Bioloogia - Elu (4)

Bioloogia - Elu
Kõige üldisemas käsitluses on bioloogia teadus, mis uurib elu. Elu määratlemine on võimalik vaid mitme tunnuse koosesinemise kaudu. Biomolekulideks ( sahhariidid , valgud , vitamiinid , lipiidid ) nimetatakse aineid, mis väljaspool organismi ei moodustu ning nendest algab elu keerukam organiseeritus. Biomolekulide olemasolu on elu üheks tunnuseks. Elule iseloomulik mitmetasemeline organiseeritus väljendub ehituslikul, talituslikul ja regulatoorsel tasandil. Kõik organismid on rakulise ehitusega. Rakk on kõige lihtsam ehituslik ja talituslik üksus, millel on veel kõik elu omadused. Organismid jagunevad üherakulisteks ja hulkrakseteks. Iga organism vajab väliskeskkonnast mitmesuguseid aineid, mida tal tuleb ise sünteesida ja nii on iga organism ainevahetuse kaudu seotud ümbritseva keskkonnaga. Kõik organismid vajavad elutegevuseks energiat, energiavahetus on üheks elu tunnuseks. Organismidel on enam-vähem püsiv keemiline koostis, mis ilmneb mitmel eri tasandil ja mis tagatakse ainevahetuslike protsesside regulatsiooniga. Selle iseärasusest tulenevalt on organismid kas kõigu- ( roomajad , kahepaiksed, kalad ) või püsisoojased ( imetajad , linnud ). Sisekeskkonna stabiilsus (homöostaas) on elu iseloomustav tunnus. Organismid paljunevad kas suguliselt (munarakk viljastatakse) või mittesuguliselt (pooldumisel, vegetatiivselt, eostega; taimed, üheraksed). Paljunemine on üks põhilisi elu tunnuseid. Pärilikkus on üks elu tunnustest, eluslooduse üldine seaduspärasus, mille kohaselt järglased sarnanevad ehituselt ja talitluselt oma vanematega. Areng avaldub elu organiseerituse kõigil tasemetel . Sugulisel paljunemisel algab see munaraku viljastamisega, mittesugulisel mingi osa eraldumisega vanemorganismist. Võib olla kas moondeline või otsene. Selle käigus omandavad isendid uusi sise- ja välisehituslikke tunnuseid ning kohanevad ümbritseva keskkonnaga. Areng lõpeb alati surmaga, eluiga sõltub nii pärilikkus- ja keskkonnateguritest. Areng on üks elu tunnuseid. Hulkraksed loomorganismid võtavad väliskeskkonnast tulevat infot vastu oma meeleorganitega, mis paneb närvisüsteemi reageerima. Üherakulistel organismidel asendavad närvisüsteemi spetsiaalsed valgumolekulid välismembraanis, mis annavad infot väliskeskkonnast edasi raku sisemusse ja panevad organismi välisärritajale lähenema või kaugenema. Organismide reageerimine ärritusele on üks elu tunnuseid. Tänu eluslooduse keerukusele ja mitmekesisusele on võimatu elu kõiki ilminguid üheaegselt käsitleda. Molekulaarset taset loetakse elu esmaseks organiseerituse tasemeks ja seda uurib molekulaarbioloogia. Organellid on rakustruktuurid , millel on kindel ehitus ja talitlus ning seetõttu eristatakse vahel ka elu organiseerituse organelli taset. Rakk on elu esmane organiseerituse tase, kus ilmnevad elu kõik omadused ning mida uurib tsütoloogia. Hulkraksetes organismides on elufunktsioonid eri kudede ja rakkude vahel jaotunud. Sarnase ehituse ja talitlusega rakud koos vaheainetega moodustavad koe, mis on üks elu organiseerituse tase ning mida uurib histoloogia. Organ on kudede kogum, mis täidab mingit kindlat funktsiooni ning seda peetakse üheks elu organiseerituse tasemeks. Organid koonduvad ühiste talitluste alusel elundkondadesse, mis taimedel puuduvad ning mida peetakse üheks elu organiseerituse tasemeks. Kuna koel, organil ja organisüsteemil pole väljaspool organismi enamikku elu tunnuseid peetakse järgmiseks olulisemaks elu organiseerituse tasemeks organismi. Iga organismi talitlused sõltuvad tema elundite