4

CE ESTE VIAŢA?

Privește în jurul tău. Vei vedea ziduri, ferestre, scaune, mese și tot felul de asemenea obiecte. Poate că sunt

și diverse aparate, mașini, jucării, oameni, animale și plante. Care dintre aceste lucruri sunt vii? Probabil că îţi vei da seama dintr-o singură privire dacă un lucru este viu sau nu. De exemplu, un câine este viu, în timp

ce o carte nu este. Dar cum poţi să spui care lucruri sunt vii și care

nu? O metodă ar fi să te uiţi dacă se mișcă. Oamenii și animalele se mișcă. Chiar și un pisoi adormit respiră încetișor. Însă și o mașinuţă electrică se mișcă și totuși nu este vie, în timp ce o plantă nu pare să facă nicio mișcare, dar e vie. O altă metodă ar fi să te uiţi după semne de respiraţie. Dar melcii și plantele dintr-un acvariu nu par să respire, deși sunt cât se poate de vii. Ursul panda uriaș (dreapta sus) este doar un desen, dar privindu-l îţi dai seama imediat că un urs panda adevărat ar fi viu. Cum poţi face asta?

Organismele vii pot avea multe forme şi dimensiuni. Unele sunt prea mici pentru a putea fi văzute fără ajutorul unui microscop, cum este cazul amibei care trăieşte în noroi. Altele sunt ceva mai mari şi pot fi observate uşor, de exemplu, buburuzele. Există şi unele de-a dreptul uriaşe, cum este sequoia. Multe dintre ele, ca, de exemplu, dinozaurii, au trăit în timpurile preistorice, dar nu au supravieţuit. Oamenii sunt şi ei fi inţe vii.

Amibă

Buburuză

Dinozaur Coelophysis

Om

O R G A N I S M E V I I

Corpurile însufl eţite poartă numele de organisme. Ne putem da seama dacă un lucru este un organism viu sau un obiect neînsufl eţit după mai multe indicii. În primul rând, un organism crește și se dezvoltă într-un anumit moment al vieţii, de obicei, modifi cându-și forma și devenind mai mare. În al doilea rând, în interiorul unui organism au loc procese vitale care transformă substanţele chimice dintr-unele în altele și consumă energie. În al treilea rând, un organism trebuie să preia din afară materii prime indispensabile creșterii și să absoarbă energie necesară pentru desfășurarea proceselor vitale. Și în al patrulea rând, un organism se înmulţește – produce mai mulţi indivizi asemănători lui.

Sequoia (arbore-mamut)

pag. 1-21_Lumea vie.indd 4 23.11.2011 17:06:22

5

Este posibil ca viaţa să fi venit din spaţiu? Poate că organisme microscopice simple au ajuns pe Pământ călătorind pe un meteorit sau pe o cometă. Însă aceste organisme ar fi trebuit să fi e extrem de rezistente pentru a supravieţui frigului aprig şi radiaţiilor dăunătoare din spaţiu. Şi oricum acest fapt nu ar rezolva problema originii vieţii. Ea tot ar fi apărut în altă parte!

Cele cinci regnuri ale lumii vii sunt enumerate aici şi descrise pe larg în paginile ce urmează. Monerele sunt cele mai mici şi mai simple organisme. Ele cuprind bacteriile sau germenii. Fiecare organism din această categorie este reprezentat de o singură celulă microscopică lipsită de nucleu. Protistele sunt, de asemenea, organisme unicelulare, dar celulele lor conţin nucleu. Ciupercile, sau fungii, obţin energia necesară vieţii dizolvând sau digerând organisme moarte până la substanţe nutritive simple, pe care le absorb prin suprafaţa corpului. Din categoria fungilor fac parte ciupercile cu pălărie, mucegaiurile şi drojdiile. Plantele preiau energie din lumina solară. Animalele trăiesc consumând alte organisme.

