תוֹכֶן
כל דבר חי מורכב מאבני בניין מיקרוסקופיות המכונות תאים ועשוי להכיל תא אחד או תאים רבים. אורגניזמים חד-תאיים נקראים פרוקריוטות, ונקראים אורגניזמים רב-תאיים אאוקריוטות. תאים של אורגניזמים חד-תאיים או רב-תאיים מבצעים פונקציות חיים בסיסיות.
כיצד תאים מבצעים פונקציות הנדרשות לכל החיים
תהליכי חיים מתואמים מסבירים כיצד התאים מבצעים פונקציות הנדרשות לחיים ולהישרדות. חילוף החומרים של האורגניזם הוא כל תהליכי החיים של האורגניזם המאפשרים לו לשרוד. להלן שמונה תהליכי חיים של אורגניזמים חיים.
צריכת תזונה
אורגניזמים דורשים צריכת אנרגיה כדי לשרוד. כל דבר חי צורך אנרגיה. תאי צמחים מפיקים אנרגיה על ידי המרת אור מהשמש לסוכרים דרך התהליך המכונה פוטוסינתזה. תאים בבעלי חיים מפיקים אנרגיה מחומרים המזינים שהחיה אכלה.
אברוני תאים ותפקודי חיים מתמחים בכל צרכי האורגניזמים. הפוטוסינתזה מתרחשת באברון תאי המכונה הכלורופלסט, המכיל פיגמנט הנקרא כלורופיל.
תנועה
בעזרת האנרגיה המטבולית שמקורם בחומרים מזינים, התאים מסוגלים לנוע באופן עצמאי. פרוקריוטות מסתובבות בסביבותיהן באמצעות אחד משני נספחים מתמחים - ציציות או סמלונים. בנוסף לתנועה כלפי חוץ, התאים נעים באופן רציף מולקולות שונות סביב המרחב הפנימי של התא.
צמיחה
צמיחה היא תהליך החיים בו אורגניזמים גדלים במספר התאים או גדלים בגודלם. בגוף האדם, למשל, תאי העור מתחלקים ויוצרים תאים חדשים שיחליפו את המתים שנשפכים. האוקריוטות גדלות במספר התאים באמצעות תהליך המכונה מיטוזה.
רבייה
אורגניזמים יוצרים כל הזמן צאצאים חדשים מההורים. כל אורגניזם בודד הוא צאצא של אורגניזם אחר. רבייה יכולה להתרחש בשתי דרכים - רבייה א-מינית ומינית. רבייה א-מינית כוללת הורה אחד ואילו בהתרבות מינית מעורבים שני הורים.
תאים פרוקריוטים מתחלקים באופן מיני במין תהליך שנקרא פיצול בינארי על מנת ליצור שני תאים זהים לאב-האב או לתא "האב". בעלי חיים וצמחים מתרבים מינית ולכן לצאצאים יש תערובת של DNA משני ההורים.
תיקון
לכל האורגניזמים תהליכי חיים המאפשרים תיקון רקמות ו- DNA. מוטציות בקוד הגנטי של אורגניזם יכולות להיות קטלניות. לדוגמה, סרטן יכול לנבוע ממוטציות. בתאים יש חלבונים מיוחדים ש"סורקים "את ה- DNA כדי לחפש מוטציות אקראיות ולתקן אותם.
רגישות
רגישות מתייחסת לתהליך החיים לפיו תא צובר ידע על סביבתו. באמצעות אותות כימיים וחשמליים, התאים מרימים מידע על סביבתם בהתאם לצרכי האורגניזם. לדוגמא, תאי העור מתמחים בחישה של שינויים קלים בלחץ, ומעניקים לנו תחושת מגע.
גורמים סביבתיים הניתנים לגילוי על ידי תאים יכולים לכלול חום, לחץ, pH, והימצאות או היעדר חומרים מזינים. התא משתמש במידע חושי מהסביבה כדי לקבוע פעילויות ולווסת את עצמו. על ידי חישה במיקום הכימיקלים בסביבה, אורגניזמים חד-תאיים יכולים לנוע לעבר חומרים מזינים ולהתרחק מחומרים רעילים.
הפרשה
דברים חיים גורמים למוצרי פסולת שעלולים להזיק מתגובות מטבוליות רגילות. הפרשה היא תהליך פינוי הפסולת. בכל פעם שאתה נושם פחמן דו חמצני, אתה מפריש מוצר פסולת מטבולית. תאים יכילו כימיקלים מזיקים בשקיות הנקראות שואבים. Vacuoles משחררים תכנים לסביבה החיצונית באמצעות תהליך שנקרא אקסוציטוזיס.
נשימה
נשימה היא תהליך חיים בו התאים משיגים אנרגיה על ידי פירוק מקרומולקולות עשירות בחומרים מזינים על מנת ליצור אדנוזין טריפוספט (ATP). ATP מאחסן אנרגיה לתא לשימוש בקשרים כימיים. אנרגיה משתחררת כאשר הקשרים הכימיים הללו מתפרקים. ישנם שני סוגים של אירובי נשימה, המשתמש בחמצן, ואנאירובי שאינו כרוך בחמצן.