ja elundkondade koostööst ning seda uurib füsioloogia. Organismi ehitust uurib anatoomia. Neuraalseks regulatsiooniks nimetatakse närvisüsteemi vahendusel toimuvat elundkonna talitluste regulatsiooni. Humoraalseks regulatsiooniks nimetatakse veres esinevate hormoonide ja teiste keemiliste ühendite vahendusel toimuvat elundkonna talitluste regulatsiooni. Organismid võivad elada üksikult, aga ka kolooniate, perede, parvede või karjadena. Populatsiooni moodustavad ühel asustusalal elevad sama liiki organismid ning see on organismile järgnev eluslooduse organiseerituse tase. Sama liigi eri populatsioonide isendid võivad omavahel vabalt ristuda, kuid eri liikide isendid enamasti ei ristu. Etoloogiaks nimetatakse loomade käitumist uurivat teadusharu . Uued liigid tekivad evolutsiooni käigus. Liigi määratlemine toimub paljude tunnuste alusel (sise- ja välisehitus, talitluste eripära, kromosoomides paiknev spetsiifiline geenide kogum ja kindlad nõudlused elukeskkonnale). Liik on üks peamisi eluslooduse organiseerituse tasemeid. Ökosüsteemi moodustavad ühisel territooriumil omavahel toitumissuhetes olevad organismid koos ümbritseva eluta keskkonnaga. Ökosüsteem on isereguleeruv süsteem, millesse kuuluvate populatsioonide koosseis ja arvukus säilib pikema aja jooksul stabiilsena. Sellega tegeleb ökoloogia. Maad ümbritsev ja kogu elu sisaldavat kihti hõlmav biosfäär on kõige suurem ökosüsteem ning eluslooduse kõige kõrgem organiseerituse tase. Teadlased püüavad oma töös jõuda looduse üldiste seaduspärasuste avastamiseni. Loodusseadused on teaduslike faktide üldistused, mis võimaldavad samaaegselt selgitada mitmeid loodusnähtusi ja aitavad paremini aru saada looduses toimuvast. Kõigil loodusteadustel on oma kindlad uurimisobjektid, mis pärinevad loodusest. Bioloogide uurimisobjektid on pärit looduse elusast osast (biomolekulid, rakud, organismid, populatsioonid, liigid ja ökosüsteemid). Lisaks uurimisobjektile on teadustöö üheks oluliseks küljeks uurimismeetod. Teaduslik meetod on lähenemine, mida loodusteadlased oma uurimustöös kasutavad. Teaduslikeks faktideks nimetatakse selliseid teadmisi, mis on teadusliku meetodi abil leidnud korduvat kinnitust. Teaduslikuks teooriaks nimetatakse ühe teadusharu raames tuvastatud seaduste ja faktide üldistust. Uurimistöö alguses tuleb püstitada teaduslik probleem, mis tugineb oma teadusharu kaasaegsetele seisukohtadele, teaduslikele faktidele. Probleemi püstitamisel määratletakse uurimisobjekt ning enamasti piiritletakse ka muutuja (tegur, mille mõju uuritakse). Probleemi püstitamisele järgneb taustinfo kogumine (ülevaate saamine uurimisobjektist ning teistest samalaadsetest uuringutest). Järgnevalt saab sõnastada teadusliku hüpoteesi (oletatav vastus püstitatud probleemile, mis peab arvestama juba teadaolevaid fakte). Järgmiseks etapiks on hüpoteesi kontrollimine (katsete ja vaatlustega). Enne kontrollimist tuleb katsed ja vaatlused ette planeerida ( uuritavate objektide arv, katsetingimused , uurimuse kestus, vaatluste ja katsete arv). Eksperimendis kasutatakse üldjuhul eksperimentaal- ja kontrollgruppi, mille ainuke erinevus on muutujas. Katsetele ja vaatlustele järgneb saadud tulemuste analüüs (kahe grupi vaatlustulemuste võrdlus) ja järelduste tegemine. Kui analüüsi tulemused kinnitavad hüpoteesi saame järeldada, et esialgne hüpotees leidis kinnitust. Teadusliku faktini jõudmiseks tuleb aga eksperimenti mitu korda korrata . Juhul, kui esmased või korduskatsete tulemused on negatiivsed, tuleb otsida vigu katse korralduses või hüpoteesi püstitamises.