Clasificarea organismelor

Ca să putem înţelege cum s-au modifi cat fi inţele vii de-a lungul timpului și cum funcţionează și supravieţuiesc ele în prezent, este important să știm cum se aseamănă unele cu altele. Din această cauză, organismele au fost împărţite în categorii sau, altfel spus, au fost clasifi cate. La început au existat doar două mari categorii, sau regnuri – plantele și animalele. Știinţa modernă a sporit numărul lor la cinci, enumerate mai jos.

Originea vieţiiCum a apărut viaţa pe Pământ? Studiile știinţifi ce

arată că planeta noastră s-a format cu aproximativ 4 600 de milioane de ani în urmă, dintr-un nor uriaș de praf și de gaze care se învârtea prin spaţiu. La început, rocile de pe Pământ erau mult prea fi erbinţi pentru ca viaţa să poată exista. Însă, treptat, ele s-au răcit și ploile abundente, care au durat câteva mii de ani, au umplut lacurile, mările și oceanele cu apă.

Apa mărilor conţinea tot felul de substanţe chimice simple. Unele dintre acestea s-au combinat între ele – ajutate poate de energia degajată de fulgerele care loveau suprafaţa Pământului. Câteva dintre substanţele chimice nou-apărute, mai complexe, s-au unit și au format mici aglomerări. În jurul acestora s-au adunat și alte substanţe, astfel încât aglomerările au devenit tot mai mari. Apoi, părţi din acestea s-au desprins formând noi aglomerări separate. Așa s-au reprodus primele forme de viaţă. Aceste evenimente ar fi putut avea loc cu circa 3 000 de milioane de ani în urmă. Viaţa a rămas în stadiul de organisme microscopice simple timp de încă 2 000 de milioane de ani.

PROTISTE

PLANTE

CIUPERCI

ANIMALE

MONERE

O R G A N I S M E V I I

La început, Pământul era un loc lipsit de viaţă. Vulcanii aruncau valuri de lavă fi erbinte şi gaze toxice. Furtuni devastatoare inundau suprafaţa Pământului, stârnind nori uriaşi de cenuşă şi aburi. Însă, după câteva zeci de milioane de ani, temperaturile au scăzut. Apele călduţe şi puţin adânci ale mărilor erau un fel de „supă primordială” alcătuită dintr-un mare număr de substanţe chimice, din care se vor forma primele organisme vii, extrem de simple.

pag. 1-21_Lumea vie.indd 5 23.11.2011 17:06:25

6

EVOLUŢIA

O fosilă este o rămășiţă provenind de la un

organism (fi inţă vie) care a trăit cu mult

timp în urmă. După ce organismul a murit, o

parte din resturile sale au fost îngropate în nisip

sau în noroi, păstrându-se în interiorul rocilor

și transformându-se în piatră. Porţiunile tari

ale corpului reprezintă cele mai frecvente fosile,

deoarece nu putrezesc imediat după moarte și

au astfel mai multe șanse să se păstreze în timp.

Printre acestea se numără oasele, dinţii, coarnele,

ghearele și cochiliile, în cazul animalelor, și lemnul,

scoarţa de copac și conurile, în cazul plantelor. Datorită fosilelor știm că de-a lungul sutelor de

milioane de ani, care alcătuiesc trecutul Pământului, au trăit numeroase specii de animale, plante și alte tipuri de organisme. Majoritatea dintre acestea, cum ar fi amoniţii, trilobiţii, dinozaurii și mamuţii nu au ajuns până în zilele noastre. Unele organisme au supravieţuit însă aproape neschimbate timp de milioane de ani. De exemplu, rechinii și broaștele-ţestoase. Iar altele, cum ar fi oamenii, au apărut relativ de curând. Studiul fosilelor se numește paleontologie și reprezintă una dintre dovezile evoluţiei – felul în care fi inţele vii se modifi că de-a lungul timpului.

