелисес, Бернабе (апрель 1999 г.). «Сколько существует видов людей?». Тенденции в экологии и эволюции . 14 (4): 152–155. дои : 10.1016/S0169-5347(98)01519-5. ПМИД  10322523.
  4. ^ аб Пяст, Радослав В. (июнь 2019 г.). «Информация Шеннона, биопоэз Бернала и распределение Бернулли как основы для построения определения жизни». Журнал теоретической биологии . 470 : 101–107. Бибкод : 2019JThBi.470..101P. дои : 10.1016/j.jtbi.2019.03.009. PMID  30876803. S2CID  80625250.
  5. ^ Хайн, RS (2008). Биологический словарь (6-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 461. ИСБН 978-0-19-920462-5.
  6. ^ ὄργανον. Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей»
  7. ^ «организм». Интернет-словарь этимологии . Проверено 2 июня 2023 г.
  8. ^ Кант И., Критика суждения : §64.
  9. ^ «организм». Словарь Чемберса 21 века (онлайн-изд.). 1999.
  10. ^ "организм" . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . 2004. (Требуется подписка или членство участвующей организации.)
  11. ^ Келли, Кевин (1994). Вышло из-под контроля: новая биология машин, социальных систем и экономического мира . Бостон: Аддисон-Уэсли. стр. 98. ISBN 978-0-201-48340-6.
  12. ^ Кларк, Э. (2010). «Проблема биологической индивидуальности». Биологическая теория . 5 (4): 312–325. дои : 10.1162/BIOT_a_00068. S2CID  28501709.
  13. ^ Пеппер, JW; Херрон, доктор медицины (ноябрь 2008 г.). «Нужна ли биологии концепция организма?». Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 83 (4): 621–627. дои : 10.1111/j.1469-185X.2008.00057.x. PMID  18947335. S2CID  4942890.
  14. ^ Уилсон, Р. (2007). «Биологическое понятие личности». Стэнфордская энциклопедия философии .
  15. ^ Уилсон, Дж. (2000). «Онтологическая бойня: концепции организма и биологические обобщения». Философия науки . 67 : 301–311. дои : 10.1086/392827. JSTOR  188676. S2CID  84168536.
  16. ^ Фолс III, HJ; Рафгарден, Дж. (декабрь 2010 г.). «Что такое индивидуальный организм? Перспектива многоуровневого отбора». Ежеквартальный обзор биологии . 85 (4): 447–472. дои : 10.1086/656905. PMID  21243964. S2CID  19816447.
  17. ^ Квеллер, округ Колумбия; Штрассманн, JE (ноябрь 2009 г.). «За пределами общества: эволюция организмчивости». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 364 (1533): 3143–3155. дои : 10.1098/rstb.2009.0095. ПМЦ 2781869 . ПМИД  19805423. 
  18. ^ Гарднер, А.; Графен, А. (апрель 2009 г.). «Захват суперорганизма: формальная теория групповой адаптации». Журнал эволюционной биологии . 22 (4): 659–671. дои : 10.1111/j.1420-9101.2008.01681.x . PMID  19210588. S2CID  8413751.
  19. ^ Сантелис, Б. (апрель 1999 г.). «Сколько существует видов людей?». Тенденции в экологии и эволюции . 14 (4): 152–155. дои : 10.1016/s0169-5347(98)01519-5. ПМИД  10322523.
  20. ^ Прадеу, Т. (2010). «Что такое организм? Иммунологический ответ». История и философия наук о жизни . 32 (2–3): 247–267. ПМИД  21162370.
  21. ^ Лонго, Г.; Монтевиль, М. (2014). Перспективы организмов - Спрингер . Конспект лекций по морфогенезу. дои : 10.1007/978-3-642-35938-5. ISBN 978-3-642-35937-8. S2CID  27653540.
  22. ^ Бейтсон, П. (февраль 2005 г.). «Возвращение всего организма». Журнал биологических наук . 30 (1): 31–39. дои : 10.1007/BF02705148. PMID  15824439. S2CID  26656790.