Cum se explică evoluţia? De ce nu rămân fi inţele vii pur și simplu așa cum sunt? Viaţa este o luptă continuă, în care organismele trebuie să se ferească de prădători și de vremea nefavorabilă, să găsească hrană și adăpost și să se reproducă. Supravieţuiesc doar organismele cele mai potrivite sau adaptate condiţiilor în care trăiesc. Însă aceste condiţii se schimbă în timp. Unele tipuri de hrană pot să devină mai greu de găsit. Clima se poate încălzi sau răci. Pot apărea noi boli. Organismele trebuie să evolueze pentru a se adapta noilor condiţii, altfel dispar.

Pe lângă studiul fosilelor, putem observa evoluţia și prin studierea organismelor care trăiesc în prezent. Unele specii de animale seamănă foarte mult între ele. Cintezele din Hawaii (stânga), de exemplu, diferă unele de altele doar prin mici detalii. Ele au evoluat, probabil, dintr-o singură specie. Ciocurile lor s-au modifi cat, s-au adaptat pentru a putea mânca mai multe feluri de hrană.

Călugăriţa roz a orhideelor a evoluat în aşa fel, încât să semene cu fl orile printre care trăieşte, fi ind mai greu de observat de animalele care îi servesc drept hrană.

În prezent există doar două specii de elefanţi, africani şi asiatici. Fosile reprezentate de oase uriaşe, dinţi şi colţi asemănători cu cei ai speciilor actuale ne arată că multe alte specii de elefanţi au populat cândva Pământul. Fiecare specie a evoluat astfel în funcţie de condiţiile existente într-o anumită perioadă, ce putea fi epocă glaciară sau perioadă caldă. Pe măsură ce condiţiile au continuat să se schimbe, ea nu a mai reuşit să se adapteze şi a dispărut.

Pe insulele arhipelagului Hawaii trăiesc 28 de specii diferite de cinteze. Ele seamănă foarte mult la corp, dar diferă ca formă a ciocului. De unde au venit ele? Arhipelagul Hawaii s-a format relativ recent, acum aproximativ cinci milioane de ani. Probabil că un stol mic de cinteze (făcând parte din aceeaşi specie) a traversat oceanul şi a coborât pe una dintre insule. Pentru că aici nu trăiau păsări asemănătoare, cintezele au putut mânca multe feluri de hrană – fructe moi, seminţe tari, insecte şi nectar de fl ori. Ciocurile lor s-au transformat, s-au adaptat pentru a obţine mai efi cient fi ecare tip de hrană. Unele cinteze au zburat spre alte insule ale arhipelagului, unde au continuat să se adapteze. În timp, singura specie de cinteze a evoluat, dând naştere mai multor specii diferite.

Mâncătoare de seminţe

Mâncătoare de fructe

Mâncătoare de insecte

Mâncătoare de nectar şi de insecte

Moeritherium

Palaeomastodon

O R G A N I S M E V I I

pag. 1-21_Lumea vie.indd 6 23.11.2011 17:06:27

7

Corpul unui om adult nu are branhii sau coadă, aşa cum au peştii. Însă, pentru o perioadă foarte scurtă, în primele stadii ale dezvoltării, atunci când este un embrion, trăsăturile respective sunt prezente. De fapt, embrionii tuturor animalelor vertebrate (care au coloană vertebrală) seamănă extrem de bine unul cu altul. Iar aceasta se datorează faptului că ele au evoluat din aceiaşi strămoşi îndepărtaţi.

O trăsătură care sporeşte succesul în reproducere al unui organism este încurajată sau amplifi cată de evoluţie. Penajul spectaculos al masculului păsării-paradisului îl face mai atrăgător pentru femele. În felul acesta, cresc şansele ca el să se împerecheze şi să producă descendenţi cu acelaşi penaj. Acest aspect al evoluţiei este cunoscut sub numele de selecţie sexuală.

Selecţia naturalăEvoluţia se realizează prin procesul selecţiei

naturale. În lupta pentru supravieţuire, unele organisme se adaptează mai bine condiţiilor de mediu decât altele. Acești indivizi au șanse mai mari să trăiască și să producă urmași. Dacă descendenţii moștenesc aceleași trăsături, și ei vor avea șanse maxime de supravieţuire. Este de parcă natura ar alege cine să trăiască și cine nu.

Evoluţia prin selecţie naturală explică trăsăturile corporale și comportamentale ale fi inţelor vii – chiar și pe acelea care par să fi e o piedică. Penele lungi și colorate ale masculului păsării-paradisului pot părea un dezavantaj. Din cauza lor, el poate fi observat mai ușor de prădători și scapă mai greu atunci când este urmărit. Însă aceste pene au și rolul de a atrage femelele pentru reproducere, așa că trăsătura este transmisă urmașilor.

Dovezi ale evoluţieiUn embrion este o fi inţă vie afl ată într-un stadiu

incipient al existenţei sale, cum ar fi un bebeluș în primele săptămâni de viaţă în burta mamei. În acest stadiu, embrionul uman seamă extrem de bine atât cu embrionul oricărui alt mamifer, fi e el vacă sau maimuţă, cât și cu un embrion de pasăre, de reptilă sau de pește. Cea mai simplă explicaţie a acestei asemănări uluitoare este evoluţia. De-a lungul a multor milioane de ani, toate animalele au evoluat din aceiași strămoși comuni. În prezent, ele diferă foarte mult ca adulţi. Însă și-au păstrat asemănarea cu strămoșii, și, prin urmare, unul cu altul, în stadiile timpurii de dezvoltare.

Peşte Broască-ţestoasă

Vacă Om

Pasărea-paradisului

Gomphotherium

Mamut de stepă

Elefant african actual

O R G A N I S M E V I I

pag. 1-21_Lumea vie.indd 7 23.11.2011 17:06:29

8

BACTERII

Cele mai răspândite organisme de pe Pământ sunt bacteriile. Ele sunt prea mici pentru a putea fi

văzute fără ajutorul unui microscop. Majoritatea dintre ele măsoară între unu și cinci microni (0,001– 0,005 milimetri). Un sfert de milion de bacterii ar încăpea pe suprafaţa gămăliei unui ac. Miliarde de bacterii sunt prezente peste tot în jurul nostru. Plutesc în aer și trăiesc pe vârfurile înzăpezite ale munţilor, în apele fi erbinţi ale izvoarelor termale, în peșterile întunecoase și pe fundul mărilor. Există peste 4 000 de specii cunoscute și mult mai multe așteaptă, probabil, să fi e descoperite. Forma lor variază foarte mult, dar pot fi împărţite în trei categorii principale: sferice, numite coci; cilindrice sau în formă de bastonaș, numite bacili, și spiralate sau în formă de tirbușon, numite spirili. Majoritatea bacteriilor se reproduc separându-se pur și simplu în două celule noi.

Bacteriile aparţin regnului Monera (vezi pagina 5). O bacterie tipică este protejată de un înveliș exterior mai tare, numit membrană celulară, în interiorul căreia se afl ă citoplasma vâscoasă. Mici particule, numite ribozomi, plutesc înăuntrul citoplasmei și produc diferite substanţe necesare proceselor vitale ale bacteriei. Tot în interiorul citoplasmei se găsește și o substanţă lungă și răsucită numită ADN; desfășurată, ea ar fi de 1 000 de ori mai lungă decât bacteria. Este vorba de genele bacteriei, un „ghid” care conţine toate informaţiile privind structura organismului. Unele bacterii obţin energia necesară vieţii din lumină, la fel ca plantele. Altele absorb substanţele nutritive prin membrana celulară.