  23. ^ аб Морейра, Д.; Лопес-Гарсия, ПН (апрель 2009 г.). «Десять причин исключить вирусы из древа жизни». Обзоры природы. Микробиология . 7 (4): 306–311. doi : 10.1038/nrmicro2108. PMID  19270719. S2CID  3907750.
  24. ^ Дулиттл, WF (февраль 2000 г.). «Искоренение древа жизни» (PDF) . Научный американец . 282 (2): 90–95. Бибкод : 2000SciAm.282b..90D. doi : 10.1038/scientificamerican0200-90. PMID  10710791. Архивировано из оригинала (PDF) 7 сентября 2006 года.
  25. ^ аб Теобальд, DL (май 2010 г.). «Формальная проверка теории универсального общего происхождения». Природа . 465 (7295): 219–222. Бибкод : 2010Natur.465..219T. дои : 10.1038/nature09014. PMID  20463738. S2CID  4422345.
  26. ^ Вайс, Мэдлин С.; Соуза, Филиппа Л.; Мрнявац, Наталья; Нойкирхен, Синье; Реттгер, Мэйо; Нельсон-Сати, Шиджулал; Мартин, Уильям Ф. (август 2018 г.). «Последний универсальный общий предок между древней земной химией и зарождением генетики». ПЛОС Генетика . 14 (8): e1007518. дои : 10.1371/journal.pgen.1007518 . ПМК 6095482 . ПМИД  30114187. 
  27. ^ Кунин, Евгений В .; Мартин, Уильям Ф. (декабрь 2005 г.). «О происхождении геномов и клеток в неорганических компартментах». Тенденции в генетике . 21 (12): 647–654. дои : 10.1016/j.tig.2005.09.006. ПМЦ 7172762 . ПМИД  16223546. 
  28. ^ Дулиттл, WF (февраль 2000 г.). «Искоренение древа жизни» (PDF) . Научный американец . 282 (2): 90–95. Бибкод : 2000SciAm.282b..90D. doi : 10.1038/scientificamerican0200-90. PMID  10710791. Архивировано из оригинала (PDF) 15 июля 2011 года.
  29. ^ Глансдорф, Н.; Сюй, Ю; Лабедан, Б. (июль 2008 г.). «Последний универсальный общий предок: появление, конституция и генетическое наследие неуловимого предшественника». Биология Директ . 3:29 . дои : 10.1186/1745-6150-3-29 . ПМЦ 2478661 . ПМИД  18613974. 
  30. ^ Вайс, Мэдлин С.; Соуза, Филиппа Л.; Мрнявац, Наталья; и другие. (июль 2016 г.). «Физиология и среда обитания последнего всеобщего общего предка». Природная микробиология . 1 (9): 16116. doi :10.1038/nmicrobiol.2016.116. PMID  27562259. S2CID  2997255.
  31. ↑ Уэйд, Николас (25 июля 2016 г.). «Знакомьтесь, Лука, предок всего живого». Нью-Йорк Таймс . Проверено 25 июля 2016 г.
  32. ^ Пенс, Грегори Э. (1998). Кто боится клонирования человека? . Роуман и Литтлфилд. ISBN 0-8476-8782-1. мягкая обложка и твердый переплет.
  33. ^ «Заявление AAAS о клонировании человека» . Архивировано из оригинала 11 сентября 2012 года . Проверено 15 декабря 2013 г.
  34. ^ МакГи, Г. (октябрь 2011 г.). «Букварь по этике и клонированию животных». Американский институт биологических наук. Архивировано из оригинала 23 февраля 2013 года.
  35. ^ Гибсон, Дэниел Г.; Бендерс, Гвинед А.; Аксельрода, Кевин С. (декабрь 2008 г.). «Одноэтапная сборка в дрожжах 25 перекрывающихся фрагментов ДНК с образованием полного синтетического генома Mycoplasmaogenicium». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (51): 20404–20409. Бибкод : 2008PNAS..10520404G. дои : 10.1073/pnas.0811011106 . ПМК 2600582 . ПМИД  19073939. 

Внешние ссылки