Unele bacterii sunt dăunătoare. Ele pătrund în corpul altor organisme, inclusiv al oamenilor, și provoacă boli, cum ar fi antraxul și febra tifoidă. Majoritatea bacteriilor sunt însă inofensive. Multe specii trăiesc în sol și joacă un rol vital în natură, deoarece provoacă putrezirea și descompunerea plantelor și a animalelor moarte (deasupra).

Bacteriile şi alte microorganisme descompun şi reciclează substanţele nutritive din sol (1). Acestea sunt preluate de plante (2). Plantele sunt mâncate de animale (3). Excreţiile şi cadavrele animalelor putrezesc, readucând substanţele nutritive în sol (4).

Bacteriile pot pătrunde în organism printr-o tăietură sau de pe suprafaţa unui obiect murdar (1). Globulele albe din sânge (2) se strâng la locul invaziei pentru a le ataca.

O bacterie nu este altceva decât un săculeţ plin cu substanţe chimice printre care şi ADN. Unele specii au şi o „coadă” lungă în formă de bici, numită fl agel.

1

2

O R G A N I S M E V I I

Oxigen

CO2

1

4

3

2

pag. 1-21_Lumea vie.indd 8 25.11.2011 10:45:27

9

Un adenovirus este atât de mic, încât 10 milioane de asemenea particule ar încăpea pe suprafaţa punctului de la sfârşitul unei propoziţii. Adenovirusurile produc răceala şi gripa. Ele au un înveliş exterior alcătuit din proteine aşezate în faţete triunghiulare.

Miliarde de protiste trăiesc în apele mărilor. Pe măsură ce mor, micile lor cochilii cad în adânc şi din ele se formează stratul gros de mâl de pe fundul mării.

Amibele nu au o formă defi nită. Ele se deplasează prin alunecare, asemănându-se cu nişte pungi de plastic umplute cu gelatină.

PROTISTE

La fel ca bacteriile și alţi membri ai regnului Monera, protistele sunt organisme microscopice

alcătuite dintr-o singură celulă. Dar, spre deosebire de monere, materialul genetic (ADN) al protistelor este închis într-un săculeţ mărginit de o membrană, numit nucleu, care reprezintă centrul de control al celulei. Majoritatea protistelor trăiesc în apă sau în locuri umede. Unele se comportă ca niște plante mici, absorbind energia din lumina solară și preluând materiile prime necesare creșterii din apă. Altele se pot deplasa și consumă particule de hrană, cum ar fi bacteriile.

VIRUSURI

Cele mai mici fi inţe vii sunt virusurile. Ele sunt considerate „vii” doar pentru faptul că

pot produce copii asemănătoare lor atunci când invadează un alt organism. Virusurile nu se pot reproduce singure, ci pătrund în interiorul unei celule vii (vezi pagina 52), numită celulă-gazdă, și îi deturnează procesele vitale pentru a produce mai multe copii identice ale lor. În cursul acestui proces, celula-gazdă este distrusă.

Un virus tipic este protejat de un înveliș exterior alcătuit din proteine. În interior se afl ă un fragment de material genetic, de obicei ADN. Virusurile pot avea forme foarte diferite: de cărămizi, de bastonașe, de mingi de golf și chiar de rachete spaţiale. Numeroase virusuri pot supravieţui timp de mai mulţi ani în formă nevie, fi ind îngheţate, fi erte sau transformate în cristale, și devin active atunci când întâlnesc o celulă-gazdă disponibilă. Virusurile provoacă boli la plante, la animale și la om. De exemplu, gripa, pojarul și SIDA sunt provocate de virusuri.

Unele protiste sunt protejate de un perete celular tare, asemănător unei cutii. Foraminiferele și radiolarii (deasupra) au cochilii cu forme frumoase și diverse. Alte protiste nu au perete celular și își pot modifi ca forma. Câteva specii provoacă boli, cum ar fi plasmodiul, care cauzează malaria.

O R G A N I S M E V I I

pag. 1-21_Lumea vie.indd 9 23.11.2011 17:06:33